摘要： 介紹了一種基于CPLD和MT8880的遠(yuǎn)程控制及語音通信的解決方案。給出了系統(tǒng)的原理框圖和關(guān)鍵電路， 并對(duì)關(guān)鍵電路的工作原理進(jìn)行了說明； 最后給出了系統(tǒng)主機(jī)控制器中關(guān)鍵模塊的QUARTUS II設(shè)計(jì)圖及基于VHDL語言的MT8880收發(fā)程序源代碼。

　　0 引言

　　DTMF傳輸具有很強(qiáng)的抗干擾能力， 故可廣泛用于電話通信系統(tǒng)， 也可以在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中用來實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)流和語音等信息的遠(yuǎn)程傳輸。

　　本文介紹的廣播、對(duì)講系統(tǒng)就是基于DTMF的原理設(shè)計(jì)， 可在主機(jī)端通過MIC與相應(yīng)的部門進(jìn)行廣播、會(huì)議或音樂播放， 也可應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、船只等場合的對(duì)講或播音。

　　1 系統(tǒng)原理

　　本系統(tǒng)采用的器件主要有EPM7128可編程器件、MT8880雙音頻收發(fā)器、MT8870雙音頻接收器。系統(tǒng)設(shè)計(jì)可配備1～4臺(tái)主機(jī)(含A、B兩型主機(jī)A型尺寸較大， 為臺(tái)式安裝； B型尺寸較小，為室外安裝)， 5～15臺(tái)終端和1～2臺(tái)電源。其中主機(jī)含2個(gè)優(yōu)先級(jí)， A型主機(jī)為低優(yōu)先級(jí)， 可與所有終端進(jìn)行MIC喊話和CD/收音播放； B型主機(jī)為高優(yōu)先級(jí)， 它只能進(jìn)行MIC喊話。當(dāng)A型主機(jī)正在進(jìn)行操作時(shí)， B主機(jī)可以打斷A主機(jī)進(jìn)行喊話， B操作完成后， A再恢復(fù)工作狀態(tài)， 其系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)原理框圖

　　2 關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)

　　2.1 主機(jī)電路

　　主機(jī)上電后， 若本機(jī)占用指示燈滅， 則本機(jī)可用鍵有效。當(dāng)可用鍵按下后， 本機(jī)啟動(dòng)， 即可通過按鍵選擇MIC或CD/收音輸入， 然后通過按鍵選擇對(duì)相應(yīng)部門輸出。此后， 按鍵操作一路經(jīng)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(fā)送至功放TDA7496， 然后經(jīng)變壓器耦合輸出至總線， 再經(jīng)掛載在總線上的終端解碼后， 即可產(chǎn)生相應(yīng)的控制和揚(yáng)聲器輸出信號(hào)。圖2所示是系統(tǒng)主機(jī)原理框圖。

圖2 系統(tǒng)主機(jī)原理框圖

　　2.2 總線轉(zhuǎn)換電路

　　主機(jī)產(chǎn)生的語音信號(hào)和雙音頻信號(hào)經(jīng)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(shù)， 增長線路的傳輸距離， 可在線路輸出端經(jīng)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(zhuǎn)換電路的電原理圖如圖3所示。

圖3 總線轉(zhuǎn)換電路電原理圖

　　2.3 雙音頻收發(fā)電路

　　雙音頻收發(fā)電路可采用MT8880芯片來實(shí)現(xiàn)。

　　本設(shè)計(jì)采用單端輸入。其中DTMF信號(hào)輸入由2腳輸入， 再經(jīng)MT8880解碼后由D0～D3輸出至CPLD，然后在CPLD內(nèi)部經(jīng)邏輯及關(guān)系運(yùn)算， 以產(chǎn)生相應(yīng)的控制操作信號(hào)。DTMF輸出由CPLD掃描鍵盤后， 可用于判斷當(dāng)前的控制狀態(tài)， 以產(chǎn)生相應(yīng)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(shí)鐘， RS0為寄存器選擇， D0～D3為輸入輸出總線。DTMF收發(fā)電路的電原理圖如圖4所示。

圖4 MT8880收發(fā)電路電原理圖

　　3 CPLD部分設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)DTMF收發(fā)程序及現(xiàn)場狀態(tài)程序設(shè)計(jì)圖如圖5所示。valid有效時(shí)， 即有鍵盤觸發(fā)信號(hào)輸入， 此時(shí)DTMF收發(fā)程序開始發(fā)送輸入編碼； 若Valid無效， 則DTMF收發(fā)程序處于收狀態(tài)。ZY為總線的占用控制， ZY有效， 本機(jī)不能開機(jī)； ZY無效， 本機(jī)可對(duì)總線進(jìn)行讀寫操作。S1為收到有效編碼信號(hào)產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)； Pri [0] 為本機(jī)優(yōu)先級(jí)設(shè)置位。

圖5 部分CPLD程序設(shè)計(jì)圖

　　下面是基于VHDL的MT8880收發(fā)程序：

　　4 結(jié)束語

　　根據(jù)本文的設(shè)計(jì)方案可實(shí)現(xiàn)基于CPLD 和MT8880的廣播和對(duì)講系統(tǒng)。經(jīng)電路調(diào)試后， 即可在三芯線上完成語音及控制信號(hào)的高質(zhì)量傳輸。目前， 本設(shè)計(jì)已用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)思想的可行性和優(yōu)點(diǎn)， 具有較高的實(shí)用和參考價(jià)值， 可以推廣應(yīng)用于醫(yī)院、船只、礦井等相關(guān)領(lǐng)域。