基于MT888O—DTMF的逆变电源的设计与开发

双音多频(DTMF)编解码通信具有抗干扰强、低成本、远距离的特点。本文提出基于DTMF远程通信的逆变电源系统。介绍DTMF收发控制器MT8880和三相PWM发生器SA8282的结构特性，由MT8880与单片机80C51和SA8282及IPM组成的基于DTMF技术的逆变电源，具有低成本高可靠远程数据通信的功能，形成远程遥测遥控逆变电源，扩大了逆变电源的应用范围。

0 引言
在远程测控系统中(或远程多机控制系统中)可利用双音多频(dual tone multi frequency，DTMF)编码技术通过电话网进行低成本数据传输。DTMF是由一组低音频信号和一组高音频信号以一定方式组合构成，每组音频信号各有4个音频信号，而每种组合有一个高音频信号和一个低音频信号，共16种组合。主要用于电话拨号信息传输，具有很强的抗干扰能力，MT8880是DTMF型编解码于一体的通信控制器专用芯片，具有收发功能，可实现DTMF远距离数据传输。
逆变器是构成交流不间断电源(UPS)及交流变频调速系统的核心部分，可独立构成系统成为变频电源装置，MITEL公司的推出的新型全数字化三相SPWM发生器SA8282，输出频率宽、精度高，可与微处理器接口，能完成外围控制功能和保护功能，可实现系统的智能化设计。将单片机、SA8282和MT8880芯片结合起来设计成基于DTMF技术的逆变电源，具有低成本、高可靠远程数据通信的功能，形成远程遥测遥控逆变电源，扩大了逆变电源的应用领域。
本文介绍一种基于DTMF技术的逆变电源的设计，由AT80C51单片机、SA8282波形发生器和MT8880 DTMF及交直交主电路构成。SA8282和MT8880仅需要少量的外围硬件而无需复杂的软件编程，使得本系统的电路结构简单、成本低、控制方便、系统工作稳定可靠。

1 基于MT8880-DTMF数据远程通信的逆变电源系统组成
基于MT8880-DTMF数据传输的逆变电源系统是通过电话网进行数据传输的远程遥测遥控系统，由前端和后端组成，前、后端通过MT8880控制器进行DTMF编、解码传输和接收，如图1所示。其中前端为逆变电源及数据传输单元，后端为主控显示单元。前端以单片机80C51为核心，以SA8282波形发生器及7MBP75RA120的IPM功率模块作为逆变电源的主要构件，通过MT8880进行DTMF编码经普通电缆线(电话线)长距离传输到后端的MT8880进行接收解码处理。后端主控单元由单片机80C51、MT8880和按键、显示屏等组成，MT8880对接收的DTMF信号解码为BCD码送单片机80C51进行处理、显示。后端主控单元将命令字通过MT8880传输到前端，实现前、后端双工远程数据传输。

2 MT8880-DTMF的特性与收／发设计
根据CCITT的建议，DTMF的编译码定义如表1所示，每个数字信号由低频组和高频组两组频率信号任意组合构成，是采用八中取二的方式来构成一个音频信号，由虚假信号的干扰，所以应用特别广泛。DTMF数字信号的表达式为：

上式中两项分别表示低、高音群的值，A和B分别表示低音群和高音群的样值量化基线。CCITT规定的表1中标程频率在发送时，DTMF信号的频率误差不得超过1．8％，每位数字的信号极限时长大于40ms，而接收设备对2％的偏差能可靠地接收，对30～40ms的信号时长可以正常地接收。

2．1 MT8880的特性
MITEL公司采用ISO-CMOS工艺制造的MT8880C是带有呼叫处理滤波器的单片DTMS收发器，具有低功耗、高稳定性的特点。整合了收发功能的MT8880C的内部结构如图2所示，包括一个带有可变增益的内部放大器的高性能接收器和一个带有脉冲计数器的发射器，接收部分采用DTMF信号接收器MT8870的工业制造标准；发送部分采用开关电容进行D／A转换。MT8880C具有标准的微处理器总线与MCS-51系列单片机直接接口。 MT8880的内部寄存器包括1个状态寄存器、2个数据寄存器和2个控制寄存器。内部寄存器提供一个群模式，在双音频群模式下DTMF信号按精确的时序被发送出去，MT8880通过微处理器控制选择内部呼叫处理滤波器呼叫音频信号。管脚定义为，IN+、IN-：运放输入；GS：Gain Slee-t，运放输出端；REF：参考电压；Vss电源负极；OSC2：时钟输出；OSC2：DTMF时钟／振荡器输入，采用3．579545MHz的时钟；R／W：读写控制；CS：片选；RSO：寄存器选择；CK：系统时钟输入；IRQ／CP：中断请求／呼叫处理，向CPU发中断申请。当选择了呼叫处理模式时，输入信号线上有呼叫信号时输出就发出与之相应的方式信号；D0～D3：数据线；Est：滞后前输出。当检测到有效音频对时，就变为高电平，信号条件不满足时又立刻返回低电平；St／Gt：滞后输出／保护后输出。当电压高于VTST时，保存检测到的音频对，同时更新输出锁存器内容。当电压低于VTST时，芯片就可重新接收新的音频对。Gt的输出对滞后时间常数有影响，它的状态是Est和加到St的电压的函数；VDD：电源正极。