整个硬件系统由DSP、513016、音频AD／DA、液晶、键盘以及FLASH组成。其硬件连接如图1所示。图1中，DSP是控制单元；音频AD用于采集话筒的模拟语音信号，转变成数字语音信号；音频DA将数字语音信号转换成模拟语音信号，输出到耳机或者音箱。音频AD和DA的前端和后端都有放大和滤波电路，一般情况下，音频AD和DA集成到一个芯片上，本系统使用TI公司的AD50。

　　数字电话系统的硬件以TMS320C54CST和S13016为主实现。TMS320C54CST是美国TI公司推出的一款客户端（电话端）数字信号处理DSP芯片，该芯片完全兼容TI公司的C54xx系列DSP。C54CST内部具有DSP芯片通用的缓冲串口、HPI 程序代码接口、串口、定时器等片内外设，还具有和客户端相关的直接访问设备DAA单元，C54CST的内部结构如图2所示。DAA实际上是一个电话终端数据收发模块，该模块提供一个可编程的接口电路，该接口电路可以直接和的电话线连接。DAA的内部结构如图3所示。

　　图1 系统硬件结构

　　图2 C54CST的内部结构

　　图3 DAA内部结构

　　DAA的片外设备选择为Silicon公司的S13016芯片，S13016和DSP之间只有一根信号线通过匹配阻容连接。S13016的内部寄存器全部直接映射到DSP内部，通过对DSP内部寄存器的读写控制，DAA片内设备S13021自动将这些寄存器的值写人S13016或者从S13016中读出。S13016和电话线侧的连接如图4所不。

　　图4 S13016和电话线的连接

　　图4中，右下方的RING和TIP是两根电话线，通过4个二极管组成的无级性电压变换，通过三极管连接到S13016的DC1引脚，提供电源到S13016。当待机时，为了降低整机的功耗，三极管处于截止状态，S13016通过CIB引脚从DSP取电；摘机时，DSP控制寄存器将S13016的QB引脚置高，打开三极管，此时S13016将从两根电话线上取电。这是因为，待机时需要的电压只要IV左右就可以了，而摘机后的电压需要6＼I左右。S13016的RNG1和RNG2引脚用于检测振铃信号，RX和TX引脚用于数据的收发，IGND引脚是一个虚拟的“地”，和真实的“地”使用150pF的电容隔开。

　　S13016用于收发电话线上的信号；键盘用于拨号和控制；液晶显示来电号码、拨出电话号码以及时间等信息；FLASH保存DSP所需要的程序，供DSP上电调用；JTAG是DSP的仿真接口；DSP还提供HPI口，该接口可以和计算机连接，可以收发计算机的数据文件，将系统的功能进一步扩展，可以轻易实现各种数据业务。

　　为了测试S13016的输出，可以将模拟输出信号连接到喇叭，改变513016的第6寄存器的ARM位，可以将声音的幅度消弱到0dB、－6dB和－12dB，测试513016的输出性能。测试电路如图6．6所示。图中阻容元件的大小和为：C1为2200pF、16V、±20％；C2、C3和C5为0.1μF、16V、±20％；C2为100ptF、16V、±20％；C6为820pF、16V、±20％；RI为10kΩ、1／1OW、±5％；V为10Ω、1／10W、±5％；R3为47kΩ、1／10W、±5％；U1为LM386。

　　图5 S13016的输出测试电路

　　为了保证不受电话线侧电源的损坏，S13016上电后保持低功耗状态。为了能使S13016工作，必须按照以下步骤对S13016进行初始化。

　　（1）设置采样控制寄存器，使能采样时钟。

　　（2）等待S13016的锁相环电路锁定采样时钟，等待的时间必须介于100us和1ms之间。

　　（3）设置S13016的第2寄存器为OOh，这将使得S13016进人工作状态，同时使能AOUT跟踪电话，可以使用图6.5电路测试S13016的输出。

　　（4）设置S13016的其他寄存器。

　　正确设置后，S13016就进入正常工作待机状态，处于检测振铃（Ring Detection）和摘机（Offhook）状态。在待机状态（On hook），S13016所消耗的电量很少，直接从DSP侧取电。而在摘机状态，尤其是拨号（Call）状态，S13016所消耗的电量很大，不能直接从DSP取电，S13016就从两根电话线取电。这样，对于S13016自身，不需要提供电源和地信号。这与一般的芯片不同，绝大部分芯片都有电源引脚。

　　S13016从待机状态到摘机状态时可以检测是否有并机存在，从而避免第三方监听电话：S13016摘机后，检测电话电流，并将结果反映到第19寄存器的LVCS位，如果有较大的电流下降，表明存在并机。较多的并机存在，可能会使得LVCS位的值为0，不能通过LVCS位确定是否有正确的线压可用，但可以检查第19寄存器的DOD位，判断是否有可用的线压。

　　S13016提供来电检测（Caller D）功能。在待机状态下来电号码在次和第二次的振铃中由交换机发送，这样S13016必须在这两次振铃之间检测接收到的数据，并翻译成号码，在LCD上显示。检测的步骤如下。

　　（1）检测到振铃后，判断是否是次振铃。

　　（2）设置第16寄存器的OFF／SQL2位，该位设置后将复位电话的交流电压，准备接收交换机发送的来电电话号码，OFFiSQL2位将一直保持为1，直到来电号码检测到。

　　（3）依次设置第18寄存器的MODE位和第5寄存器的ONHM位，这两位设置后，将使能检测来电号码电流的AD转换器，将电流转换成数字信号，不同的来电号码对应不同的电流值，实际上只有0～9等10种电流大小。AD转换器是低功耗器件，工作时从DSP取电，其工作电流为7pA左右。

　　（4）AD转换器输出的数字信号从RNG1和RNG2引脚提供到S13016，S13016再通过CID引脚传输到DSP。

　　（5）检测到来电后，依次清除所设置的ONHM、MODE和OFF／SQL2位。
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