m8880功放IC工作电压 基于Android的MT8880芯片的设计与实现

基于Android的MT8880芯片的设计与实现

文波，周渊平

（四川大学 电子信息学院，四川 成都 610065）

Android是一种基于Linux的开源操作系统,它具有十分丰富的应用。文章提出了将搭载有Android系统的主板TQ210和双音多频拨号芯片MT8880通过主板上的摄像头B接口连接起来，设计一个可以在Android系统上接听和拨打有线电话的应用,然后在 Linux 内核中编写驱动程序，并在HAL层和JNI层中生成动态库文件，实现在Android平台上通过有线接听和拨打电话的功能。经过测试,该设计方案能成功接听和拨打电话。

Android; 有线电话; MT8880; HAL; JNI

随着移动通信技术的发展，移动通信经历了从第一代到第四代的飞速发展，目前，5G通信已经进入测试阶段。然而移动通信的每一次改变，通信频率几乎是成倍增加，使得每一个基站的信号覆盖率会越来越小，这样就会要求建立更多的基站，但是在城市里，居民不可能同意在自己的小区及小区附近建立基站，所以可以大胆预测，当5G通信到来时，室内的信号将会比较弱，手机通话质量会大大降低，这样使得辐射也会大大增加，通话稳定性将会显著降低。所以本文提出了一种在搭载有Android4.0系统的主板TQ210上拨打有线电话的方法，既可以克服手机在室内信号差的不足，又可以在主板上完成手机所具有的所有功能，这样在室内就可以完全不用手机。

1硬件系统设计

硬件系统由主板TQ210与MT8880模块及其外围电路构成，如图1所示。主板TQ210采用了三星公司推出的S5pv210微处理器［1］，从图1中可以看出主板TQ210的外围电路十分齐全。只需要将TQ210开发板的GPIO接口与MT8880模块连接起来，就可以实现在搭载有Android系统的主板上接听和拨打电话的功能。

1.2MT8880模块简介

MT8880收发芯片是具有微处理器接口的、功能较丰富的双音多频(DTMF)芯片。它的发送部分采用行列计数器及频率稳定性较高的D/A转换器，可以发出16种双音多频DTMF信号；接收部分能接收16个DTMF信号，并把DTMF信号分离及解码，以4位并行二进制方式输出［2］。MT8880芯片的功耗非常低，集成度相当高且定时准确，可以调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，还带有标准的数据总线，可以与TTL电平兼容，并可方便地进行编程控制［3］。

1.2.1引脚排列与功能

MT8880芯片引脚排列如图2所示。该芯片有20个引脚，其中1脚为运放的同向输入引脚；2脚为运放的反向输入引脚；3脚为运放增益选择端；4脚为基准电压输出端；5脚为电源地；6脚为DTMF时钟/振荡器输入，采用3.579 545 MHz的时钟信号；7脚为时钟输出引脚；8脚为输出DTMF信号引脚；9脚为读写控制端；10脚为片选引脚；11脚为寄存器选择引脚，当为低电平时，控制数据寄存器的读写，当为高电平时，控制状态寄存器和控制寄存器的读写；12脚为系统时钟输入；13脚为中断处理请求端；14~17脚为数据线，控制DTMF信号的发送和接收；18脚为滞后前输出，当检测到有效音频时，就变为高电平，信号条件不足时又立刻返回低电平；19脚为滞后输出/保护后输出；20脚为电源正极，为该芯片提供所需电压［4］。

1.2.2信号音判断原理

信号音主要由拨号音、忙音及回铃音组成，其中拨号音是连续脉冲信号，忙音和回铃音的频率相同，都在425 Hz~475 Hz，但它们通断时间并不一样，回铃音在1 s时间为通，4 s时间为断开，而忙音则是以0.7 s为一个周期，在一半的时间接通，一半的时间断开。若要判断信号音，应该在拨号后将MT8880芯片设置为呼叫处理模式，MT8880的呼叫处理滤波器是一个带通滤波器，当信号输入端有信号音输入时，在IRQ/CP就输出一高电平，此时电话呼叫过程中的各种信号音经MT8880滤波，限幅后得到方波，并由MT8880芯片的IRQ引脚输出，判断该引脚上的信号就知道为何种信号音。

在本次编程中，拨完电话号码后，就让MT8880芯片工作在CP模式，并开启中断及定时器，采用下降沿触发，计数时间为5 s，判断步骤如下：

(1)若计数值小于256则为拨号音，进入其他状态并继续检测。若计数值还是小于256，则说明还是在通话中，一直检测，直到计数值大于256后就挂断电话，因为此时对方已经挂断了电话。

