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(gòu)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(xiàn)計算機間的遠距離數(shù)據(jù)傳輸。
1DTMF技術(shù)介紹
1．1DTMF信號介紹
DTMF信號的產(chǎn)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(shù)學(xué)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(zhuǎn)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(shù)值用D／A轉(zhuǎn)換器輸出，就是雙音頻信號。在實際應(yīng)用中常用1b的DM編碼來實現(xiàn)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(yīng)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(gòu)成一個音頻信號，由虛假信號的干擾，所以應(yīng)用范圍特別廣泛。
對照表1可以發(fā)現(xiàn)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(gòu)成16種不同的信號，依次對應(yīng)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(shù)。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(biāo)準(zhǔn)；發(fā)送部分采用開關(guān)電容進行D／A轉(zhuǎn)換發(fā)送高精度、低畸變的DTMF信號。內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)包括一個帶有可變增益的內(nèi)部放大器的高性能接收器和一個帶有脈沖計數(shù)器的發(fā)射器。一個可以訪問MT8880內(nèi)部的寄存器的標(biāo)準(zhǔn)的微處理器接口。MT8880的內(nèi)部寄存器包括1個狀態(tài)寄存器、2個數(shù)據(jù)寄存器和2個控制寄存器，如圖1所示。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計
2．1系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由發(fā)送和接收2大部分組成。如圖2所示。實現(xiàn)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(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。
（2）將從MAX232中轉(zhuǎn)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(jīng)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(jīng)過串口芯片MAX232進行電平轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的信號接入計算機的串口后就實現(xiàn)了兩機的通信。
2．2MT8880接收電路設(shè)計
當(dāng)MT8880作為DTMF接收器的時候，DTMF信號經(jīng)由IN＋和IN－輸入，經(jīng)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(shù)字計數(shù)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(shù)據(jù)寄存器中，此時狀態(tài)寄存器中的延時控制識別位復(fù)位，狀態(tài)寄存器中的接收數(shù)據(jù)寄存器滿標(biāo)識位置位，對外而言，當(dāng)寄存器中的延時控制識別位復(fù)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(dāng)CPU響應(yīng)中斷，讀出寄存器中的數(shù)據(jù)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(shè)計
當(dāng)MT8880作為發(fā)送器時數(shù)據(jù)總線上D0～D3四位二進制碼被鎖存在發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中，發(fā)送的DTMF信號頻率由3．58MHz的晶振分頻產(chǎn)生。分頻器首先從基準(zhǔn)頻率分離出8個不同頻率的正弦波，行列計數(shù)器根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)，以八取二方式分離出一個高頻信號和一個低頻信號，經(jīng)開關(guān)電容做D／A轉(zhuǎn)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(tǒng)軟件設(shè)計
3．1MT8880的數(shù)據(jù)發(fā)送程序設(shè)計
MT8880的數(shù)據(jù)發(fā)送程序中用到了相應(yīng)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(shù)據(jù)接收程序設(shè)計
MT8880的數(shù)據(jù)接收程序中用到了相應(yīng)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(jié)語
應(yīng)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(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹４蟠蠛喕嗽O(shè)計的復(fù)雜性，可以降低成本，減少體積。