用Philips PCD600x實現(xiàn)多線電話并機

關(guān)鍵詞：PCD600x I2C總線 IOM 多線電話 PCM

1 概述

多線電話和普通電話相比更方便了人們的使用。特別在小型辦公室領(lǐng)域，可能有若干條外線，通話業(yè)務(wù)由大家共同處理。傳統(tǒng)的方式是采用集團電話，由中心主機管理話機，使得維護、管理和使用不便。多線電話直接互連是一種更方便、實用、經(jīng)濟的選擇。人們可以只用1部電話機完成多部電話機的功能，減少了電話機的占用空間，功能多，操作容易，深受人們的青睞。多線電話的使用像普通電話一樣，維護和管理更加方便，不需專業(yè)知識，更貼近用戶。但它的使用也具有一定局限性，特別是當(dāng)用戶數(shù)比較多時，由于電話輸入阻抗的限制，使得并機數(shù)有一定的限制，一般不超過5部。集團電話是每線單獨饋電，工作類似于PBX，所以可同時使用幾十部電話。多線電話使用中，多部話機并機是一種常用的操作。現(xiàn)在多線話機在多個用戶使用時，話機之間的通信多采用載波方式，即通過線路載波傳輸信令控制各話機的工作。這使得話機要單獨設(shè)計一高頻載波電路，增加了成本，降低了話機的可靠性和抗干擾能力。本文介紹采用Philips基于DSP的PCD600x CPU完成的多線電話設(shè)計，在并機操作時通過數(shù)字IOM通道和I2C總線傳輸語音和信令，從而簡化電路結(jié)構(gòu)，降低成本，提高工作的可靠性和抗干擾能力。

2 Philips PCD600X簡介

①PCD6001/2/3是Philips公司開發(fā)的數(shù)字電話應(yīng)答機芯片，80引腳封裝，在一個低成本的芯片中集成了數(shù)字應(yīng)答機和電話所有的管理和過程處理功能：

*靈活的人機接口；

*帶32KB ROM的標準80C51 CPU核；

*34個用于外圍控制的通用I/O引腳；

*I2C總線接口；

*2個16bit CODECs；

*DSP（Digital Speech Processor）語音壓縮2.6Kbit/s、3.2Kbit/s、5.2Kbit/s；

*嵌入DTMF檢測、呼叫進程檢測等；

*Caller ID FSK和CAS（Caller Alerting Signal）檢測；

*IOM接口與ISDN和DECT直接相連。

圖1為PCD600x功能框圖。

其中CODECs和IOM接口由DSP控制，I2C總線接口由80C51核控制，嵌入的80C51 CPU通過SPR（特殊功能寄存器）控制芯片工作；具有DSP、時間或RTC（實時時鐘）、定時器0、定時器1和I2C部線等中斷工作方式。

②DSP與80C51 CPU的接口（DMI）主要完成以下功能：

*DSP與80C51 CPU之間傳輸壓縮的語音數(shù)據(jù)；

*通過微控制器API設(shè)置DSP工作參數(shù)；

*傳送DSP事件（Caller ID、鈴檢測、呼叫進程等）給微控制器。

它們之間的通信通過6個SFR和4個DSP I/O寄存器完成。

③串行的I2C總線是一種簡單的雙向2線總線，用于內(nèi)部IC的數(shù)據(jù)交換。I2C總線包含1條數(shù)據(jù)線和1條時鐘線，具有主發(fā)送、主接收、從發(fā)送和從接收4種作方式；通過4個特殊功能寄存器S1CON（控制工作方式）、S1STA（狀態(tài)寄存器）、S1DAT（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移寄存器）和S1ADR（從地址寄存器）工作。

④PCD600x的IOM是一個4線接口，具有以下功能；

*2個64Kbit/s數(shù)字PCM通道，位速率可調(diào)n256Kbit/s（n=1,2,3,4或8），符合IOM-2標準（SIEMENS）；

*每幀32時隙的數(shù)字接口，幀頻為8KHz；

*自動從DSP I/O寄存器存取數(shù)據(jù)；

*字節(jié)或字操作。

PCD600x的IOM可工作于主方式或從方式。由SFR ALTR控制。復(fù)位后IOM處于從方式。數(shù)據(jù)為8位（A率PCM編碼）或16位（PCM編碼），16位時占用2個時隙。

