基于CMX865的智能交易終端設計

　　引 言

　　隨著(zhù)電信技術(shù)的發(fā)展與應用需求的多樣化，電信智能網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)展了種類(lèi)繁多、各具特色的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。用戶(hù)通過(guò)智能交易終端便可實(shí)現在傳統PSTN網(wǎng)絡(luò )上感受智能網(wǎng)業(yè)務(wù)帶來(lái)的方便與快捷。文中介紹了一種基于電話(huà)線(xiàn)調制解調器與嵌入式微處理器的智能交易終端的實(shí)現方式。與傳統的單片機實(shí)現方式相比，高性能的嵌入式微處理器可以支持更為復雜的擴展應用;基于嵌入式操作系統的軟件平臺設計使得用戶(hù)交互界面更加友好，可擴展性更強;專(zhuān)用的調制解調芯片保證了系統通訊的可靠性與穩定性。

　　2系統硬件設計

　　整個(gè)智能交易終端由嵌入式微處理器SEP3203F50、存儲系統、CMX865通訊模塊、串口通訊模塊、IC卡數據存取模塊、打印模塊、LCD顯示模塊、鍵盤(pán)等組成。系統中采用的SEP3203F50是一款面向移動(dòng)終端應用的低成本16/32位RISC微控制器。SEP3203F50內嵌ARM7TDMI內核，整個(gè)芯片可以運行在75 MHz。該芯片提供了豐富的外設、低功耗管理和低成本的外存配置，因此非常適用于智能交易終端的應用。

　　終端以電話(huà)線(xiàn)作為遠程通訊的信號載體，利用傳統的PSTN網(wǎng)絡(luò )接入智能交易系統的電信服務(wù)平臺，不同地區的電信服務(wù)平臺可能采用不同的平臺交互協(xié)議。文中以蘇州電信為例，采用中興公司制定的ICEP V2.01智能電子交易協(xié)議。終端實(shí)現采用基于菜單交互模式，定義下行、上行信號均采用半雙工頻移鍵控(FSK)調制方式。邏輯I/()頻率：1 200 Hz±1%或2 200 Hz±l%;傳輸速率：l 200 b/s±l%;數據傳送方式：二進(jìn)制異步串行方式。終端與平臺交互時(shí)首先通過(guò)C2MX865發(fā)送雙音混頻(DT-MF)信號與電信端服務(wù)器建立撥號連接，連接建立后終端開(kāi)始與服務(wù)器進(jìn)行FSK數據交互。服務(wù)器端發(fā)送的數據首先暫存到SDRAM，然后在ICEP V2.01協(xié)議規范下解析數據，最終在LCD屏上顯示交互菜單。終端用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)按鍵的方式在交互菜單中選擇交易類(lèi)型，完成交易后，打印模塊打印交易信息，例如用戶(hù)選擇購買(mǎi)的電話(huà)充值卡等。IC卡用于存儲用戶(hù)的接入ID號以及接入密碼，服務(wù)器端以此來(lái)判斷接入用戶(hù)的合法性。鑒于電信服務(wù)器端服務(wù)的更新與變動(dòng)，終端系統軟件需要定期進(jìn)行升級更新，系統采用標準RS 232串口實(shí)現此功能。整個(gè)系統硬件結構框圖如圖1所示。作為智能交易終端，通訊模塊的實(shí)現是系統實(shí)現的重點(diǎn)。

　　2.1 CMX865通訊模塊

　　該模塊分為2部分：第一部分為電話(huà)線(xiàn)接口電路DAA，主要為模擬摘掛機電路以及防雷擊電路;第二部分為CMX865調制解調器及其外圍電路，包括振鈴檢測電路以及信號調理電路。

　　2.1.1 電話(huà)線(xiàn)接口電路DAA

　　MCU控制GPIO口產(chǎn)生摘掛機命令，通過(guò)模擬摘掛機電路向交換機發(fā)出模擬摘掛機信號，交換機響應摘掛機信號后便可完成電話(huà)線(xiàn)路的接通與關(guān)閉。一般直撥電話(huà)線(xiàn)路空載電壓為48 V，摘機后直流回路接通，這時(shí)電壓降為7～10 V。根據國家相關(guān)標準規定：不論任何電話(huà)機，摘機狀態(tài)的直流電阻應小于300 Ω，有"R"鍵的電子電話(huà)機的摘機狀態(tài)直流電阻應小于350 Ω;掛機狀態(tài)下的漏電流小于5μA。以此為依據計算摘機狀態(tài)下回路電流應大于30 mA方能保證穩定摘機。如圖2所示。三極管T1，T2構成達林頓電路提供回路電流，T3，T4采用電壓負反饋給Tl，T2提供穩定工作電壓。MCU通過(guò)GPl0口控制光耦PC817實(shí)現回路開(kāi)關(guān)功能。調節電阻R11～R14可以調節達林頓電路的等效集電極電壓從而實(shí)現對輸出電流(即回路電流)的控制，達到調節終端等效直流電阻的作用。電路中必須注意的是：摘掛機電路的公共地為模擬信號地，光耦一端的公共地為數字信號地。電路實(shí)現時(shí)要對這2類(lèi)公共接地端進(jìn)行隔離處理，以防止接地環(huán)路問(wèn)題對信號的干擾。系統硬件設計時(shí)，采取了模擬部分與數字部分隔離布局的做法，所有的模擬地與數字地分開(kāi)單獨布局，最后通過(guò)電感把兩類(lèi)公共接地端串接。整個(gè)通訊模塊中，模擬摘掛機電路決定的終端直流電阻會(huì )影響產(chǎn)品的眾多參數，例如雙音頻撥號、穩定回損和回聲回損等指標。因此模擬摘掛機電路的調試是通訊電路調試的一項重點(diǎn)。

