雙音多頻檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì).doc

第1章緒論雙音多頻DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）信令，就是用兩個(gè)頻率行頻和列頻來(lái)表示電話機(jī)鍵盤上的一個(gè)數(shù)字。雙音多頻信號(hào)是音頻電話中的撥號(hào)信號(hào)，由美國(guó)AT&T貝爾公司實(shí)驗(yàn)室研制，并用于電話網(wǎng)絡(luò)中。這種信號(hào)制式具有很高的撥號(hào)速度，且容易自動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別，很快就代替了原有的用脈沖計(jì)數(shù)方式的撥號(hào)制式。逐漸在全世界范圍內(nèi)使用在按鍵式電話機(jī)上，這種雙音多頻信號(hào)制式不僅用在電話網(wǎng)絡(luò)中，還可以用于傳輸十進(jìn)制數(shù)據(jù)的其它通信系統(tǒng)中，用于電子郵件和銀行系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)中用戶可以用電話發(fā)送DTMF信號(hào)選擇語(yǔ)音菜單進(jìn)行操作。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(lái)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)流和語(yǔ)音等信息的遠(yuǎn)程傳輸。 近年來(lái)DTMF也應(yīng)用在交互式控制中，諸如語(yǔ)言菜單、語(yǔ)言郵件、電話銀行和ATM 終端等。通過(guò)軟件產(chǎn)生與檢測(cè)DTMF信令，是一項(xiàng)較有價(jià)值的工程應(yīng)用。這是一種技術(shù)，就是電話機(jī)上的一個(gè)按鍵按下去時(shí)，電話機(jī)向交換機(jī)同時(shí)發(fā)送兩個(gè)頻率的信號(hào)，告訴交換機(jī)按的是哪個(gè)按鍵，以前采用脈沖方式，速度慢，一共有8個(gè)頻率的音頻信號(hào)，分為2組，每組4個(gè)，兩兩組合共可以代表16個(gè)按鍵，分別代表0-9 、#、*等按鍵。 第2章雙音多頻（DTMF）信號(hào)的設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)目的及意義雙音多頻信號(hào)（DTMF）是電話系統(tǒng)中電話機(jī)與交換機(jī)之間的一種用戶信令，通常用于發(fā)送被叫號(hào)碼。雙音多頻信號(hào)是貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的，其目的是為了自動(dòng)完成長(zhǎng)途呼叫。 電話撥號(hào)有兩種，脈沖和音頻，所謂音頻也稱雙音多頻（DTMF）信號(hào)的撥號(hào)方式，雙音多頻既是電話撥號(hào)時(shí)每按一個(gè)鍵，有兩個(gè)音頻頻率疊加成一個(gè)雙音頻信號(hào)，十二個(gè)按鍵由七個(gè)音頻頻率區(qū)分。在使用雙音多頻信號(hào)之前，電話系統(tǒng)中使用一連串的斷續(xù)脈沖來(lái)傳送被叫號(hào)碼，稱為脈沖撥號(hào)。脈沖撥號(hào)需要電信局中的操作員手工完成長(zhǎng)途接續(xù)。雙音多頻的撥號(hào)鍵盤是44的矩陣，每一行代表一個(gè)低頻，每一列代表一個(gè)高頻。每按一個(gè)鍵就發(fā)送一個(gè)高頻和低頻的正弦信號(hào)組合，比如1相當(dāng)于697和1209赫茲(Hz)。交換機(jī)可以解碼這些頻率組合并確定所對(duì)應(yīng)的按鍵。本次課設(shè)的目的就是通過(guò)學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)代交換原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)雙音多頻檢測(cè)模塊并對(duì)電路進(jìn)行仿真，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行一次比較全面的訓(xùn)練，為今后的學(xué)習(xí)和工作積累經(jīng)驗(yàn)。此外，該題目還涵蓋了通信原理、電路分析、交換原理等主要課程的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)該題目的設(shè)計(jì)過(guò)程，可以初步掌握DTMF編/解碼技術(shù)原理和相關(guān)電路設(shè)計(jì)、開發(fā)原理，得到系統(tǒng)的訓(xùn)練，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。