采用MSP430的嵌入式DTMF撥號解碼器方案設計

摘 要：本文介紹了一種基于MSP430的嵌入式DTMF撥號解碼器實現方案。DTMF撥號部分使用4根I/O線的電阻網絡，配合軟件產生DTMF信號。利用MSP430F133內置的ADC，并采用改進的Goertzel算法，實現DTMF信號的實時解碼。該方案成本低、性能可靠，已經得到了實際應用。

引言
DTMF（雙音多頻）信號是電話網中常用的信令，無論是家用電話、移動電話還是程控交換機上，多采用DTMF信號發送接收號碼。DTMF技術還可以用于電力線載波通信等場合。可見，DTMF撥號和解碼在通信系統及其它方面有著廣泛的應用。通常DTMF信號的檢測采用專用芯片或DSP來實現，但其成本較高。本文介紹了一種低成本的基于MSP430F133的DTMF撥號解碼器實現方案。 MSP430F133是TI的一款16位RISC結構MCU，最短指令周期為150ns，含有8KB Flash ROM，256B RAM并內置12位ADC。

DTMF信號
DTMF信號是將撥號盤上的0~9、A~D及*/E、#/F共16個字符，用音頻范圍的8個頻率來表示的一種編碼方式。8個頻率分為高頻群和低頻群兩組，分別作為列頻和行頻。每個字符的信號由來自列頻和行頻的兩個頻率的正弦信號疊加而成。頻率組合方式如圖1所示。

根據CCITT Q.23建議，DTMF信號的技術指標是：傳送/接收率為每秒10個號碼，或每個號碼100ms。每個號碼傳送過程中，信號存在時間至少45ms，且不多于55ms，100ms的其余時間是靜音。在每個頻率點上允許有不超過±1.5%的頻率誤差。任何超過給定頻率 ±3.5%的信號，均被認為是無效的，拒絕承認接收。另外，在最壞的檢測條件下，信噪比不得低于15dB。

DTMF撥號
DTMF撥號部分的電路原理圖如圖2所示。電路主要由4根I/O線構成的電阻網絡和濾波器組成。電阻網絡構成4位的DAC，高通濾波器和低通濾波器組成一個帶通濾波器用來濾除雙音頻的諧波信號。在輸出端采用600Ω的1:1變壓器與電話線接口，電話線的輸出電平可通過改變Rx來進行調節。