(2)如果计数值在1 024~1 791之间，则为忙音，直接挂断电话。

(3)若计数值在256~1 023，则为回铃音，等待对方接听，并继续进入CP模式检测。

1.2.3MT8880模块与主板连接原理

由于TQ210主板上并没有直接可用的GPIO口，经过查阅电路图发现摄像头接口CAMERA_B的引脚与GPIO口复用，它使用了GPJ0口的全部引脚和GPJ1口的部分引脚。若要将此接口作为GPIO口，只需要将原来配置的摄像头驱动中对GPJ1、GPJ0引脚的初始化代码去掉，然后在自己写的驱动中对这些引脚初始化成所需的功能即可。图3为MT8880模块输入输出接口与开发板的GPIO接口对接图，其中D0~D3为数据线，当打电话时，把这4个脚配置为输出，当接电话时，把这4个脚配置为输入，为以后做来电显示做准备。具体每个脚的功能见表1。

2软件设计

Android系统的底层是Linux［5］，所以所有的软件设计都是在Ubuntu14.04系统上完成的，要使该芯片能够正常工作，则必须要在Linux内核中编写相应的驱动文件，在HAL层和JNI层生成动态库文件以及在应用层编写应用程序［6］。

2.1MT8880驱动开发

在/opt/EmbedSky/TQ210/Kernel_3.0.8_TQ210_for_Linux_v1.4/drivers/char目录下新建一个tq210_mt8880.c，然后在tq210_mt8880.c文件里编写好程序后并保存，修改该目录下的Kconfig文件，在终端执行命令make menuconfig时可以看到刚刚新增的配置选项，最后修改该目录下的Makefile文件，然后在make menuconfig中选择刚才加上的菜单，重新编译内核，如果成功，则内核就已经包含了最新加进去的MT8880驱动了。

2.2HAL层开发

硬件抽象层(Hardware Abstraction Layer,HAL)是建立在Linux驱动之上的一套动态库。这套动态库是属于Linux内核层之上的系统运行库层［7］。

Android系统的HAL层是为了避开Linux的GPL束缚，保护一些硬件供应商的知识产权而提出的，HAL层用于控制硬件的动作，而Linux 驱动程序仅仅完成一些简单的数据交互作用，甚至把硬件寄存器空间直接映射到user space［8］。目前HAL存在两种架构，位于libhardware_legacy目录下的“旧HAL架构”和位于hardware的libhardware目录下的“新HAL架构”。主板TQ210采用了“新HAL架构”。新HAL架构如图4所示。

编写HAL层代码步骤如下：

(1)首先在TQ210_Android_4.0.4_V1.4/hardware/Libhardward/include下创建MT8880.h头文件，编写头文件源码并保存。

(2)然后在/opt/EmbedSky/TQ210/TQ210_Android_4.0.4_V1.4/device/embedsky/tq210目录下创建libMT8880文件夹，在该文件夹中新建MT8880.c文件，在该文件里编写源码，然后保存该文件，最后在该文件夹下创建Android.mk文件并编写该文件的源码，然后保存该文件。

(3)最后在终端输入相关命令进行编译，将在目录下生成的MT8880.tq210.so文件复制到主板上的system/lib/hw目录下，当然也可以放在其他目录下。

2.3JNI层开发

JNI的全称为Java Native Interface,它是Java平台的一部分，并允许Java代码与其他语言写的代码进行交互，使得在JVM(Java虚拟机)内部运行的Java字节码能够与其他语言(比如C、C++等)进行交互操作［9］，图5为JNI层在Android中的位置关系图。

在/opt/EmbedSky/TQ210/TQ210_Android_4.0.4_V1.4/packages/apps中创建MT8880文件夹，用来存放jni源码，在该文件夹中新建文件MT8880Service.cpp,编写源码并保存，这里需要注意的是函数的前置Java_com_embedsky_MT8880_MT8880Activity_决定了创建应用程序使用的包名。其次创建Android.mk文件，编写源码并保存。最后在终端输入相关命令进行编译，将生成的libMT8880.so文件复制到主板对应的目录中［10］。

3测试及结果

在本次测试中，将TQ210开发板(搭载Android4.0系统)与MT8880模块及其外围电路通过开发板上的CAMERA_B接口连接起来，并把电话线接到MT8880上的RJ11接口上，然后打开开发板上的通讯录APP，点击按钮进行拨号。经过测试，该装置能顺利拨通要打的电话，并且语音质量良好，测试结果如图6~图8所示。

4结论

本文实现了在Android系统上通过MT8880芯片拨打和接听有线电话的功能，并且该方案既有抗干扰能力强、辐射小、保密性强的通信特点，又具有Android平台的所有特性。如果将手机上的通讯信息同步到该系统上，然后直接在该系统上拨出要打的电话号码，即可完全实现无线与有线的融合，把两者的优点结合起来，这样该设计方案将更加完美。

参考文献

［1］ 广州天嵌计算机科技有限公司.TQ210用户硬件手册［Z］.2012.

