基于51主控的lP电话设计

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要 介绍一种基于51单片机作为主控IP电话的系统设计。系统具有开发周期短,成本低等特点;主要采用Audiocodes的AC48801语音包处理器和MicrochiD的ENC28J60以太网控制器。AC48801支持厂家提供的多种语音编码嚣,不用另外进行算法开发,提供HPI接口,用一般的51单片机即可对其进行控制。ENC28J60内置10 Mbps以太网物理层器件厦媒介接入控制器,提供SPI接口与主控制芯片相连。 关键词 IP电话 DSP G.729 AC48801 ENC28J60 引 言 IP电话是利用国际互联网Internet为语音传输的媒介,实现语音通信的一种全新的通信技术。其通信费用的低廉(有人称之为廉价电话),节省带宽;智能化;开放的体系结构;多媒体业务的集成。IP电话网络支持语音、数据、图像的传输,为将来全面提供多媒体业务打下了基础。IP电话是未来“三网合一”的一项服务,有望成为下一代电信基础设施结构的核心,使未来各电信业务综合在同一IP网络上成为可能,导致语音、数据、图像的融合和未来电信市场的重组,并带来新的经济模式和价值链。IP电话的主要特点是语音在Intenet传输;技术难点是语音的解压缩和打包传输,因为不可能原原本本地把原始语音信息从Internet上发送出去,这样会占用太大的带宽。语音信号必须经过处理,转换成适合在IP网络上传输的IP数据包。这个过程需要先进行数字编码,转换成PCM码,然后经过专门的DSP芯片进行数据压缩,最后再打上IP包的标记,形成IP数据包的形式,以适合IP网络上的传输宽带。目前,IP电话的标准主要有ITU-T的H.323和IETF的SIP。H.323主要在电信网络上实现多媒体业务制订,技术很成熟;而SIP是基于动态的Internet模式建网,是基于软交换技术的面向网络会议和电话的简单信令协议。我国主要采用H.323标准。在H.323系列标准中,音频压缩编码有G.711、G.723和G.729等。本文介绍基于51单片机控制的IP电话的系统设计工作原理。 1 系统硬件构成 本系统采用51单片机作为主控芯片,语音处理芯片采用以色列AudioCodes公司生产的AC48801,可缩短开发时间和减少经费,硬件框图如图1所示。 1.1 AC48801芯片 AC4880l是Audio Codes公司生产的一种专用语音处理芯片,具有低比特率的语音压缩编码、解压和传真等多种功能。芯片内部集成了一个16位的DSP,其中固化有芯片本身所提供的各种编码操作格式,使开发者不用另外进行解压缩算法的研究,只需要根据它的HPI接口进行相关的配置既可工作。除此之外,该芯片还有以下特点: ◇支持G.729A、G.727、G.726、G.711等多种语音压缩编码; ◇语音/传真/数据自动转换; ◇损毁封包自动修复; ◇呼叫ID产生和检测,呼叫进程和用户定义语音检测和产生; ◇兼容G.168的25ms回声消除; ◇DTMF的检测和产生; ◇A律/μ律可选的C0DEC接口。 AC48801接口如图2所示。 AC48801提供了语音接口与外面的CODEC相连,由PCMIN、PCMOUT、PCMCIK、PCMFS四根信号线组成。PCMIN接收CODEC进来的PCM编码,相反PCMOUT是转送PCM编码到CODEC进行解压还原成模拟信号;PCMCLK和PCMFS分别是2.048 MHz位同步时钟和8kHz的帧同步时钟,均可以设置由AC4880l内部提供。AC48801还提供8位数据HPI接口。由于AC4880l是16位的DSP,所以主控每次对AC48801操作都是连续进行2字节的读写过程,HI/LO信号显示当前操作是高8位还是低8位;HRS0、HRSl信号组合对三个寄存器(控制寄存器HPIC,地址寄存器HPIA,数据寄存器HPID)操作;HR/w信号控制当前的读写,高电平表示主控芯片要进行读操作,低电平表示主控芯片要进行写操作;HRD信号为读锁存,HWR信号为写锁存,在它们的下降沿锁存HI/LO、HR/w、HRS0、HRSI等信号,所以在每次对。