DTMF芯片HT9170在數(shù)據(jù)通信中的應(yīng)用
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http://2s4d.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(hào)來代表數(shù)字信號(hào)以實(shí)現(xiàn)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(shù)字或?qū)崿F(xiàn)的功能也不同。這種電話機(jī)中通常有16個(gè)按鍵，其中有10個(gè)數(shù)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(yīng)有8種不同的單音頻信號(hào)。因此可采用的頻率也有8種，故稱之為多頻，又因它采用從8種頻率中任意抽出2種進(jìn)行組合來進(jìn)行編碼，所以又稱之為“8中取2”的編碼技術(shù)。 根據(jù)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(shù)字或功能鍵，具體組合見表1。 2 HT9170的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能 HT9170是HOLTEK公司生產(chǎn)的18腳DIPSOP封裝的DTMF信號(hào)接收解碼芯片，它具有工作電壓低，靜態(tài)工作電流小，外圍電路簡單，使用元件少且無需外部濾波等優(yōu)點(diǎn)。它可對(duì)接收到的16種DTMF信號(hào)進(jìn)行檢測和解碼，從而形成代表不同數(shù)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(nèi)部功能組成框圖。各管腳的功能說明如表2所列。 表3 DTMF信號(hào)輸出真值表 工作時(shí)，HT9170將接收到的DTMF信號(hào)先經(jīng)輸入運(yùn)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(hào)中350～400Hz的低頻干擾和噪聲，從而使輸出信號(hào)基本上只包含高低兩個(gè)頻率。該輸出信號(hào)在分別經(jīng)過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(hào)，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(shù)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(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的4位BCD碼數(shù)字信號(hào)輸出。輸出BCD碼數(shù)字信號(hào)與輸入DTMF信號(hào)的關(guān)系如表3所列。
作為實(shí)現(xiàn)電話號(hào)碼快速可靠傳輸?shù)囊环N技術(shù)，它具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較高的傳輸速度，因此，可廣泛用于電話通信系統(tǒng)中。但絕大部分是用作電話的音頻撥號(hào)。另外，它也可以在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛地用來實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)流和語音等信息的遠(yuǎn)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管腳功能說明
管 腳 符 號(hào) 功 能 1 VP 輸入運(yùn)放的正輸入端 2 VH 輸入運(yùn)放的負(fù)輸入端 3 GS 輸入運(yùn)放的輸出端 4 VREF 參考電壓輸出端，其值為VDD/2 5 INH 當(dāng)此端為高電平時(shí)，禁止對(duì)代表功能鍵A、B、C、D音頻信號(hào)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(fù)電源端 10 OE 數(shù)據(jù)輸出使能端。高電平有效 11～14 D0～D3 數(shù)據(jù)輸出端。當(dāng)OE為高電平時(shí)，輸出為高阻狀態(tài) 15 DV 數(shù)據(jù)輸出端。當(dāng)OE為高電平時(shí)，輸出有效數(shù)據(jù)；當(dāng)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(dāng)接收到有效DTMF信號(hào)并完成其解碼時(shí)，此端為高電平，輸出數(shù)據(jù)有效；否則為低電平 17 RT/GT DTMF信號(hào)獲得時(shí)間和釋放時(shí)間調(diào)整端?？赏ㄟ^外部RC電路對(duì)其進(jìn)行調(diào)整 18 VDD 正電源端，電壓范圍：2.5V～5.5V
低頻群（Hz） 高頻群（Hz） 數(shù)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(hào)。EST端通常為低電平。它通過外部RC電路的放電使能端RT/GT保持在低電平。當(dāng)檢測到有效音頻信號(hào)輸入時(shí)，EST變成高電平，從而使RT/GT端通過RC電路對(duì)其充電。當(dāng)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(hào)有效，然后經(jīng)編碼檢測器產(chǎn)生正確的編碼信號(hào)輸出。當(dāng)D0～D3輸出信號(hào)被完全鎖存時(shí)，DV端變成高電平。當(dāng)RT/GT端電壓從VDD下降到VTRT時(shí)（即輸入端沒有輸入信號(hào)），DV端變成低電平，此時(shí)D0～D3的數(shù)據(jù)將一直被保持，直到接收到下一個(gè)有效信號(hào)為止。HT9170的工作時(shí)序如圖3所示。
4 HT9170典型應(yīng)用電路
HT9170的外圍電路非常簡單，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(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成
每套數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)均由電臺(tái)、CPU/MPU、DTMF信號(hào)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CPU/MPU來控制系統(tǒng)的工作模式，以精確控制DTMF信號(hào)的發(fā)送和接收。因?yàn)檫@樣既能實(shí)現(xiàn)原電臺(tái)的語音通信功能，又能完成各電臺(tái)之間數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和顯示、圖5所示是該數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)組成框圖。
評(píng)論