作者：隋紹勇，孫義卓，莊克良

引言

DTMF傳輸具有很強的抗干擾能力， 故可廣泛用于電話通信系統， 也可以在數據通信系統中用來實現各種數據流和語音等信息的遠程傳輸。本文介紹的廣播、對講系統就是基于DTMF的原理設計， 可在主機端通過MIC與相應的部門進行廣播、會議或音樂播放， 也可應用于學校、醫院、船只等場合的對講或播音。

1 系統原理

本系統采用的器件主要有EPM7128可編程器件、MT8880雙音頻收發器、MT8870雙音頻接收器。系統設計可配備1～4臺主機（含A、B兩型主機A型尺寸較大， 為臺式安裝; B型尺寸較小，為室外安裝）， 5～15臺終端和1～2臺電源。其中主機含2個優先級， A型主機為低優先級， 可與所有終端進行MIC喊話和CD/收音播放; B型主機為高優先級， 它只能進行MIC喊話。當A型主機正在進行操作時， B主機可以打斷A主機進行喊話， B操作完成后， A再恢復工作狀態， 其系統原理框圖如圖1所示。

圖1 系統原理框圖

2 關鍵電路設計

2.1 主機電路

主機上電后， 若本機占用指示燈滅， 則本機可用鍵有效。當可用鍵按下后， 本機啟動， 即可通過按鍵選擇MIC或CD/收音輸入， 然后通過按鍵選擇對相應部門輸出。此后， 按鍵操作一路經CPLD邏輯處理后在鍵盤顯示板上顯示， 另一路通過雙音頻芯片MT8880發送至功放TDA7496， 然后經變壓器耦合輸出至總線， 再經掛載在總線上的終端解碼后， 即可產生相應的控制和揚聲器輸出信號。圖2所示是系統主機原理框圖。

圖2 系統主機原理框圖

2.2 總線轉換電路

主機產生的語音信號和雙音頻信號經功率放大后輸出至線路變壓器， 再由線路變壓器耦合輸出至三芯總線。為了減少傳輸線芯數， 增長線路的傳輸距離， 可在線路輸出端經厄流圈后加載直流24V電源， 這樣可省去終端的供電線路。其總線轉換電路的電原理圖如圖3所示。

圖3 總線轉換電路電原理圖

2.3 雙音頻收發電路

雙音頻收發電路可采用MT8880芯片來實現。

本設計采用單端輸入。其中DTMF信號輸入由2腳輸入， 再經MT8880解碼后由D0～D3輸出至CPLD，然后在CPLD內部經邏輯及關系運算， 以產生相應的控制操作信號。DTMF輸出由CPLD掃描鍵盤后， 可用于判斷當前的控制狀態， 以產生相應的編碼， 然后由D0～D3輸出至MT8880。其中D0～D3、@、RS0 為MT8880 與CPLD 的接口， @ 為MT8880輸入時鐘， RS0為寄存器選擇， D0～D3為輸入輸出總線。DTMF收發電路的電原理圖如圖4所示。

圖4 MT8880收發電路電原理圖

3 CPLD部分設計

系統DTMF收發程序及現場狀態程序設計圖如圖5所示。valid有效時， 即有鍵盤觸發信號輸入， 此時DTMF收發程序開始發送輸入編碼; 若Valid無效， 則DTMF收發程序處于收狀態。ZY為總線的占用控制， ZY有效， 本機不能開機; ZY無效， 本機可對總線進行讀寫操作。S1為收到有效編碼信號產生的觸發信號; Pri ［0］ 為本機優先級設置位。

圖5 部分CPLD程序設計圖

下面是基于VHDL的MT8880收發程序：

4 結束語

根據本文的設計方案可實現基于CPLD 和MT8880的廣播和對講系統。經電路調試后， 即可在三芯線上完成語音及控制信號的高質量傳輸。目前， 本設計已用實驗驗證了設計思想的可行性和優點， 具有較高的實用和參考價值， 可以推廣應用于醫院、船只、礦井等相關領域。

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