3 PCD600x完成的多線電話設(shè)計

圖2是一個具有Caller ID功能的2線電話框圖。

該多線電話具有以下功能（除普通電話和答錄機功能外）：

*線路1免提全雙工，2線半雙工；

*所有的2條線同時具有CID1和2；

*通過Flash/EEPROM完成CID和電話簿功能；

*免提時的3方會議電話功能；

*可通過話機連接外線。

可見，由于在內(nèi)部通過DSP和CODEC使語音編碼為PCM碼流傳輸，在單一話機上大大拓展了電話機的功能。在設(shè)計上由于大部分功能均在PCD600x內(nèi)部完成。通過API對標準的微控制器80C51編程即可控制其工作，使得設(shè)計和調(diào)試非常容易，本身CPU也提供DEBUG接口。

以下介紹內(nèi)部并機通過IOM數(shù)字通道和I2C總線的互聯(lián)。

以2線電話為例，如圖3所示。

IOM通道：每通道64Kbit/s，fsc=8kHz，位速率2.048Mbit/s，PCM碼流，傳輸語音信號。因為共有32個時隙，即32個64Kbit/s語音通道，主機1雙線電話占用2個64Kbit/s通道（2個時隙），其它從機占用1個64Kbit/s語音通道（1個時隙），所以可最多并機30部（實際設(shè)計最多并機為16部）。如需開設(shè)會議電話功能或三線、四線電話，則最大并機數(shù)相應(yīng)減少。

采用這種方式工作具有以下優(yōu)點：

*只有1部主機接外線，接口阻抗易滿足要求；

*如果用模塊化設(shè)計，從機可只采用1個CPU，節(jié)約成本；

*語音數(shù)據(jù)為標準的64Kbit/s PCM碼流，易與其它設(shè)備連接，如ISDN等，拓展使用范圍；

*采用此種方式在小型辦公室組網(wǎng)比集團電話更容易、方便，成本低。

4 工作流程

每部電話相連的外總線共有6條線：2根為I2C總線，傳送控制指令；4根為IOM通道，傳送語音和同步信號。I2C總線傳送的控制信號不但完成所有ISDN D通道的功能，同時完成各并聯(lián)電話間轉(zhuǎn)接等控制功能。因為外線只接在1部話機上，此話機設(shè)為主，其它話機設(shè)為從。設(shè)計每話機最多可接4條外線，且最多可同時并16部話機；I2C總線7位地址：高5位（D7D6D5D4D3）代表話機，D2D1位代表每部話機內(nèi)部線。電話設(shè)計根據(jù)對應(yīng)的外線端口確定D2D1位的地址，如第1條外線為D2D1=00，第2條外線D2D1=01。每部話機的地址由鍵盤設(shè)定，設(shè)第1部話機為D7-D3=0001，第2部話機為D7-D3=00010，即內(nèi)部話機號碼與I2C總線從地址對應(yīng)。這樣，內(nèi)部傳輸控制信號時呼叫某部分機即是對相應(yīng)的從地址通信。以在第2條外線來電話，第3部分機摘機應(yīng)答為例說明工作流程，如圖4所示。

接外線的第1部話機設(shè)為主。

應(yīng)該說，所有的內(nèi)部通信控制功能均由I2C總線完成，使得多部話機的并機控制非常容易。

5 結(jié)論

本設(shè)計充分利用了PCD600XIC總線和IOM通道的功能，使得多線（單線）電話并機易控制；具有電話設(shè)計容易（Philips公司提供開發(fā)軟件包）、開發(fā)速度快、電話功能強，并且易于應(yīng)用于小型辦公室和家庭中并機組網(wǎng)代替集團電話，節(jié)約經(jīng)費，使得用戶管理、維護和操作簡便，具有良好的市場前景。在實際電路設(shè)計上，考慮到并機電話距離較遠，一般為幾址m，I2C總線和IOM通道均需加驅(qū)動電路和隔離電路。