［2］ 李传南，王剑刚，李宝华.单片机与DTMF信号收发芯片MT8880的直接接口设计［J］.电子与自动化,1999(2):23-24.

［3］ 张立臣.DTMF信号收、发芯片MT8888原理及应用［J］.国外电子元器件,2001(9):30-31.

［4］ 董守田，徐风文.DTMF收发芯片MT8888的应用［J］.农机化研究,2003(2):216-217.

［5］ 宋宝华.Linux设备驱动开发详解(第二版)［M］.北京：人民邮电出版社，2013.

［6］ 李刚.疯狂Android讲义［M］.北京：电子工业出版社，2015.

［7］ 李宁. Android开发权威指南［M］. 北京：人民邮电出版社,2011.

［8］ 韦德琼.基于Android系统的驱动模块的设计和实现［D］.哈尔滨:哈尔滨工业大学,2012.

［9］ 施月玲,宣凯,张海平,等.JNI技术在Android平台融合通信终端的应用［J］.杭州电子科技大学学报(自然科学版)，2015，28（2）:41-44.

［10］ 杜江，周渊平.基于Android的电话拨号功能［J］.计算机系统应用,2014,23(12):245-248.

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日系125cc踏板该选谁？新福禧对比裂行

小排量踏板车在国内市场是最受欢迎的车型之一，而目前国内的小排量踏板市场发展势头也十分迅猛，其中以日系合资品牌为首的雅马哈、本田更是在2017年推出了两款重磅125cc踏板车新福禧和裂行。这两款新车的售价均在1万元左右，但雅马哈新福禧有着明显的后发优势，除了售价占优外，创核科技的加入也令其油耗达到一个令人满意的水准，而新大洲本田的裂行则凭借着超高配置、运动化的外观设计，以及DCP-FI电喷技术的发动机，已经成为了本田小排量踏板车的销售主力。

建设雅马哈 新福禧125：

福禧这个名字想必大家在已经十分熟悉了，福禧100早前由林海雅马哈生产，凭借年轻化的外观设计和动力搭配，和它的兄弟车型巧格撑起了雅马哈踏板车半边天，而经过大换代采用创核科技新福禧，则将省油耐用的特点发挥到了极致，再配以更加年轻化的Dark Side系列配色，让年轻人更加难以拒绝这个灵动的城市精灵。

新福禧在外观上做出了相当大胆的设计，我们不难看出，它的外观有几分FORCE155的影子，更锋利的前脸以及更丰富的配色，可以在未来赢得更多年轻消费者的青睐。

和上代福禧100与巧格i略显圆润的造型相比，新福禧的外观设计带有更多棱角，运动风格更加明显，上翘的尾部和具有层次感的车身让新福禧变得更加耐看。

除了外观、动力系统的变化，车身尺寸的大幅增加也是新福禧的卖点之一，相比裂行这种标准的125cc踏板车，新福禧1800*685*1050mm的长宽高已经显得有些跨级。

新福禧的大灯使用12v 35w的卤素灯泡作为光源，可以基本满足夜间驾驶需求，在灯光方面与裂行相比还是差了一截。

转向灯和示宽灯集中在前面板中，这种设计符合日系踏板的设计理念；新福禧的示宽灯为LED灯条，具有较高的辨识度。

出于成本考虑，厂家未对新福禧的尾灯加入LED光源，但三颗卤素灯泡也能满足日常驾驶需求。

新大洲本田 裂行125：

在裂行出现之前，新大洲本田的125级别踏板车序列里，只有魔戟能够扛起运动踏板的大旗，虽然在后期厂家也针对魔戟进行了小幅升级，但仍然难以与主流运动踏板车抗衡，此时裂行便应运而生，LED大灯、全液晶仪表等同级车并不常见的配置都出现在了这个1万出头的小踏板上。目前国四裂行已经上市，售价也涨了近2000元，国四排放标准固然利国利民，但成本转嫁在消费者身上总让人觉得不舒服，目前咨询经销商得知，裂行的终端售价暂无优惠。

裂行与新福禧一样，都定位于年轻消费群体，但前者具有更强烈的运动风格，这也是多年来新大洲本田颜值最高的125cc级别车型。它不仅是外观上的更新，在车身结构和动力部分也都进行了升级。

裂行的轴距相比魔戟略长，达到1228mm，上翘的尾部更加突出运动气息，这主要的得益于后减震器的加长，载人载物时能尽量避免将尾部压得过于低矮。

裂行的长宽高为1737*692*1120mm，相比魔戟的尺寸略大，同时最小地离间隙提升至132mm，拥有更好的通过性。110kg的车重比魔戟轻了5kg，但相比新福禧的90kg还是沉了很多。

