基于-基于DTMF的解码器设计

基于DTMF的解码器设计 Design of Decode Instrument Based on DTMF 摘要本文介绍了 DTMF解码芯片MT8870的功能和特点，给出了在解码器中 与89C51单片机的接口电路，说明了解码器的工作原理抗干扰措施。 关键词单片机抗干扰DTMF解码监控 AbstractThis paper describes the function and feature of DTMF decode chip MT8870,presents the interface circuit with 89C51 single-chip microcomputer in decode instrument, introduces the work principle and anti-interference measure of decode instrument. Keywords single-chip microcomputer, anti-interference , DTMF, decode ,monitor 在一些大型电视监控系统中，常常需要在多处监控点安装多个摄像机。在 监控系统的主控台或分控台处，能对摄像机、云台和防护罩等实施控制，控制云 台的转动，能对摄像机调焦距和广角，同时能控制防护罩的雨刷、加温和风扇动 作。这么多远距离的控制信号显然不能通过一一对应控制的方式，否则会造成工 程成本过大，施工难度增加。为此，选用了编、解码的传输方式进行控制，编、 解码方式采用双音多频（DTMF）。DTMF编、解码方式在电话拨号系统中应用 非常广泛，其突出的优点是抗干扰能力很强，电视监控系统的具体控制要求是 在主控台或分控台处，将所有控制信号进行DTMF编码，然后发送出去；在监 控点处，解码器将DTMF接收进行解码，根据解码内容，做相应控制动作。根 据以上要求，设计了以专用DTMF解码集成电路MT887O为核心的解码器。 1 MT8870芯片介绍 MT8870是MITEL公司生产的 DTMF解码器，为CMOS电路，DIP封 装。它具有DTMF信号分离滤波和译码 功能，可直接与MCS-51系列单片机接 口。图1为MT8870引脚分配图。其引脚 说明如下IN、IN-为运放的同、反相输 入，DTMF信号输入端；FB为运放输出 端,通过外部接入的反馈电阻可调节其内 部放大器增益；Vref为基准电压输出；IC 为内部连接点，应接至Vss端；OSCI、 OSCO为振荡器输入、输出，可外接3.5 IN 1 V 18 Vdd IN. 2 17 CI/GTo FB 3 16 ECO Vref 4 15 CID IC 5 14 D’ IC 6 13 d3 OSCI 7 12 d2 OSCO 8 11 。 Vss 9 10 EN 图1 MT8870引脚分配图 晶振；EN为数据输出控制端，当 它为高电平时允许输出数据；D「D4为数据输出端；CID为延迟控制输出端； CI/GTO为控制输入端/时间监测输出端；ECO为初始控制输出端；Vdd、Vss为 正负电源。 MT8870能将DTMF信号译码成四位二进制码，表1为MT8870的译码表。 表1 MT8870译码表 fcHZ fHZ D1D3D2D1 697 1209 0001 697 1336 0010 697 1447 0011 770 1209 0100 770 1336 0101 770 1447 0110 852 1209 0111 852 1336 1000 852 1447 1001 941 1336 1010 941 1209 1011 941 1447 1100 697 1633 1101 770 1633 1110 852 1633 1111 941 1633 0000 2 MT8870与89C51单片机接口电路 图2为MT8870与89C51单片机的接口电路。在电路中89C51单片机的 PlPi.3读取MT887的译码数据；P].4与MT887。的EN端相连，控制MT8870 的数据输出；MT8870的CID端反向后与单片机的中断请求IN相连接，可发出 中断请求。 89C51 MT8870 图2 MT8870与89C51单片机的接口电路 其工作原理如下MT8870如接收到一有效的DTMF信号后，ECO端首先 变为高电平，经积分电路使控制输入端CI电平升高。若CI端电平低于门限电平 时，MT8870内部的四位二制码保持不变，CID端保持低电平；若CI端高于门 限电平，MT8870内部的四位二进制码被更新，CID输出由低电平变为高电平， 经反向器后向89C51单片机发出中断申请，通知单片机主控台现在己有控制信 息发出，89C51单片机接到中断申请后，Pg端由低电平变为高电平，并通过 Plo Pi.3读取MT887的译码数据，根据译码数据内容相应控制云台、镜头和雨 罩的动作。MT8870如无DTMF信号输入或DTMF信号连续失真，则ECO端为 低电平，CI端也为低电平，CID端输出低电平，经反向器后不会向89C51单片 机发出中断申请。 3解码器中的抗干扰措施 在电视监控系统中，解码器全天候工作，工作环境比较恶劣，存在着大量的 干扰源。这些干扰源的存在有可能使解码器工作混乱，引起控制输出的误动作， 直接影响到电视监控系统工作的稳定性。为了增加解码器的抗干扰能力，提高解 码器工作的稳定性，采取硬件和软件相结合的抗干扰措施。 在硬件方面加光电耦合器件隔离。解码器中单片机的控制对象如云台、雨 罩为强电控制，干扰源干扰很大。在电路中引入光电耦合器，将输出控制机构与 单片机隔离，避免构成干扰回路。实际运行证明，光电隔离器的抗干扰能力很强, 适合于抑制尖峰脉冲和各种噪声干扰。硬件方面另一个抗干扰措施为采用集电源 电压监视、上电复位和“看门狗”功能于一身的芯片MAX813L。当单片机电源 发生瞬态欠压、瞬态脉冲干扰时，MAX813L自动地检测出这些干扰脉冲，及时 向单片机系统发出复位脉冲，使89C51单片可靠复位。对于干扰造成的解码器 程序跑飞现象，“看门狗”电路及时发现并采取措施，使单片机进入正常程序。 在软件方面的抗干扰措施是设置日检程序和将控制寄存器内容反复比较再 输出等措施。以上措施的采用，使解码器可以长期、安全、可靠、稳定地运行。 4结束语 本文介绍的解码器，已经成功地应用在石家庄中级人民法院等一些大型电视 监控系统中。几年的运行证明，效果良好。 参考文献 杨文理.现代通信集成电路应用技术手册.北京电子工业出版社,1995 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京北京航空航天大学出版社,1993 王长龙，李戌，赵圣元.智能仪器仪表中单片机的抗干扰措施.中国仪器