DTMF遠程通信的軟硬件實(shí)現技術(shù)

摘 要： 詳述了采用DTMF技術(shù)實(shí)現遠程通信的軟硬件關(guān)鍵技術(shù)，其電路具有實(shí)現簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高的特點(diǎn)。與相關(guān)軟件配合還可實(shí)現雙向呼叫通信，正確識別通話(huà)與通信等功能，可適用于多種遠程通信場(chǎng)合，具有較好的推廣應用價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 遠程通信 通信接口 DTMF

隨著(zhù)計算機技術(shù)和電信業(yè)的發(fā)展，通過(guò)電話(huà)線(xiàn)進(jìn)行的遠程通信越來(lái)越常見(jiàn)。人們通常采用MODEM進(jìn)行通信，但是在通信數據量不大，對通信速率要求不高的應用場(chǎng)合，我們可以考慮一種DTMF通信方式，它具有接口簡(jiǎn)單，成本低廉且可靠性高的特點(diǎn)。下面分別論述其硬件、軟件實(shí)現技術(shù)。

１ 硬件實(shí)現技術(shù)

1.1 通信接口電路設計

接口電路如圖１所示。話(huà)機與接口電路并聯(lián)，通過(guò)光耦輸出電平檢測用戶(hù)是否摘機。用戶(hù)摘機后通過(guò)LINE1，LINE2直接收碼，降低了接口電路對撥號的影響。數據通信時(shí)MPU通過(guò)I/O1控制繼電器斷開(kāi)話(huà)機，同時(shí)I/O4置高，電路模擬摘機，三極管組成恒流源維持摘機狀態(tài)。通信中斷開(kāi)話(huà)機可減少干擾，恒流源設計可保證電路具有較小的直流阻抗（＜300Ω）和較大的交流阻抗（＞600Ω），使電路具有較好的收發(fā)碼特性。

LINE1,LINE2間接入壓敏電阻或瞬態(tài)抑制二極管可達到抗雷擊保護作用。I/O2,I/O3輸出電平與相關(guān)軟件配合可實(shí)現脈沖撥號接收和反極信號檢測。

1.2 發(fā)碼電路設計

發(fā)碼電路如圖2所示。采用廉價(jià)的電話(huà)DTMF發(fā)生器4087芯片，它具有性能優(yōu)良、接口簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。用一片373代替鍵盤(pán)編碼芯片來(lái)模擬按鍵，DTMF發(fā)碼使用芯片內建放大電路，片外采用9014作開(kāi)關(guān)，發(fā)碼時(shí)9014導通，120Ω電阻與片內電路起輸出放大作用，不發(fā)碼時(shí)9014截止，可減少4087對收碼電路的影響。

1.3 收碼電路設計

收碼電路如圖３所示。采用常規8870芯片，電路放大倍數取3，在IN-2端接入100pF電容可有效改善8870對DTMF中高頻分量的接收。Q1～Q4為數字量輸出可方便與MPU接口。

1.4 450Hz信號檢測電路

該檢測電路如圖４所示。采用LM567構成鎖相環(huán)對線(xiàn)路中450Hz信號檢測，I/O8為輸出信號。該電路與相關(guān)軟件配合可實(shí)現對撥號音、忙音、回鈴音的檢測。

1.5 振鈴與防盜檢測電路

這部分電路如圖５所示。采用LM339電壓比較器，當I/O6輸出為高時(shí)有振鈴信號。當用戶(hù)沒(méi)有摘機且I/O5輸出為低時(shí)可判斷有盜打行為。

２ 軟件實(shí)現技術(shù)

2.1 從機發(fā)起通信程序設計

程序框圖如圖6所示。

程序功能如下：

·通信中斷開(kāi)話(huà)機可減少干擾，提高通信可靠性。

·摘機后不能立即撥號，可延時(shí)或檢測到撥號音后再撥號。

·通信中不允許無(wú)限等待，可限時(shí)接收，超時(shí)應退出通信。

2.2從機應答主機程序設計

程序框圖如圖７所示。

程序功能如下：

·判斷是用戶(hù)呼出摘機還是外線(xiàn)呼入用戶(hù)接聽(tīng)摘機。

·判斷是主機呼入還是他人呼入。

·判斷是用戶(hù)正常撥號還是用戶(hù)完成功能設置。

·具有振鈴檢測和自動(dòng)摘機功能。振鈴４次無(wú)人接聽(tīng)電路即自動(dòng)摘機。

2.3 數據通信程序設計

程序框圖如圖８所示。

程序功能如下：

·采用固定格式報文方式，方便接收。

·采用簡(jiǎn)單校驗手段，實(shí)驗發(fā)現DTMF通信中容易出現漏碼，而重碼、誤碼較少出現，所以采用固定字節接收方式和簡(jiǎn)單異或校驗方式即可實(shí)現可靠通信。

·出錯重發(fā)一次可提高通信成功率。

2.4 發(fā)送碼表與發(fā)碼程序設計

373輸入值（HEX）與對應DTMF輸出如表１所示。輸入為FOH時(shí)，4087停止輸出。

標準發(fā)碼程序為發(fā)送100ms停發(fā)100ms，發(fā)碼速率為5碼/s。為提高發(fā)碼速率可適當減少發(fā)送和停止時(shí)間，但停發(fā)不能少于50ms，所以最高發(fā)碼速率可達10碼/s。注意撥號時(shí)必須采用標準發(fā)碼，否則交換機不會(huì )識別。接通后根據線(xiàn)路狀況可適當提高發(fā)碼速率。通信中也可采用自適應策略根據誤碼率自動(dòng)調整發(fā)碼速率，可達到最佳通信效果。

總之，本套軟硬件實(shí)現技術(shù)具有接口電路簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、靈活性強等優(yōu)點(diǎn)。適用于數據通信量不大，速率要求不高的遠程通信場(chǎng)合。通信中任一方均具有撥號音檢測、振鈴檢測、自動(dòng)摘機、撥號和數據通信功能，可自動(dòng)實(shí)現語(yǔ)音通話(huà)與數據通信識別，并能雙向呼叫?？蓱糜谶h程分布式數據采集系統、家用自動(dòng)防盜報警裝置、遠程室內監控系統以及公話(huà)集中管理系統等。

該套技術(shù)現已成功應用于JJF69型公話(huà)集中管理系統，通信接口各項技術(shù)指標和軟件各項功能均通過(guò)郵電部入網(wǎng)檢測，經(jīng)過(guò)兩年多的實(shí)際運行證明該技術(shù)具有較好推廣應用價(jià)值。