DTMF信號收、發(fā)芯片在微機通信中的應(yīng)用

http://m.butianyuan.cn/article/201612/332844.htm

1 概述

由于雙音多頻DTMF信號具有抗干擾能力強、傳輸距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等特點，因而可廣泛應(yīng)用于通訊、遙控等領(lǐng)域。利用DTMF信號可實現(xiàn)雙總線的遠(yuǎn)距離微機通訊，以完成控制或數(shù)據(jù)的傳輸。本文介紹采用DTMF信號發(fā)生芯片MT5087及接收芯片MT8870來實現(xiàn)與AT89C51單片機的硬件接口電路，該電路通過軟件編程可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊，具有一定的應(yīng)用價值。

2 DTMF信號發(fā)生器MT5087

MT5087是雙音多頻電話撥號器，通過該芯片可完成4×4矩陣編碼。MT5087具有電源工作范圍寬、輸出電平可調(diào)、諧波失真小等特點。其引腳排列如圖1所示。各引腳功能如下：

●VDD、VSS（1，6腳）：電源端；

●C1～C4（3、4、5、9腳）：內(nèi)部具有下拉電阻的鍵盤比值向輸入端；

●R1～R4（14～11腳）：內(nèi)部具有上拉電阻的鍵盤橫向輸入端；

●OSC1、OSC0（7，8腳）：振蕩器輸入、輸出端；

●TONE1（15腳）：單音抑制輸入端，為“0”時禁止單音輸出；

●TONE0（16腳）：雙音頻信號輸出端，此端接內(nèi)部NPN晶體管的發(fā)射極，外加接地電阻可構(gòu)成射極輸出器。

M5087的矩陣編碼表如表1所列。

3 DTMF信號接收器MT8870

MT8870是雙音多頻接收芯片，可用來完成DTMF信號的接收、分離和譯碼；能輸出由相應(yīng)16和DTMF頻率組合4位并行二進制碼。MT8870的引腳排列如圖2所示。各主要引腳功能如下：

●IN+、IN-：運放同相、反相輸入端；

●FB：運放輸出端；

●VREF：基準(zhǔn)電壓輸出端；

●OSC1、OSC0：振蕩器輸入、輸出端；

●EN：數(shù)據(jù)輸出允許端。為“1”時允許數(shù)據(jù)輸出；為“0”時禁止數(shù)據(jù)輸出；

●D4～D1：16種DTMF信號所對應(yīng)的4位二進制并行碼數(shù)據(jù)輸出端；

●DV：延遲控制輸出，當(dāng)一組有效的雙音頻信號被接收時輸出“1”；否則輸出“0”；

●EC0：初始控制輸出端。若電路檢測出可識別的單音對，則此端變成高電平，若無輸入連續(xù)失真，則EC0返回低電平；

●CI：時間監(jiān)控輸出端。

表1同時也列出了MT8870的譯碼表。

表1 MT5087編碼表及MT8870譯碼表

表2 P2輸出編碼表

4 硬件接口電路

圖3所示是MT8870、MT5087與單片機進行接口以實現(xiàn)DTMF信號傳輸控制的硬件電路，在該硬件電器中，MT8870，MT5087的外轉(zhuǎn)帳電路與通常的應(yīng)用電路基本相同，接收電路中MT8870的10腳EN與15腳DV接在一起，當(dāng)一個有效雙音頻信號被接收后，DV輸出記電平。在腳EN為高電平時允許數(shù)據(jù)輸出，同時經(jīng)T1反相后以低電平送給AT89C51中斷輸入口INT1，以執(zhí)行中斷程序并接收碼處理；發(fā)碼電路MT5087的15腳TONE1接地是為使能雙音頻信號輸出，TONE0為雙音頻輸出，內(nèi)接NPN晶體管的發(fā)射極，外接電阻R11可構(gòu)成射極輸出器并連至總線，若通訊距離較長，可考慮加一驅(qū)動級。矩陣鍵盤行R1、R2、R3、R4和列C1、C2、C3、C4與AT89C51的P2口連接。發(fā)碼時，只有當(dāng)行、列端分別有一個端為VDD/2電平時才選中一組雙音頻信號發(fā)出。該電路利用P2口線的內(nèi)部上拉電阻與MT5087的內(nèi)部上、下拉電阻配合來實現(xiàn)發(fā)碼。

5 軟件設(shè)計問題

在程序設(shè)計時，應(yīng)考慮本身發(fā)碼時對自身收碼的屏蔽，即發(fā)碼時應(yīng)關(guān)掉INT1中斷，發(fā)碼結(jié)束后再開啟中斷。發(fā)送數(shù)據(jù)時P2口線的編碼見表2所列。

6 結(jié)束語

應(yīng)用DTMF信號進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊可以將通訊距離提高到幾公里，但是，其數(shù)據(jù)傳輸速度可能會受到DTMF信號的限制，盡管如此，采用本文所給定的DTMF信號與AT89C51的接口電路在些特殊場仍具有一定的實用價值。