DTMF遠(yuǎn)程通信的軟硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)

摘 要： 詳述了采用DTMF技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信的軟硬件關(guān)鍵技術(shù)，其電路具有實(shí)現(xiàn)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(xiàn)雙向呼叫通信，正確識(shí)別通話與通信等功能，可適用于多種遠(yuǎn)程通信場(chǎng)合，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)程通信 通信接口 DTMF

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電信業(yè)的發(fā)展，通過(guò)電話線進(jìn)行的遠(yuǎn)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(shù)據(jù)量不大，對(duì)通信速率要求不高的應(yīng)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(xiàn)技術(shù)。

１ 硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)

1.1 通信接口電路設(shè)計(jì)

接口電路如圖１所示。話機(jī)與接口電路并聯(lián)，通過(guò)光耦輸出電平檢測(cè)用戶是否摘機(jī)。用戶摘機(jī)后通過(guò)LINE1，LINE2直接收碼，降低了接口電路對(duì)撥號(hào)的影響。數(shù)據(jù)通信時(shí)MPU通過(guò)I/O1控制繼電器斷開話機(jī)，同時(shí)I/O4置高，電路模擬摘機(jī)，三極管組成恒流源維持摘機(jī)狀態(tài)。通信中斷開話機(jī)可減少干擾，恒流源設(shè)計(jì)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(dá)到抗雷擊保護(hù)作用。I/O2,I/O3輸出電平與相關(guān)軟件配合可實(shí)現(xiàn)脈沖撥號(hào)接收和反極信號(hào)檢測(cè)。

1.2 發(fā)碼電路設(shè)計(jì)

發(fā)碼電路如圖2所示。采用廉價(jià)的電話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代替鍵盤編碼芯片來(lái)模擬按鍵，DTMF發(fā)碼使用芯片內(nèi)建放大電路，片外采用9014作開關(guān)，發(fā)碼時(shí)9014導(dǎo)通，120Ω電阻與片內(nèi)電路起輸出放大作用，不發(fā)碼時(shí)9014截止，可減少4087對(duì)收碼電路的影響。

1.3 收碼電路設(shè)計(jì)

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

1.4 450Hz信號(hào)檢測(cè)電路

該檢測(cè)電路如圖４所示。采用LM567構(gòu)成鎖相環(huán)對(duì)線路中450Hz信號(hào)檢測(cè)，I/O8為輸出信號(hào)。該電路與相關(guān)軟件配合可實(shí)現(xiàn)對(duì)撥號(hào)音、忙音、回鈴音的檢測(cè)。

1.5 振鈴與防盜檢測(cè)電路

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

２ 軟件實(shí)現(xiàn)技術(shù)

2.1 從機(jī)發(fā)起通信程序設(shè)計(jì)

程序框圖如圖6所示。

程序功能如下：

·通信中斷開話機(jī)可減少干擾，提高通信可靠性。

·摘機(jī)后不能立即撥號(hào)，可延時(shí)或檢測(cè)到撥號(hào)音后再撥號(hào)。

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

2.2從機(jī)應(yīng)答主機(jī)程序設(shè)計(jì)

程序框圖如圖７所示。

程序功能如下：

·判斷是用戶呼出摘機(jī)還是外線呼入用戶接聽摘機(jī)。

·判斷是主機(jī)呼入還是他人呼入。

·判斷是用戶正常撥號(hào)還是用戶完成功能設(shè)置。

·具有振鈴檢測(cè)和自動(dòng)摘機(jī)功能。振鈴４次無(wú)人接聽電路即自動(dòng)摘機(jī)。

2.3 數(shù)據(jù)通信程序設(shè)計(jì)

程序框圖如圖８所示。

程序功能如下：

·采用固定格式報(bào)文方式，方便接收。

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

·出錯(cuò)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(shè)計(jì)

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

標(biāo)準(zhǔn)發(fā)碼程序?yàn)榘l(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(dāng)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(dá)10碼/s。注意撥號(hào)時(shí)必須采用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)碼，否則交換機(jī)不會(huì)識(shí)別。接通后根據(jù)線路狀況可適當(dāng)提高發(fā)碼速率。通信中也可采用自適應(yīng)策略根據(jù)誤碼率自動(dòng)調(diào)整發(fā)碼速率，可達(dá)到最佳通信效果。

總之，本套軟硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)具有接口電路簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。適用于數(shù)據(jù)通信量不大，速率要求不高的遠(yuǎn)程通信場(chǎng)合。通信中任一方均具有撥號(hào)音檢測(cè)、振鈴檢測(cè)、自動(dòng)摘機(jī)、撥號(hào)和數(shù)據(jù)通信功能，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話與數(shù)據(jù)通信識(shí)別，并能雙向呼叫。可應(yīng)用于遠(yuǎn)程分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、家用自動(dòng)防盜報(bào)警裝置、遠(yuǎn)程室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)以及公話集中管理系統(tǒng)等。

該套技術(shù)現(xiàn)已成功應(yīng)用于JJF69型公話集中管理系統(tǒng)，通信接口各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和軟件各項(xiàng)功能均通過(guò)郵電部入網(wǎng)檢測(cè)，經(jīng)過(guò)兩年多的實(shí)際運(yùn)行證明該技術(shù)具有較好推廣應(yīng)用價(jià)值。