2.2雙音多頻（DTMF）信號(hào)的組成雙音多頻信號(hào)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，廣泛應(yīng)用于電話通信系統(tǒng)中。近年來(lái)，雙音多頻信號(hào)也應(yīng)用在交互式控制中，如在語(yǔ)言控制、語(yǔ)言郵件、電話銀行和ATM 終端等的應(yīng)用。音頻撥號(hào)電話當(dāng)人們按下某一個(gè)按鍵時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一組特定的雙音信號(hào)，稱為雙音多頻信號(hào)，電話交換機(jī)會(huì)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理，根據(jù)兩個(gè)單音頻率來(lái)識(shí)別所按下的號(hào)碼。將電話撥號(hào)盤上的數(shù)字09 和兩個(gè)標(biāo)有“*”和“#”的特殊按鈕進(jìn)行頻率分配，如圖所示。包括兩個(gè)頻率低頻段包括的頻率是697Hz，770Hz，852Hz 和941Hz，稱為行頻。高頻段內(nèi)含的頻率 1209Hz，1336Hz，1477Hz，1633Hz，稱為列頻，它們可頻率分配構(gòu)成16 種頻率組合，每一種組合由一對(duì)正弦頻率信號(hào)唯一確定。其中第四列1633Hz 對(duì)應(yīng)的按鍵目前并沒(méi)有使用，留待將來(lái)擴(kuò)展使用。 雙頻撥號(hào)的頻率分配 列行1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz697Hz 123A770Hz 4 5 6 B852Hz 7 8 9C941Hz * 0 # D2.3DTMF信號(hào)的應(yīng)用DTMF 信號(hào)即雙音多頻信號(hào),最先用于程控電話交換系統(tǒng)來(lái)代替號(hào)盤脈沖信號(hào)。如圖1：主叫用戶摘機(jī)按鍵撥號(hào)后，電話號(hào)碼所對(duì)應(yīng)的DTMF信號(hào)通過(guò)電話線傳到程控交換機(jī)中的DTMF接受電路，交換機(jī)中的微機(jī)識(shí)別被叫電話號(hào)碼后，接通主被叫用戶實(shí)現(xiàn)雙方通話。DTMF信號(hào)還用于自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果把DTMF的發(fā)送電路用于主控系統(tǒng)，接受電路用于被控系統(tǒng)，就可以方便地組成有線或無(wú)線通信系統(tǒng)，如圖2所示，其通道數(shù)視需要而定，16通道以內(nèi)每通道只需編一位號(hào)碼即可，若需要更多通道，則可象電話號(hào)碼編號(hào)一樣編為兩位或兩位以上的號(hào)碼。2.4仿真軟件介紹PROTEL軟件概述PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當(dāng)之無(wú)愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件，它較早就在國(guó)內(nèi)開始使用，在國(guó)內(nèi)的普及率也最高，有些高校的電子專業(yè)還專門開設(shè)了課程來(lái)學(xué)習(xí)它，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才時(shí)在其條件欄上常會(huì)寫著要求會(huì)使用PROTEL。早期的PROTEL主要作為印制板自動(dòng)布線工具使用，運(yùn)行在DOS環(huán)境，對(duì)硬件的要求很低，在無(wú)硬盤286機(jī)的1M內(nèi)存下就能運(yùn)行，但它的功能也較少，只有電原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能，其印制板自動(dòng)布線的布通率也低，而現(xiàn)今的PROTEL已發(fā)展到PROTEL99（網(wǎng)絡(luò)上可下載到它的測(cè)試板），是個(gè)龐大的EDA軟件，完全安裝有200多M，它工作在WINDOWS95環(huán)境下，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層印制電路板設(shè)計(jì)（包含印制電路板自動(dòng)布線）、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server （客戶/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB的100布通率。