电话信令收发器CMX860在信息终端中的应用

关键词：CTSI协议 C-BUS DTMF FSK CAS

引言

移动电话推出的短信息服务经市场检验，取得了很好的经济效率和社会效益。固定电话能不能也推出类似的服务，从而实现传统电话的增值呢？最近提出的固网短信技术恰好满足了运营商的这一需求。建立在模拟线上的中文信息终端服务接口规范CTSI协议，为信息电话与服务在模拟话音线上进行双向数据通信提供了标准。它规定了上行使用DTMF（双音多频）或FSK（频移键控）信号及下行使用FSK信号，服务器与终端之间通过CAS（服务器发生终端的提示音）信号的发送和回应来互相确认。项国Consumer Microcircuits Limited公司推出的CMX860芯片，其内部集成有FSK发送/接收器、DTMF发送器和CAS检测器，可直接应用于我国的固网短信系统。

图1 CMX860内部功能框图

1 CMX860

CMX860是一种通用的电话信令收发器，两个独立的通道LINE端和PHONE端通过模拟开关的切换可分别独立工作于各自的信号收发模式。它是由一台主机μC通过一个叫做C-BUS（公开总线）的串行接口来控制的，这与大多数通用的μC串行接口是兼容的。

它的发送和接收方式是独立可编程的。例如，接收器部分作为一个调制解调器运行时，接收信号便馈入一个带通滤波器以滤去不想要的信号，并提供固定的折中线路均衡；具有“零功率”待机模式，在待机模式下，C-BUS、振铃检测、摘机检测、RDRVN依然有效；当有振铃或摘机时，会产生中断信号以提醒主机进行相应的操作。

CMX860采用11.059 2MHz时钟振荡器，在运行时的最低工作电压为2.7V，有三种封装形式：28引脚SOIC（CMX860D1）、28引脚TSSOP（CMX860E1）和28引脚SSOP（CMX860D6）。可由电话线馈电提供工作所需电压，而不需接额外电源。CMX860芯片的内部功率框图如图1所示。

XTALN：晶体振荡器输出；

XTAL/CLOCK：晶振电路或外部时钟源输入；

SERIAL CLOCK：C-BUS串行时钟输入端；

COMMAND DATA：C-BUS串行数据输入端

REPLY DATA：三态C-BUS串行数据输出，不传送数据时，输出为高阻；

CSN：片选输入；

IRQN：中断申请输出，低有效，无效时为高阻，需外接一上拉电阻；

Vbias:VDD/2偏压，应靠近该脚通过电容旁路到AVSS；

RDRVN：继电器驱动输出，低有效；

DVSS：数字地；

AVSS：模拟地

DVDD：数字电源；

AVDD：模拟电源；

RD、RT：振铃检测的两个施密特触发器输入端；

HD、HT：摘机检测的两个施密特触发器的输入端；

LINERXF：LINE端接收放大器的输出；

LINERXN：LINE端接收放大器的反向输入；

LINERXP：LINE端接收放大器的正向输入；

LINETXN：LINE端发送驱动器的反向输出；

LINETXP：LINE端发送驱动器的正向输出；

PHONERXF：PHONERXN、PHONERXP、PHONETXN、PHONETXP：与上述LINE端五引脚相对应的PHONE端。

图2 CMX860应用电路

2 CMX860在固网短信电话中的应用

正确控制CMX860 DTMF信号的发送、FSK信号的接收、CAS信号的是实现固网短信系统的关键。

（1）CTSI协议简介

CTSI协议层可分为三层：物理层、链路层、消息层。

①物理层负责服务器与终端之间物理的数据单元（数据位流）的传送，即它们的调制和解调的编码方式、电气特性、传送要求。规定下行数据采用FSK二进制异步串行方式传送；上行数据采用DTMF或FSK方式传送。其中DTMF分短音模式和确认音模式等类型。CAS是服务器发送终端的提示音，时长80～85ms。

②链路层提供可靠听数据传送机制。下行FSK信息包格式如下：

同步引导串：由8个同步前导字符（0x550）+一个同步结束字符构成，终端读到至少5个同步前导字符和同步结束字符后，可认为同步建立。

信息类型：指明信息内容的类型，为和其它相关协议保持关联，此处取值（0x84）。

信息长度：信息包编号的字节数（=1）加信息内容的字节数。

信息包编号：取值（0x01）。

信息内容：由消息层组织，可含一条或多条CTSI操作命令，最大长度不大于254字节。

校验和：用于数据传送过程的侦错，取值为：该数据包中除同步引导串之外的所有字节的和，按256取模，再取补得到的值。

③消息层定义了信息包的格式、信息（命令）的格式和回送信息的格式。

（2）硬件电路

图2是应用8051 MCU控制CMX860实现固网短信终端系统的应用电路，该电路已在我公司研制的信息电话中得到成功的应用。图2中，将CMX860的三条C-BUS信号线（SERIAL CLOCK、COMMAND DATA、REPLY DATA）及片选线接到8051的P1口上，将其中断申请输出端接到8051的外部中断端，因而对CMX860的指令操作可通过对P1口I/O线的控制直接完成。

C8～C10、R2～R6、D1～D4组成了振铃检测电路，在对控制寄存器进行适当设置后，当振铃到来，会触发外部中断处理。DTMF信号的发送、FSK信号的接收、CAS信号的检测 是CMX860通过用户线接口电路来完成的。

（3）软件设计

CMX860的内部寄存器号外部MCU之间的数据、控制和状态信息是通过C-BUS串行总线来传送的，因此，对C-BUS的控制是对CMX860芯片编程的关键所在。这里介绍一个检查C-BUS操作时序是否正确的简单方法。芯片初始化后RDRVN引脚是高电平，当通过C-BUS对GENRAL CONTROL寄存器的b9位写入1后，如果该引脚变成低电平，则证明对C-BUS的控制时序是正确的。

标准型信息终端平台提供的主要业务有：短消息、信息查询、信息点播与订阅等。图3给出了其中一项，即自动接收消息下载的程序流程图。

图3 自动接收短消息下载的程序流程图

结语

实际应用表明，CMX860功能强，易操作、控制使用灵活、工作稳定可靠，将其应用于固网短信系统，可以成功完成短消息的发送、接收，信息的点播、订阅。此外，它还能应用于互联网设备、远程仪表读出和机顶盒等系统中