单片机系统框图及原理资料下载

  引 言     无绳电话CT（Cordless telephone）是连接市内交换网用户端的低功率双工无线电话。一般无绳电话具备普通电话的所有功能，如重拨、暂停、挂断、免提、记忆等。但由于无绳电话手座机之间为无线接续，这又决定了它具有一些普通电话所不具备的特点，如信道转换、身份 识别等。   国外主要发达国家均投入大量人力、物力积极进行无绳电话的开发研制，并迅速投入商用，短短十几年内已由CT-0发展到CT-3；从模拟发展到数字；从室内发展到室外公用；由单区制发展到多区制，且可进行越区交换、漫游通信等。多频道扫描无绳电话（CT-1），国外 发达国家80年代中期就开始商用，并得到迅猛发展。     1 系统框图及原理     CT-1系统通常由一个座机和一个手机组成，座机与手机之间使用多频道接续方式建立无线 信号连接，工作方式为异频双工。   现国际规定的无绳电话手座机发射频率为48/45 MHz，共10个信道，由于外界电磁干扰，可能某些信道通讯效果不佳，使用者在使用过程中可以通过信道转换来选择最佳通道。身份识别功能在无绳电话中非常重要，早期的无绳电话由于没采用单片机控制，常常造成电话被盗打，而在单片机系统中，只要采取手座机设定密码就可以较好的解决这个问题。本系统采用 16位密码，密码个数达64 K，从而使系统安全性大大提高。   对照座机系统框图（图1），可知座机涉及的主要功能是：（1）接收控制码。该控制码由手机MCU发出，经手机调制、发射，座机接收鉴频后经过滤波、整形处理输入座机MCU。（2）发送控制码。该控制码由座机MCU输出，经座机调制、发射给手机接收。（3）双锁相回路（DPLL） 控制。对锁相回路进行初始化、传送锁相数据（决定系统射频频点）、实现射频信道选择功能。（4）双音频产生器。实际上为MCU中一个DTMF（双音多频）子程序。作为民用产品，要求大批量、低成本、高质量，需要采取各种措施降低成本。事实上已有成熟的、本身带有硬件DTMF 发生器的单片机产品，但售价较高。而采用软件产生DTMF信号，则可以采用普通的通用MCU 实现同样功能。（5）振铃检测。检测是否有铃流从市话网内传来。（6）继电器控制。用于控制线路摘机和脉冲拨号。（7）其他信号发生及信号控制。诸如信道号显示控制、发射威廉希尔官方网站 电源控制、发送回路和接收回路音频闭音控制、脉冲/双音多频拨号方式转换控制等。   手机系统框图和座机类似，不同之处在于手机特有的一些模块。其MCU涉及的主要功能除对应上述座机的1，2，3项外，还包括手机电源控制、键盘扫描控制、手机振铃信号发生、各种LED控制（通话指示、低压指示）、充电检测、电池低压检测等。        图1 座机方框图     本文简要说明手、座机都具有的两个模块。一个是语音处理网络，该网络包括音频滤波器和压扩器两部分，前者通常由运放（如LM324）组成二阶低通网络，后者采用TA3 1101集成块；另一个为DPLL双锁相回路，本文采用MC145162集成块，该集成块为通用可编程 双锁相环，主要用于CT-1产品。     2 单片机COP840C简介     和一般系统不 同，无绳电话系统作为民用产品要求低成本，而作为移动通信产品又要求功耗小、工作电压低。作者采用了美国国家半导体公司（NS）的COP840C单片机，它具有成本低（适合民用产品） 、功耗小（适合手持机）等特点。下面对其作简要介绍。   