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1、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Abstract:This paper describes the function and feature of DTMF decode chip MT8870,presents the interface circuit with 89C51 single-chip microcomputer in dec
2、ode 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
3、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MT8870为核心的解码器。1 MT8870芯片介绍CI/GT0OSCOOSCIICIC1 182 173 164 155 146 137 128 119 10VREFFBIN
4、-IN+VSSVDDCIDECOEND1D2D3D4图1 MT8870引脚分配图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3.58MHZ晶振；EN为数据输出控制端，当它为高电平时允许输出数据；D1D4为数据输出端；CID为
5、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fC(HZ)fH(HZ)D4D3D2D169712090001697133600106971447001177012090100770133601017701447011085212090111852133610008521447100194113361010941120910119411447110069716331101770163311108521633111194116330000
6、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P1.0P1.3读取MT8870的译码数据；P1.4与MT8870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IN0相连接，可发出中断请求。89C51MT8870P1.0P1.3D1D4P1.4ENIN0CID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
7、，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已有控制信息发出，89C51单片机接到中断申请后，P1.4端由低电平变为高电平，并通过P1.0P1.3读取MT8870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
8、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
9、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自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1 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,19952 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,19933 王长龙,李戌,赵圣元.智能仪器仪表中单片机的抗干扰措施.中国仪器仪表,1998(5)
