采用MSP430的嵌入式DTMF拨号解码器方案设计

摘 要：本文介绍了一种基于MSP430的嵌入式DTMF拨号解码器实现方案。DTMF拨号部分使用4根I/O线的电阻网络，配合软件产生DTMF信号。利用MSP430F133内置的ADC，并采用改进的Goertzel算法，实现DTMF信号的实时解码。该方案成本低、性能可靠，已经得到了实际应用。

引言
DTMF（双音多频）信号是电话网中常用的信令，无论是家用电话、移动电话还是程控交换机上，多采用DTMF信号发送接收号码。DTMF技术还可以用于电力线载波通信等场合。可见，DTMF拨号和解码在通信系统及其它方面有着广泛的应用。通常DTMF信号的检测采用专用芯片或DSP来实现，但其成本较高。本文介绍了一种低成本的基于MSP430F133的DTMF拨号解码器实现方案。 MSP430F133是TI的一款16位RISC结构MCU，最短指令周期为150ns，含有8KB Flash ROM，256B RAM并内置12位ADC。

DTMF信号
DTMF信号是将拨号盘上的0~9、A~D及*/E、#/F共16个字符，用音频范围的8个频率来表示的一种编码方式。8个频率分为高频群和低频群两组，分别作为列频和行频。每个字符的信号由来自列频和行频的两个频率的正弦信号叠加而成。频率组合方式如图1所示。

根据CCITT Q.23建议，DTMF信号的技术指标是：传送/接收率为每秒10个号码，或每个号码100ms。每个号码传送过程中，信号存在时间至少45ms，且不多于55ms，100ms的其余时间是静音。在每个频率点上允许有不超过±1.5%的频率误差。任何超过给定频率 ±3.5%的信号，均被认为是无效的，拒绝承认接收。另外，在最坏的检测条件下，信噪比不得低于15dB。

DTMF拨号
DTMF拨号部分的电路原理图如图2所示。电路主要由4根I/O线构成的电阻网络和滤波器组成。电阻网络构成4位的DAC，高通滤波器和低通滤波器组成一个带通滤波器用来滤除双音频的谐波信号。在输出端采用600Ω的1:1变压器与电话线接口，电话线的输出电平可通过改变Rx来进行调节。