大灯采用时下流行的LED光源，夜间驾驶能提供更好的照射效果，两侧LED灯带的辨识度非常高，裂行大灯组的配置在国内125cc级别具备较高水准，这一点具有后发优势的新福禧也被甩在身后。

尾灯呈“人字”形，遗憾的是转向灯和尾灯依旧采用传统卤素光源，与造型独特的LED大灯形成强烈反差。

新福禧/裂行 车身外观对比

建设雅马哈 新福禧：

新福禧的手把位置设计较低，这一点与欧系踏板车的设计正相反，不过做为一款面向国内市场的车型，在人体工程学方面肯定要更加贴近国人的驾驶习惯。

对于身高在185cm以上的驾驶员来说，较低的手把位置可能会在某些情况下影响驾驶员操作；当车把向左右摆动时，手把会碰到腿部，这一点是小型踏板车共有的“通病”。

新福禧坐拥一块全液晶仪表，这是雅马哈首次在其合资车型中使用全液晶仪表；这块负显仪表除了带有时速、里程和油量显示外，仪表右侧还有ECO提示灯。

与大多数日系踏板车一样福新福禧同样配备了一体式防盗锁，配合多边形钥匙头使用，可以开启或关闭锁孔。

新福禧的前置物盒容积要比巧格i的大一些，容纳一瓶600ml的水瓶没有任何问题。

由于发动机结构以及后置油箱的原因，新福禧的座桶内部只能容纳一顶3/4头盔或者半盔，就整体的空间利用率来说，新福禧要的座桶设计要比裂行更加合理一些。

新福禧的前刹车采用了单向单活塞卡钳设计，后刹车为机械鼓刹，对于90kg整备质量的它而言，这套刹车系统已经足够使用。

后减震器为单筒油压减震，不带有任何调节功能。

新福禧使用了两条由正新生产的踏板车轮胎，前后轮胎的规格分别为90/90 R10与90/90 R10，与福喜100的华丰轮胎相比，这套轮胎具有更强的抓地力表现。

新福禧所搭载的这台“创核科技”发动机采用CVT传动，其最大功率为6.1kW（8.3Ps）/6500rpm，最大扭矩达到9.7Nm/9000rpm，动力参数基本与本田裂行不相上下。

新大洲本田 裂行：

裂行的整个操控把设计十分饱满，虽然位置高低与传统的日系踏板相比没有明显变化，但整体质感上要略胜新福禧一筹。

全新的液晶仪表为车辆增添了科技感，可显示时速、里程、油量、时间等，仪表周围的银色塑料装饰营造出了一丝金属质感。

“手刹”功能被很好地继承，新福禧未配备此项配置。

裂行同样拥有防盗锁设计，通过钥匙上的方头可以打开或锁闭锁孔。

两个单独的储物格增加了实用性，前面板的两个储物盒的储物能力要略强于新福禧。

由于是后置油箱，所以不得不更多地压榨储物空间，车座下方的空间与前置油箱的同级别踏板车相比已经毫无优势而言。

前刹车的单刹车盘配单向双活塞卡钳组合已经非常熟悉了，这款卡钳应用在旗下多款车上，实际效果令人满意。厂家还为裂行加入了CBS前后刹车联动系统，这也只能是个增加卖点的配置。

加长后的侧置油压减震器让尾部上翘以达到更好的视觉效果，还具有基础的调节功能。

裂行的轮圈没有本田踏板家族前大后小搭配，而是前轮使用了与后轮相同的10寸轮圈，轮胎规格为前轮100/90 R10，后轮同样为100/90 R10，轮胎规格相比新福禧要宽了一些。

裂行换装了全新的NSC125发动机，实际排量124.9，最大功率6.57kW（8.9Ps）7500rpm、最大扭矩9.39Nm/6000rpm。发动机较老款减重1/4，采用本田特有的PGM-Fi电喷技术。

总结：

通过对比我们发现，新福禧虽然在车身尺寸上占优，但实际配置上均略低于裂行，这也是导致了两款车型价格差异的主要原因之一，而动力方面，新福禧拥有应用新技术的发动机，这款发动机在低扭的表现上要强于裂行。新福禧的受众群体似乎要更加大众化一些，所以我们看到它的整体设计比较务实，而裂行正相反，略带侵略感的外观再配以时下流行的配置，可以说吸引了无数消费者的目光。看到这里想必大家已经发现，新福禧、裂行各有侧重，无论务实还是运动它们都可以满足你的需求。

新福禧/裂行 细节及动力对比

新福禧/裂行 基本参数：

9.39Nm/6000rpm

新福禧/裂行 基本参数

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