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電話信令收發(fā)器CMX860在信息終端中的應(yīng)用
摘要:介紹CMX860芯片的主要性能、電路模塊及在固網(wǎng)短信息端——信息電話中的應(yīng)用,給出相應(yīng)的硬件軟件控制流程圖。該芯片最大的優(yōu)點是只用一片芯片就能完成CTS1協(xié)議中要求的三項基本功能:DTMF信號發(fā)送、FSK信號接收、CAS信號檢測,從而簡化了設(shè)計。它與微處理器的接口簡單、功耗低,可大量應(yīng)用于智能信息終端。引言
移動電話推出的短信息服務(wù)經(jīng)市場檢驗,取得了很好的經(jīng)濟(jì)效率和社會效益。固定電話能不能也推出類似的服務(wù),從而實現(xiàn)傳統(tǒng)電話的增值呢?最近提出的固網(wǎng)短信技術(shù)恰好滿足了運(yùn)營商的這一需求。建立在模擬線上的中文信息終端服務(wù)接口規(guī)范CTSI協(xié)議,為信息電話與服務(wù)在模擬話音線上進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信提供了標(biāo)準(zhǔn)。它規(guī)定了上行使用DTMF(雙音多頻)或FSK(頻移鍵控)信號及下行使用FSK信號,服務(wù)器與終端之間通過CAS(服務(wù)器發(fā)生終端的提示音)信號的發(fā)送和回應(yīng)來互相確認(rèn)。項國Consumer Microcircuits Limited公司推出的CMX860芯片,其內(nèi)部集成有FSK發(fā)送/接收器、DTMF發(fā)送器和CAS檢測器,可直接應(yīng)用于我國的固網(wǎng)短信系統(tǒng)。
圖1 CMX860內(nèi)部功能框圖
1 CMX860
CMX860是一種通用的電話信令收發(fā)器,兩個獨(dú)立的通道LINE端和PHONE端通過模擬開關(guān)的切換可分別獨(dú)立工作于各自的信號收發(fā)模式。它是由一臺主機(jī)μC通過一個叫做C-BUS(公開總線)的串行接口來控制的,這與大多數(shù)通用的μC串行接口是兼容的。
它的發(fā)送和接收方式是獨(dú)立可編程的。例如,接收器部分作為一個調(diào)制解調(diào)器運(yùn)行時,接收信號便饋入一個帶通濾波器以濾去不想要的信號,并提供固定的折中線路均衡;具有“零功率”待機(jī)模式,在待機(jī)模式下,C-BUS、振鈴檢測、摘機(jī)檢測、RDRVN依然有效;當(dāng)有振鈴或摘機(jī)時,會產(chǎn)生中斷信號以提醒主機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的操作。
CMX860采用11.059 2MHz時鐘振蕩器,在運(yùn)行時的最低工作電壓為2.7V,有三種封裝形式:28引腳SOIC(CMX860D1)、28引腳TSSOP(CMX860E1)和28引腳SSOP(CMX860D6)?捎呻娫捑饋電提供工作所需電壓,而不需接額外電源。CMX860芯片的內(nèi)部功率框圖如圖1所示。
XTALN:晶體振蕩器輸出;
XTAL/CLOCK:晶振電路或外部時鐘源輸入;
SERIAL CLOCK:C-BUS串行時鐘輸入端;
COMMAND DATA:C-BUS串行數(shù)據(jù)輸入端
REPLY DATA:三態(tài)C-BUS串行數(shù)據(jù)輸出,不傳送數(shù)據(jù)時,輸出為高阻;
CSN:片選輸入;
IRQN:中斷申請輸出,低有效,無效時為高阻,需外接一上拉電阻;
Vbias:VDD/2偏壓,應(yīng)靠近該腳通過電容旁路到AVSS;
RDRVN:繼電器驅(qū)動輸出,低有效;
DVSS:數(shù)字地;