COP840C为NS公司生产的8位微控制 器，其主要特性为：8位CMOS处理器；低功耗、全静态；I/O和寄存器被映射到数据内存地址空间；2 KROM，128 ByteRAM和23个I/O口；可变、软件可重设置I/O；16位通用时钟，带一个相关的16位自动重装载/捕捉寄存器；时钟工作三种模式：①PWM；②外事件记数；③ 独立的捕获寄存器；三个中断源：外中断、时钟中断和软件陷阱中断。详细性能，可参看NS 公司相关手册。     3 接口威廉希尔官方网站     作为民用通讯产品的无绳电话无论是接口威廉希尔官方网站 还是整个系统设计都与一般工业控制系统有很大差别。其差别主要体现在：（1）接口威廉希尔官方网站 并不复杂也不允许复杂，特别是作为移动通讯手机，其体积、重量、耗电等都有着严格的要求，所以接口设计力求简洁。（2）由于整个威廉希尔官方网站 系统是模、数混合系统，所以在有些场合对信号处理如信令的整形、 滤波要求特别严格。   3.1 手机威廉希尔官方网站   接收机电源控制。通常手机都是采用扫描式接收方式以省电，即电源间歇式通断，电源通断 比常用1∶3-1∶5。如通200 ms，然后切断600 ms，采用这种接收方式可大大提高待机时间 ，可做到手机守候时间达3～5天（270 mA时可充电电池组）。由于只是简单的开关作用，用普通PNP型三极管作为开关管即可。这种简单控制用得很多，如控制各种LED指示灯、控制发送 回路、接收回路闭音（闭音二极管）、发射威廉希尔官方网站 电源控制等。   电池电压低检测，以便及时告警提醒用户充电。威廉希尔官方网站 上用了专用KIA7834，当电源 电压低于3.4 V时，KIA7834的3脚输出低电平，一方面通知CPU，同时控制低压指示灯亮。   接收信令处理威廉希尔官方网站 。如前所述，在本系统中，信令的整形、滤波威廉希尔官方网站 尤为重要。本文利用了 鉴频集成块本身内含的运放。通常也用LM324运放做成二阶滤波器，以适应无绳电话亚音频 信令的要求。   3.2 座机威廉希尔官方网站   相对而言，座机接口威廉希尔官方网站 较复杂。首先在接收信令输入端。从鉴频集成块输出的信令，经过由LM324组成的二阶无限增益多路反馈有源低通滤波器，其截止频率为400 Hz左右。然后进入LM324组成的整形威廉希尔官方网站 ，实质为一个比较器，其输出经限幅威廉希尔官方网站 输入CPU，在调试过程中，滤波器参数应随信令波特率不同而相应调整，才能达到满意的通讯效果。   CPU通过控制74L S164，控制8段LED显示器，产生目前手座机通讯用信道号。的28脚是继电器控制线，控制信号经三极管倒相后，控制继电器的通、断、来达到线路摘机、座机使用指示灯亮及脉冲拨号，而在有线电话中，摘机功能是由专用开关（簧片）控制，脉冲拨号功能是由专用集成块 产生。   CPU软件法产生的双音多频信号为数字信号，可以采用分立元件D/A转换法。D/A转换之后应接二阶有源滤波，然后通过变压器传送到市话线路中。该滤波器也必须在样机阶段仔细调试，以使DTMF信号的各种指标满足国标要求。对于来电铃流检测，采用光耦器件作为传输元件 ，当线路上有铃流进入时，CPU检测到低电平。   在本系统中，抗干扰能力相当重要。系统中有高频、低频、模拟和数字信号，各种干扰都会影响系统的工作。主要采取以下措施：（1）高频隔离，给高频部分加上屏蔽罩，尤其是发射部分。（2）电源部分分级、分模块滤波，尽量减少不同功能块之间的串扰。（3）设计注 意布局，特别注意高频低频的隔离以及模拟数字的隔离。     4 软件设计     座机程序主流程如图2，手机与其类似不赘述。由于篇幅关系，不可能列出其各个模块的详 细流程。下面主要介绍其中座机DTMF模块的设计思想及程序。该模块流程图如图3。