　　在實(shí)際應用中，由于終端工作在PSTN網(wǎng)絡(luò )，為避免自然情況下雷擊導致的大電流對終端的影響必須添加防雷擊電路。防雷擊電路結構相對簡(jiǎn)單且目前應用已經(jīng)成熟，限于篇幅在此不做討論。

　　2.1.2 C2MX865調制解調器

　　CMX865是系統通訊部分的核心器件，是CML公司近年推出的一款低功耗調制解調芯片。支持多種協(xié)議，最高通訊速率為1 200 b/s，對應協(xié)議為BELL202和V.23，調制方式為FSK。CMX865通過(guò)C-BUS總線(xiàn)接口與SEP3203F50進(jìn)行通訊。C-BUS總線(xiàn)由類(lèi)似SPI的同步串口、中斷信號線(xiàn)、片選線(xiàn)組成。CMX865調制解調器外圍電路主要由振鈴檢測電路、接收發(fā)送端信號調理電路、以及C-BUS接口電路組成。如圖3所示。

　　終端在線(xiàn)交易采取主動(dòng)發(fā)起的方式，振鈴檢測電路實(shí)際并未起動(dòng)，系統中保留此電路用于今后的功能擴展。接收發(fā)送端信號調理電路是整個(gè)CMX865外圍電路的重點(diǎn)，也是終端通訊模塊調試的一項重點(diǎn)。如圖4所示，給出了CMX865芯片RX，TX端的等效電路。

　　電路中變壓器采用M97060音頻隔離耦合變壓器，用于實(shí)現信號的耦合輸入/輸出以及消除影響CMX865數據采集精度的共模噪聲和接地環(huán)路問(wèn)題干擾。在發(fā)送端信號調理電路方面，應當調節電阻R2，R3使變壓器兩端阻抗匹配，以消除回波干擾。CMX865的接收靈敏度在一定程度上是硬件可調的。參考其內部結構框圖(具體見(jiàn)datasheet)可以知道，RXAFB為CMX865輸入信號的數據采集端，調節R7，C7以調節圖4中運算放大器的負反饋參數能在一定程度上起到對輸入信號放大倍數的調節。需要注意的是提高放大倍數的同時(shí)噪音干擾也被放大，甚至由于運放輸出幅度的限制而使放大后的信號失真。 3軟件構架整個(gè)系統軟件構架較為復雜，采用ASIC OSⅡ操作系統運行在SEP3203F'50處理器上。系統軟件可分為：上層應用主程序、LCD驅動(dòng)程序、鍵盤(pán)驅動(dòng)程序、打印模塊驅動(dòng)程序、串口通訊程序、CMX865驅動(dòng)程序。CMX865驅動(dòng)程序是系統軟件的重點(diǎn)，下面介紹其實(shí)現方式。

　　CMX865驅動(dòng)程序由FSK發(fā)送子程序、FSK接收子程序、DTMI=、發(fā)送子程序、DTMF接收子程序、中斷處理子程序組成。CMX865包含一組8位字節深度的RX，TX數據寄存器。RX，TX數據寄存器準備就緒時(shí)產(chǎn)生中斷，請求數據的讀取或寫(xiě)入。因此對于FSK發(fā)送與接收、DT-MF接收這些實(shí)現時(shí)必須讀寫(xiě)RX，TX數據寄存器的子程序，其功能實(shí)現的主體部分在于中斷處理子程序。而DT-MF數據的發(fā)送則通過(guò)配置模式寄存器直接實(shí)現。如圖5，圖6所示。

　　4結 語(yǔ)

　　目前，基于CMX865調制解調器與SEP3203F150的智能交易終端已經(jīng)通過(guò)了包括掛機漏電流、摘機阻抗、雙音頻撥號、直流電阻、安全性要求、抗雷擊試驗、環(huán)境適應性等相關(guān)測試。系統運行穩定可靠，已經(jīng)實(shí)現了商業(yè)化。