HI/LO、HR/W、HRS0、HRSI设置前都将HRD或HWR先置1,设置完成后再置O,然后所进行的设置马上生效;CS是片选信号;HINT是DSP对主控的中断。 1.2主控芯片 主控芯片主要对AC48801、ENC28J60、sLIC设置和监控,并实时进行数据处理。由于主控芯片要处理的数据不是很大,采用速度稍微快些,性能较好的51内核的单片机就可以完成工作。这里使用STC89系列的单片机,最高工作频率可达90 MHz,处理8 kb/s(G.729)数据流已绰绰有余。另外,支持AC48801工作的内核代码和程序代码放在EEPROM里。因为这两个代码不经常用,只有在系统上电时,才由主控芯片通过HPI接口送到SRAM,所以EEPROM采用带IZC接口的24C1024。这样接口方便,制板布线也很容易。 1.3 CODEC接口芯片 CODEC芯片负责对DSP解压后送来的PCM数据进行解码,还原成模拟信号并滤波后,送到用户接口芯片SLIC;同时,CODEC芯片还负责将SLIC送来的模拟语音信号进行PCM编码并送到DSP进行压缩。本设计中用的CODEC芯片TCM29C13是单通道PCM编解码器,带有滤波功能。它工作的位同步时钟PCMCLK和PCMFS帧同步时钟由AC48801提供。 1.4 用户线接口电路(SLIC) 用户线接口电路是SODES和模拟设备的接口。设计中采用的是Intersil公司生产的HC55181用户线接口电路(SLIC)芯片,特点如下: ◇能传输多种振铃信号,可通过逻辑电平来控制器件的工作状态; ◇带有CODEC振铃接口,2-4线转换功能; ◇振铃峰值电压幅度可达到95 V; ◇具有内部关断和指示报警功能; ◇可自动检测用户摘机或挂机; ◇使用外部元件较少。 1.5 EN028J60芯片 ENC28J60是美国微芯公司新推出的28引脚独立以太网控制器,采用SPI接口和主控芯片相连,具有占位小,成本低,使用方便等特点,接口如图3所示。ENC28J60主要功能包括:内置10Mbps以太网物理层器件(PHY)及媒介接人控制器(MAC),可按业界标准的以太网协议可靠地收发信息包数据;特殊的过滤器,包括Microchip的可编程模式匹配过滤器,可自动评价、接收或拒收MagicPacket、单播(unicast)、多播(multicast)或广播(broadcast)信息包,以减轻主控单片机的处理负荷;业界标准的串行通信端口,低至18引脚的8位单片机也具有网络连接功能;可编程8 KB双端口SRAM缓冲器,以高效的方式进行信息包的存储、检索和修改,减轻主控单片机的内存负荷。该缓冲存储器提供了灵活可靠的数据管理机制。 2 工作流程 系统上电,主控芯片要对各个部分进行初始化。 ①初始化ENC28J60,配置相关寄存器,设置缓冲区。 ②主控芯片首先从24C1024读取内核代码和程序代码,通过HPI放到SRAM里,然后发出AC48801初始化命令和运行命令。AC48801给出摘机音,然后AC48801检测到DTMF信号并通知主控芯片,主控芯片读取DTMF信号并打成IP包通过RJ45发送出去,同时给AC48801拨号音;建立连接后AC48801按照G.729标准进行解压缩运算,每10ms和主控芯片交换1次数据。同样,若主控芯片收到的IP包有DTMF信号,就给AC48801发出DTMF命令,给出振铃信号。 结语 本文采用51单片机、AC48801与ENC28J60构成的IP电话具有成本低,开发周期短的特点。对以太网控制器的设计有较好的参考价值。

关键字:主控  电话  设计

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/qtjs/200703/3089.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
主控
电话
设计

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved