73K222AL單片式調(diào)制解調(diào)器與單片機(jī)的接口電路

時(shí)間：2012-03-14 12:38:33

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[導(dǎo)讀]1 概述73K222AL是TDK公司新近推出的K系列單片式調(diào)制解調(diào)器，是專門用于和微控制器配套以組成遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信與控制系統(tǒng)的集成電路芯片。73K222AL芯片是73K212的替代產(chǎn)品，其主要功能如下： ●符合CCITTV.22，V.21，B

1 概述

73K222AL是TDK公司新近推出的K系列單片式調(diào)制解調(diào)器，是專門用于和微控制器配套以組成遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信與控制系統(tǒng)的集成電路芯片。73K222AL芯片是73K212的替代產(chǎn)品，其主要功能如下：
●符合CCITTV.22，V.21，Bell 212A和Bell 103標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；
●全雙工，速度可達(dá)1200bps(DPSK方式)；
●具有DTMF撥號(hào)功能；
●具有應(yīng)答音、防衛(wèi)音的發(fā)送與檢測(cè)功能；
●接口與MCS51系列微控制器兼容；
●可異步、同步串行通訊；
●采用單一5V電源供電。

73K222AL具有TQFP44、DIP28和PLCC28三種封裝形式，各主要引腳的功能如下：
VDD與GND：電源接入端。
VREF：內(nèi)部參考電壓，與地之間應(yīng)接0.1μF旁路電容。
Iset：芯片參考電流端，應(yīng)外接2MΩ電阻到VDD。
ALE：地址鎖存端。
AD0～AD7：地址/數(shù)據(jù)復(fù)用引腳。
CS：片選信號(hào)。
CLK：振蕩器輸出。
INT：中斷輸出。
RD和WR：讀、寫(xiě)控制端。
RESET：復(fù)位端、高電平有效。
RXD、TXD：分別為串行輸入、輸出端。
EXCLK、RXCLK、TXCLK：同步通訊控制端。
RXA，TXA：模擬輸入與輸出端。
XTL1、XTL2：11.0592MHz晶振接入端。

2 接口電路

73K222AL與單片機(jī)的接口電路如圖1所示，該電路主要由耦合電路、放大處理電路、modem電路和MCU電路等四部分組成。

2.1 耦合電路

該部分電路包括由光耦O1，電容C8，二極管D1等組成的鈴流檢測(cè)電路以及由PHL1音頻隔離變壓器組成的隔離電路。由于通訊系統(tǒng)被叫方摘機(jī)前，程控交換機(jī)將提供25Hz、POVAC的振鈴信號(hào)。因此可通過(guò)光耦產(chǎn)生方波以觸發(fā)微控制器，以使微控制器在響應(yīng)該觸發(fā)后吸合繼電器來(lái)形成直流通道。

PHL1為耦合變壓器，它的參數(shù)對(duì)整個(gè)電路影響很大。對(duì)于73K222AL芯片，筆者通過(guò)實(shí)踐得出了如圖2所示的該變壓器等效電路。該電路在600Hz～3.5kHz范圍內(nèi)的幅度變化在±0.65dB以內(nèi)，等效阻抗為600Ω，原副級(jí)匝數(shù)比為1：1。

2.2 放大處理電路與modem電路

該部分電路由LM358集成運(yùn)放以及外圍器件所組成，可用于輸入、輸出信號(hào)的幅度調(diào)整。

由于所有modem芯片對(duì)電源的要求都比較高。因此應(yīng)在73K222AL的電源接入端接上0.1μF和22μF的旁路電容器組，以濾云電源噪音。此外，在PCD設(shè)計(jì)時(shí)，還要注意使modem電路盡可能集中，以使其受外界的干擾可能的小。

2.3 MCU電路

MCU電路主要用來(lái)對(duì)modem芯片進(jìn)行設(shè)置以及串行數(shù)據(jù)的收發(fā)。在這里，筆者采用的是AT89C51單片機(jī)。

在單片機(jī)與modem的接口電路中，主要有三類信號(hào)。

（1）地址與數(shù)據(jù)：它們由AD0～AD7所組成。
（2）控制信號(hào)：由CS、RD、WR組成。
（3）串行通訊線：主要由RXD、TXD等組成。

圖1中的電路是經(jīng)過(guò)調(diào)試的實(shí)用電路，可以直接應(yīng)用到相關(guān)系統(tǒng)中。

3 73K222AL中的寄存器

73K222AL有5個(gè)寄存器，可用來(lái)對(duì)芯片進(jìn)行設(shè)置與控制。

3.1 寄存器0

寄存器0為控制寄存器，用來(lái)設(shè)置通訊方式和通訊速率，其D0～D7位的意義如下：

對(duì)于D0位：當(dāng)D0=1時(shí)，為主叫方，D0=0時(shí)為被叫方。所謂主叫方與被叫方，其實(shí)就是規(guī)定一下數(shù)據(jù)傳輸通道。對(duì)于主叫方，它數(shù)據(jù)發(fā)送使用的是1200Hz通道，而接收方的數(shù)據(jù)發(fā)送使用的則是2400Hz通道。因?yàn)橹挥羞@樣規(guī)定一下，才可進(jìn)行全雙工通訊。

D1為0時(shí)，表示不允許TXA輸出。D1為1時(shí)，表示允許TXA輸出。

D6通常為0，其余各位的組合選用方式如表1和表2所列。

對(duì)于圖1所示接口電路，選擇波特率為1200bps，對(duì)于10位異步串行通訊可將寄存器0設(shè)置為：

主叫方：00011011B
被叫方：00011010B

3.2 寄存器1

該寄存器為控制發(fā)送單元，其中D0、D1位用于選擇工作模式。正常為00，其余為測(cè)試狀態(tài)。

D2為0時(shí)為正常工作狀態(tài)。為1時(shí)為省電狀態(tài)。D3為0時(shí)選擇11.0592MHz作為CLK腳輸出。為1時(shí)選擇16倍數(shù)據(jù)速率作為CLK腳輸出。

