基于CPLD和MT8880的遠程控制及播音系統(tǒng)設計

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

　　0 引言

　　DTMF傳輸具有很強的抗干擾能力， 故可廣泛用于電話通信系統(tǒng)， 也可以在數據通信系統(tǒng)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(tǒng)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(yī)院、船只等場合的對講或播音。

　　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(yōu)先級， A型主機為低優(yōu)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(yōu)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(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(fā)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(tǒng)主機原理框圖。

圖2 系統(tǒng)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(fā)電路

　　雙音頻收發(fā)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(tài)， 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(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部分設計

　　系統(tǒng)DTMF收發(fā)程序及現場狀態(tài)程序設計圖如圖5所示。valid有效時， 即有鍵盤觸發(fā)信號輸入， 此時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(fā)信號； Pri [0] 為本機優(yōu)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(fā)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(tǒng)。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(yōu)點， 具有較高的實用和參考價值， 可以推廣應用于醫(yī)院、船只、礦井等相關領域。