AVSS:模擬地
DVDD:數(shù)字電源;
AVDD:模擬電源;
RD、RT:振鈴檢測的兩個施密特觸發(fā)器輸入端;
HD、HT:摘機(jī)檢測的兩個施密特觸發(fā)器的輸入端;
LINERXF:LINE端接收放大器的輸出;
LINERXN:LINE端接收放大器的反向輸入;
LINERXP:LINE端接收放大器的正向輸入;
LINETXN:LINE端發(fā)送驅(qū)動器的反向輸出;
LINETXP:LINE端發(fā)送驅(qū)動器的正向輸出;
PHONERXF:PHONERXN、PHONERXP、PHONETXN、PHONETXP:與上述LINE端五引腳相對應(yīng)的PHONE端。
圖2 CMX860應(yīng)用電路
2 CMX860在固網(wǎng)短信電話中的應(yīng)用
正確控制CMX860 DTMF信號的發(fā)送、FSK信號的接收、CAS信號的是實現(xiàn)固網(wǎng)短信系統(tǒng)的關(guān)鍵。
(1)CTSI協(xié)議簡介
CTSI協(xié)議層可分為三層:物理層、鏈路層、消息層。
①物理層負(fù)責(zé)服務(wù)器與終端之間物理的數(shù)據(jù)單元(數(shù)據(jù)位流)的傳送,即它們的調(diào)制和解調(diào)的編碼方式、電氣特性、傳送要求。規(guī)定下行數(shù)據(jù)采用FSK二進(jìn)制異步串行方式傳送;上行數(shù)據(jù)采用DTMF或FSK方式傳送。其中DTMF分短音模式和確認(rèn)音模式等類型。CAS是服務(wù)器發(fā)送終端的提示音,時長80~85ms。
②鏈路層提供可靠聽數(shù)據(jù)傳送機(jī)制。下行FSK信息包格式如下:
同步引導(dǎo)串信息類型信息長度信息包編號信息內(nèi)容校驗和同步引導(dǎo)串:由8個同步前導(dǎo)字符(0x550) 一個同步結(jié)束字符構(gòu)成,終端讀到至少5個同步前導(dǎo)字符和同步結(jié)束字符后,可認(rèn)為同步建立。
信息類型:指明信息內(nèi)容的類型,為和其它相關(guān)協(xié)議保持關(guān)聯(lián),此處取值(0x84)。
信息長度:信息包編號的字節(jié)數(shù)(=1)加信息內(nèi)容的字節(jié)數(shù)。
信息包編號:取值(0x01)。
信息內(nèi)容:由消息層組織,可含一條或多條CTSI操作命令,最大長度不大于254字節(jié)。
校驗和:用于數(shù)據(jù)傳送過程的偵錯,取值為:該數(shù)據(jù)包中除同步引導(dǎo)串之外的所有字節(jié)的和,按256取模,再取補(bǔ)得到的值。
③消息層定義了信息包的格式、信息(命令)的格式和回送信息的格式。
(2)硬件電路
圖2是應(yīng)用8051 MCU控制CMX860實現(xiàn)固網(wǎng)短信終端系統(tǒng)的應(yīng)用電路,該電路已在我公司研制的信息電話中得到成功的應(yīng)用。圖2中,將CMX860的三條C-BUS信號線(SERIAL CLOCK、COMMAND DATA、REPLY DATA)及片選線接到8051的P1口上,將其中斷申請輸出端接到8051的外部中斷端,因而對CMX860的指令操作可通過對P1口I/O線的控制直接完成。
C8~C10、R2~R6、D1~D4組成了振鈴檢測電路,在對控制寄存器進(jìn)行適當(dāng)設(shè)置后,當(dāng)振鈴到來,會觸發(fā)外部中斷處理。DTMF信號的發(fā)送、FSK信號的接收、CAS信號的檢測 是CMX860通過用戶線接口電路來完成的。
(3)軟件設(shè)計
CMX860的內(nèi)部寄存器號外部MCU之間的
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