DTMF芯片HT9170在數據通信中的應用
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http://dyxdggzs.com/article/201612/332847.htm 1 DTMF的原理 DTMF（Double Tone MulitiFrequency,雙音多頻） DTMF是用兩個(gè)特定的單音頻組合信號來(lái)代表數字信號以實(shí)現其功能的一種編碼技術(shù)。兩個(gè)單音頻的頻率不同，代表的數字或實(shí)現的功能也不同。這種電話(huà)機中通常有16個(gè)按鍵，其中有10個(gè)數字鍵0～9和6個(gè)功能鍵*、#、A、B、C、D。由于按照組合原理，一般應有8種不同的單音頻信號。因此可采用的頻率也有8種，故稱(chēng)之為多頻，又因它采用從8種頻率中任意抽出2種進(jìn)行組合來(lái)進(jìn)行編碼，所以又稱(chēng)之為“8中取2”的編碼技術(shù)。 根據CCITT的建議，國際上采用的多種頻率為687Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz等8種。用這8種頻率可形成16種不同的組合，從而代表16種不同的數字或功能鍵，具體組合見(jiàn)表1。 2 HT9170的內部結構及功能 HT9170是HOLTEK公司生產(chǎn)的18腳DIPSOP封裝的DTMF信號接收解碼芯片，它具有工作電壓低，靜態(tài)工作電流小，外圍電路簡(jiǎn)單，使用元件少且無(wú)需外部濾波等優(yōu)點(diǎn)。它可對接收到的16種DTMF信號進(jìn)行檢測和解碼，從而形成代表不同數字的4位BCD碼輸出。DT9170的引腳排列如圖1所示。圖2所示是其內部功能組成框圖。各管腳的功能說(shuō)明如表2所列。 表3 DTMF信號輸出真值表 工作時(shí)，HT9170將接收到的DTMF信號先經(jīng)輸入運算放大器放大送到前置濾波器（實(shí)際上是一個(gè)帶阻濾波器），以濾除DTMF信號中350～400Hz的低頻干擾和噪聲，從而使輸出信號基本上只包含高低兩個(gè)頻率。該輸出信號在分別經(jīng)過(guò)低頻群濾波器和高頻群濾波器兩個(gè)帶通濾波器濾波后輸出高低頻兩路正弦波信號，并經(jīng)施密特電路整形后變?yōu)橥l率的矩形脈沖。而后，兩路脈沖分別送入DTMF數字頻率檢測電路，再經(jīng)編碼檢測電路及輸出鎖存器和緩沖器進(jìn)行處理，從而將不同的DTMF輸入信號轉換成相應的4位BCD碼數字信號輸出。輸出BCD碼數字信號與輸入DTMF信號的關(guān)系如表3所列。
作為實(shí)現電話(huà)號碼快速可靠傳輸的一種技術(shù)，它具有很強的抗干擾能力和較高的傳輸速度，因此，可廣泛用于電話(huà)通信系統中。但絕大部分是用作電話(huà)的音頻撥號。另外，它也可以在數據通信系統中廣泛地用來(lái)實(shí)現各種數據流和語(yǔ)音等信息的遠程傳輸。
表1 雙音多頻的組合功能
高頻群Hz
功能
低頻群Hz1209 1336 1477 1633 697 1 2 3 A 770 4 5 6 B 852 7 8 9 C 941 * 0 # D
表2 HT9170管腳功能說(shuō)明
管 腳 符 號 功 能 1 VP 輸入運放的正輸入端 2 VH 輸入運放的負輸入端 3 GS 輸入運放的輸出端 4 VREF 參考電壓輸出端，其值為VDD/2 5 INH 當此端為高電平時(shí)，禁止對代表功能鍵A、B、C、D音頻信號檢測 6 PWDN 低電平有效。此端可使芯片進(jìn)入睡眠工作狀態(tài) 7，8 X1，X2 3.58MHz晶振連接端 9 VSS 負電源端 10 OE 數據輸出使能端。高電平有效 11～14 D0～D3 數據輸出端。當OE為高電平時(shí)，輸出為高阻狀態(tài) 15 DV 數據輸出端。當OE為高電平時(shí)，輸出有效數據；當OE為低電平時(shí)，輸出為高阻狀態(tài) 16 EST 有效輸出指示端。當接收到有效DTMF信號并完成其解碼時(shí)，此端為高電平，輸出數據有效；否則為低電平 17 RT/GT DTMF信號獲得時(shí)間和釋放時(shí)間調整端?？赏ㄟ^(guò)外部RC電路對其進(jìn)行調整 18 VDD 正電源端，電壓范圍：2.5V～5.5V
低頻群（Hz） 高頻群（Hz） 數字和功能鍵 OE D3 D2 D1 D0 697 1209 1 H L L L H 697 1336 2 H L L H L 697 1477 3 H L L H H 770 1209 4 H L H L L 770 1336 5 H L H L H 770 1477 6 H L H H L 852 1209 7 H L H H H 852 1336 8 H H L L L 852 1477 9 H H L L H 941 1336 0 H H L H L 941 1209 * H H L H H 941 1477 # H H H L L 697 1633 A H H H L H 770 1633 B H H H H L 852 1633 C H H H H H 941 1633 D H L L L L ANY L Z Z Z Z 
3 HT9170的工作原理
以確保有效信號。EST端通常為低電平。它通過(guò)外部RC電路的放電使能端RT/GT保持在低電平。當檢測到有效音頻信號輸入時(shí)，EST變成高電平，從而使RT/GT端通過(guò)RC電路對其充電。當RT/GT端的電壓從0上升到VTRT（電源為5V時(shí)，該電壓為2.35V）時(shí)，輸入信號有效，然后經(jīng)編碼檢測器產(chǎn)生正確的編碼信號輸出。當D0～D3輸出信號被完全鎖存時(shí)，DV端變成高電平。當RT/GT端電壓從VDD下降到VTRT時(shí)（即輸入端沒(méi)有輸入信號），DV端變成低電平，此時(shí)D0～D3的數據將一直被保持，直到接收到下一個(gè)有效信號為止。HT9170的工作時(shí)序如圖3所示。
4 HT9170典型應用電路
HT9170的外圍電路非常簡(jiǎn)單，它所需元件很少，
也不需要外部濾波器，其典型電路如圖4所示。其中元件XTAL是頻率為3.58MHz的晶體振蕩器，C1、C2均為20pF的電容。
5 數據通信系統組成
每套數據通信系統均由電臺、CPU/MPU、DTMF信號產(chǎn)品電路、HT9170解碼電路和LCD顯示器等組成。按照通信協(xié)定的要求，一般通過(guò)CPU/MPU來(lái)控制系統的工作模式，以精確控制DTMF信號的發(fā)送和接收。因為這樣既能實(shí)現原電臺的語(yǔ)音通信功能，又能完成各電臺之間數據的遠程傳輸和顯示、圖5所示是該數據通訊系統組成框圖。
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