雙音多頻" title="雙音多頻">雙音多頻信號（DTMF" title="DTMF">DTMF）是由一組低音頻信號和一組高音頻信號以一定方式的組合構成，每組音頻信號各有4個音頻信號，而每種組合有一個高音頻信號和一個低音頻信號，共16種組合。過去主要用于電話撥號信息傳輸，具有很強的抗干擾能力。目前市場上銷售的DTMF專用芯片集編解碼于一體，MT8880" title="MT8880">MT8880具有收發(fā)功能。本文通過89C51" title="89C51">89C51單片機控制MT8880實現計算機間的遠距離數據傳輸。
1DTMF技術介紹
1．1DTMF信號介紹
DTMF信號的產生原理：雙音頻信號是2個正弦波信號的疊加，選定2個頻率f1和f2后可得到這種信號的數學表達式：
f（t）＝A.sin（2.pi.f1.t）＋A.sin（2.pi.f2.t）
如果用合適的采樣頻率對這個信號進行A／D轉換，則很容易計算出每一個采樣點的A／D值，而如果將這些采樣值形成一張表，在單片機里用同樣的采樣頻率將這張表中的數值用D／A轉換器輸出，就是雙音頻信號。在實際應用中常用1b的DM編碼來實現A／D和D／A過程，其中A／D過程可以在PC機上完成，用程序生成對應每一個DTMF信號的DM編碼表，D／A過程在單片機上完成。與單音編碼不同，DTMF信號是采用八中取二的方式來構成一個音頻信號，由虛假信號的干擾，所以應用范圍特別廣泛。
對照表1可以發(fā)現DTMF信號由2個不同的頻率信號合成。分為高頻組和低頻組，包各含有4個頻率，可以構成16種不同的信號，依次對應著16個不同的BCD碼。
1．2MT8880介紹
MT8880C是一個帶有呼叫處理濾波器的單片DTMF信號收發(fā)器。他的制造采用MITEL公司的低功耗、高穩(wěn)定性的ISO-CMOS技術。DTMF信號的接收部分采用DTMF信號接收單片機MT8870的工業(yè)制造標準；發(fā)送部分采用開關電容進行D／A轉換發(fā)送高精度、低畸變的DTMF信號。內部寄存器提供一個群模式。在雙音頻群模式下DTMF信號可以通過精確的時序被發(fā)送出去。可選擇呼叫處理濾波器讓一個微處理器處理呼叫音頻信號。MT8880C還具有標準的微處理器總路線與6800系列的微處理器直接連接。
整合了收發(fā)功能的MT8880C單片機的結構包括一個帶有可變增益的內部放大器的高性能接收器和一個帶有脈沖計數器的發(fā)射器。一個可以訪問MT8880內部的寄存器的標準的微處理器接口。MT8880的內部寄存器包括1個狀態(tài)寄存器、2個數據寄存器和2個控制寄存器，如圖1所示。
2系統硬件設計
2．1系統組成
系統由發(fā)送和接收2大部分組成。如圖2所示。實現PC機的兩機間的通信步驟如下：
（1）將PC的信號與串口芯片的MAX232相連，將PC中的電平信號通過MAX232實現電平轉換。
（2）將從MAX232中轉換出來的信號接入89C51中進行處理，將出來的信號引入DTMF芯片MT8880中進行編碼，編碼后的信號經由普通的電纜線與另一個MT8880芯片進行連接，由MT8880進行解碼處理。
（3）將解碼后的信號接入89C51中進行處理。
（4）從89C51出來的信號再次經過串口芯片MAX232進行電平轉換，將轉換后的信號接入計算機的串口后就實現了兩機的通信。
2．2MT8880接收電路設計
當MT8880作為DTMF接收器的時候，DTMF信號經由IN＋和IN－輸入，經過運算放大濾除信號中的撥號音頻率，然后發(fā)送到雙音頻濾波器，分離出低頻組和高頻組信號，通過數字計數的方式檢出DTMF信號的頻率，并且通過譯碼器譯成4位二進制碼。4位二進制編碼被鎖存在接收數據寄存器中，此時狀態(tài)寄存器中的延時控制識別位復位，狀態(tài)寄存器中的接收數據寄存器滿標識位置位，對外而言，當寄存器中的延時控制識別位復位時，IRQ／CP由高電平變?yōu)榈碗娖健Ｈ绻肐RQ／CP作為單片機的中斷信號，IRQL由高電平變?yōu)榈碗娖剑駽PU發(fā)出中斷請求，當CPU響應中斷，讀出寄存器中的數據后，IRQ返回高電平。MT8880的D0～D3與單片機的P1．0～P1．3相連，P1.4-P1.7分別與CK,RSO,CS,R/W相連，電路圖如圖3所示。
2．3發(fā)送電路設計
當MT8880作為發(fā)送器時數據總線上D0～D3四位二進制碼被鎖存在發(fā)送數據寄存器中，發(fā)送的DTMF信號頻率由3．58MHz的晶振分頻產生。分頻器首先從基準頻率分離出8個不同頻率的正弦波，行列計數器根據發(fā)送數據寄存器中的數據，以八取二方式分離出一個高頻信號和一個低頻信號，經開關電容做D／A轉換，在加法器中合成DTMF信號，并從TONE端輸出，電路圖如圖4所示。
3系統軟件設計
3．1MT8880的數據發(fā)送程序設計
MT8880的數據發(fā)送程序中用到了相應的串口接收程序，其程序流程圖如圖5所示。
程序清單如下：
3．2MT8880的數據接收程序設計
MT8880的數據接收程序中用到了相應的串口發(fā)送程序，其程序流程圖如圖6所示。
程序清單如下：
4結語
應用MT8880使DTMF信號的收發(fā)功能于一體，完成DTMF信號的編碼與解碼，達到數據傳輸的目的。大大簡化了設計的復雜性，可以降低成本，減少體積。