DTMF远程通信的软硬件实现技术

     摘 要： 详述了采用DTMF技术实现远程通信的软硬件关键技术，其电路具有实现简单，成本低，可靠性高的特点。与相关软件配合还可实现双向呼叫通信，正确识别通话与通信等功能，可适用于多种远程通信场合，具有较好的推广应用价值。

    关键词： 远程通信 通信接口 DTMF

    随着计算机技术和电信业的发展，通过电话线进行的远程通信越来越常见。人们通常采用MODEM进行通信，但是在通信数据量不大，对通信速率要求不高的应用场合，我们可以考虑一种DTMF通信方式，它具有接口简单，成本低廉且可靠性高的特点。下面分别论述其硬件、软件实现技术。

    １ 硬件实现技术

    1.1 通信接口电路设计

    接口电路如图１所示。话机与接口电路并联，通过光耦输出电平检测用户是否摘机。用户摘机后通过LINE1，LINE2直接收码，降低了接口电路对拨号的影响。数据通信时MPU通过I/O1控制继电器断开话机，同时I/O4置高，电路模拟摘机，三极管组成恒流源维持摘机状态。通信中断开话机可减少干扰，恒流源设计可保证电路具有较小的直流阻抗（＜300Ω）和较大的交流阻抗（＞600Ω），使电路具有较好的收发码特性。

    LINE1,LINE2间接入压敏电阻或瞬态抑制二极管可达到抗雷击保护作用。I/O2,I/O3输出电平与相关软件配合可实现脉冲拨号接收和反极信号检测。

    1.2 发码电路设计

   发码电路如图2所示。采用廉价的电话DTMF发生器4087芯片，它具有性能优良、接口简单的特点。用一片373代替键盘编码芯片来模拟按键，DTMF发码使用芯片内建放大电路，片外采用9014作开关，发码时9014导通，120Ω电阻与片内电路起输出放大作用，不发码时9014截止，可减少4087对收码电路的影响。

    1.3 收码电路设计

   收码电路如图３所示。采用常规8870芯片，电路放大倍数取3，在IN-2端接入100pF电容可有效改善8870对DTMF中高频分量的接收。Q1～Q4为数字量输出可方便与MPU接口。

    1.4 450Hz信号检测电路

    该检测电路如图４所示。采用LM567构成锁相环对线路中450Hz信号检测，I/O8为输出信号。该电路与相关软件配合可实现对拨号音、忙音、回铃音的检测。

    1.5 振铃与防盗检测电路

    这部分电路如图５所示。采用LM339电压比较器，当I/O6输出为高时有振铃信号。当用户没有摘机且I/O5输出为低时可判断有盗打行为。

    ２ 软件实现技术

    2.1 从机发起通信程序设计

    程序框图如图6所示。

    程序功能如下：

    ·通信中断开话机可减少干扰，提高通信可靠性。

    ·摘机后不能立即拨号，可延时或检测到拨号音后再拨号。

    ·通信中不允许无限等待，可限时接收，超时应退出通信。

    2.2 从机应答主机程序设计

    程序框图如图７所示。

    程序功能如下：

    ·判断是用户呼出摘机还是外线呼入用户接听摘机。

    ·判断是主机呼入还是他人呼入。

    ·判断是用户正常拨号还是用户完成功能设置。

    ·具有振铃检测和自动摘机功能。振铃４次无人接听电路即自动摘机。

    2.3 数据通信程序设计

    程序框图如图８所示。

    程序功能如下：

    ·采用固定格式报文方式，方便接收。

    ·采用简单校验手段，实验发现DTMF通信中容易出现漏码，而重码、误码较少出现，所以采用固定字节接收方式和简单异或校验方式即可实现可靠通信。

    ·出错重发一次可提高通信成功率。

    2.4 发送码表与发码程序设计

    373输入值（HEX）与对应DTMF输出如表１所示。输入为FOH时，4087停止输出。

    标准发码程序为发送100ms停发100ms，发码速率为5码/s。为提高发码速率可适当减少发送和停止时间，但停发不能少于50ms，所以最高发码速率可达10码/s。注意拨号时必须采用标准发码，否则交换机不会识别。接通后根据线路状况可适当提高发码速率。通信中也可采用自适应策略根据误码率自动调整发码速率，可达到最佳通信效果。

    总之，本套软硬件实现技术具有接口电路简单、可靠性高、成本低、灵活性强等优点。适用于数据通信量不大，速率要求不高的远程通信场合。通信中任一方均具有拨号音检测、振铃检测、自动摘机、拨号和数据通信功能，可自动实现语音通话与数据通信识别，并能双向呼叫。可应用于远程分布式数据采集系统、家用自动防盗报警装置、远程室内监控系统以及公话集中管理系统等。

    该套技术现已成功应用于JJF69型公话集中管理系统，通信接口各项技术指标和软件各项功能均通过邮电部入网检测，经过两年多的实际运行证明该技术具有较好推广应用价值。