D4為0時(shí)選擇正常工作方式，此時(shí)DPSK數(shù)據(jù)要通過(guò)加擾器。D4為1時(shí)選擇不加擾方式。

D5為0時(shí)禁止INT輸出。為1時(shí)允許INT輸出。

D7和D6的組合選擇方式如表3所列。

3.3 寄存器2

該寄存器主要用于通訊過(guò)程中的監(jiān)測(cè)，其各位的定義如表4所列。

3.4 寄存器3

寄存器3用于控制接收和產(chǎn)生應(yīng)答音、DTMF撥號(hào)音以及撥號(hào)音。

回應(yīng)答音時(shí)，設(shè)置為10100001B。

發(fā)撥號(hào)音時(shí)，設(shè)置為1001D3D2D1D0，其中D3D2D1D0組成撥號(hào)的16個(gè)鍵值[1]。

允許接收RXD時(shí)，設(shè)置為00000000B。

除了上述3個(gè)寄存器外，寄存器4為身份識(shí)別寄存器，對(duì)于73K222AL芯片，其讀出值的D7位為1，D6位為0。

4 控制軟件程序

4.1 初始化

初始化的目的是設(shè)置波特率和中斷管理程序。具體程序如下：
MA2：MOV DPTR，#0E000H
MOV TMOD，#21H ；BAUD=1200
MOV TH1，#0E8H ；MODEM方式
MOV TL1，#0E8H
；
MA0：MOV SCON，#01010000B
MOV PCON，#00H
MOV TH0，4CH ；50mS 19456
MOV TL0，#00H
SETB TR1 ；START T1
SETB TR0 ；START T0
CLR ES ；不允許串行中斷
SETB EX0；允許INT0中斷，用于專線上信號(hào)的檢測(cè)
SETB EX1 ；允許T0中斷
SETB IT1
CLR IT0
SETB PT0
SETB EA

4.2 撥號(hào)子程序

如使用電話系統(tǒng)，主叫方只有通過(guò)撥號(hào)才能與被叫進(jìn)行聯(lián)接。這個(gè)過(guò)程手工藝流程刺：吸合繼電器
DIAOUT:mov dptr,#0E000h
mov a,#00011001b
movx @dptr,a
inc dptr
mov a,#00110000b
movx @dptr,a
;
mov rl,#0
t-d0:mov a,r1
mov dptr,#hao1
movc a,@a+dptr
;
mov dptr,#0E003h
movx @dptr,a
;
mov dptr,#0E000h
mov a,#00011011b
movx @dptr,a
;
lcall edlay
;
mov dptr,#0E000h
mov a,#00011001b
movx @dptr,a
;
lcall edlay
inc rl
cjne r1,#4,t-d0
ret
hao1:DB 92h,9ah,91h,9ah

這里，被叫方的電話號(hào)碼2010，通過(guò)修改數(shù)據(jù)區(qū)hao1，就可容易地實(shí)現(xiàn)其它號(hào)碼的呼叫。

4.3 回應(yīng)答音

被叫方在接到鈴流信號(hào)后，由單片機(jī)產(chǎn)生中斷以吸合繼電器，發(fā)送應(yīng)答音給主叫方，程序如下：
INT_0：PUSH DPH ；用于吸合繼電器，回應(yīng)答音
PUSH DPL ；再看對(duì)方是否有數(shù)據(jù)來(lái)。
CLR P1.6
CLR ES
MOV 2FH，A
lcall edlay
lcall edlay
;
mov dptr,#0E001h
mov a,#00110000b
movx @dptr,a
;不允許RXD
mov a ,#10100001b
mov dptr,#0E003h
movx @dptr,a
;
mov dptr,#0E000h
mov a;#00011010b
movx @dptr,a
;允許TXA
LCALL EDLAY
LCALL EDLAY

在這里，被叫方是將發(fā)送的2100Hz信號(hào)作為應(yīng)答音。

4.4 主叫方正常通訊

在被叫方回應(yīng)答音后，主叫方可以監(jiān)測(cè)寄存器2的D2位，如果為1，則可對(duì)主叫的modem作如下設(shè)置：
mov a,#00000000b
mov dptr,#0E001h
movx @dptr,a
;
mov a,#0000001b
mov dptr,#0E003h
movx @dptr,a
;
mov a,#00011011b
mov dptr,#0E000h
mov @dptr,a

下面是0.5秒的延時(shí)子程序，可用來(lái)進(jìn)行上述程序的協(xié)調(diào)。
EDLAY：MOV R6，#255
EDLA1：MOV R7，#255
EDLA2：NOP
NOP
NOP
NOP
Nop
Nop
Nip
NOP
NOP
DJNZ R7,EDLA2
LCALL W
DJNZ R6,EDLA1
RET

4.5 被叫方的正常通訊設(shè)置

被叫方在回答音后，就可對(duì)73K222AL的幾個(gè)主要寄存器作如下設(shè)置，以便進(jìn)入通訊狀態(tài)。
; 允許RXD
mov a,#00011000b
mov dptr,#0E000h
movx @dptr,a
;
mov a,#0000000b
mov dptr,#0E001h
movx @dptr,a
;
movx a,#0000001b
mpvx @dptr,a
;
movx @dptr,a
;
mov a,#00011010b
mov dptr,#0E000h
movx @dptr,a