在國(guó)內(nèi)PROTEL軟件較易買到，有關(guān)PROTEL軟件和使用說(shuō)明的書也有很多，這為它的普及提供了基礎(chǔ)。想更多地了解PROTEL的軟件功能或者下載PROTEL99的試用版，可以在INTERNET上。MATLAB軟件概述MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱，是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB是由美國(guó)mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn),使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C+ ，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。2.5電路設(shè)計(jì)中的核心器件MT8870MT8870 音調(diào)譯碼器（Tone Decoder）是MITEL 公司所開發(fā)生產(chǎn)為一顆常用復(fù)頻譯碼IC，這個(gè)電路可以接收DTMF 信號(hào)，是一個(gè)完整的DTMF 接收器。它接收了DTMF 信號(hào)后，內(nèi)部將信號(hào)分成高頻帶和低頻帶，并將此信號(hào)送至數(shù)字譯碼器，然后將訊號(hào)送至數(shù)字譯碼器以解出按鍵值，接著將解出的按鍵值以二進(jìn)制的方式以四條線(Q1、Q2、Q3、Q4)輸出到外部共享Bus 上，其MT8870 接腳說(shuō)明如表1及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2。值得一提的是，當(dāng)MT8870 解出一個(gè)按鍵值且輸出到外部時(shí)，其STD 接腳會(huì)由低態(tài)升為高態(tài)，經(jīng)一段時(shí)間后再降為低態(tài)，我們便可利用此特點(diǎn)偵測(cè)到此腳有訊號(hào)時(shí)便馬上將Q1-Q4 接腳所產(chǎn)生的值讀入CPU，然后解出電話的按鍵值。MT8870在DTMF中的應(yīng)用：MT8870組成收號(hào)電路，它的輸入為來(lái)自模擬用戶接口雙音多頻信號(hào)，輸出為4位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，供處理器從數(shù)據(jù)總線讀入。MT8870的功能模塊圖見圖2。其收號(hào)過(guò)程如下：模擬信號(hào)從IN-腳引入后，經(jīng)雙音濾波器初步濾除帶外干擾信號(hào)，隨后，此濾出信號(hào)在經(jīng)高群濾波器和低群濾波器分別濾出其中的高頻和低頻分量，這兩種分量分別通過(guò)過(guò)零檢測(cè)后送給數(shù)字檢測(cè)計(jì)算電路；該電路對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，能排除外部噪聲因偶然含有默寫特定頻率而被編碼器編碼，或則影響編碼器的編碼，從而引起后續(xù)的收號(hào)錯(cuò)誤。當(dāng)高、低頻組信號(hào)同時(shí)被編碼器測(cè)到時(shí)，ESt腳將輸出高電平作為有效檢測(cè)DTMF信號(hào)的標(biāo)志，而當(dāng)DTMF信號(hào)消失時(shí)，ESt腳將輸出低電平。為了防止外部噪聲被MT8870誤編碼，編碼器要求被編碼的音頻信號(hào)能維持一段時(shí)間，這段時(shí)間由外部的一個(gè)RC電路來(lái)決定。如前所述，當(dāng)音頻信號(hào)被檢測(cè)到時(shí)。ESt輸出高電平l，電容放電，VC上的電壓值上升(假設(shè)信號(hào)在整個(gè)要求時(shí)間內(nèi)部存在)，VC升到一個(gè)門限值VTST時(shí)，該音頻信號(hào)被編碼，變成了數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)將被鎖存起來(lái)，此時(shí)，GT就為高，使VC點(diǎn)的電壓由門限值升到VDD，此后，只要ESt仍保持為高，GT就為高，外部的RC電路回到初始狀態(tài)，隨后，經(jīng)過(guò)一段鎖存操作引起的延時(shí)后，StD腳輸出高電平，表示信號(hào)鎖存完畢。這時(shí)，外部期間若要從D1D4上讀這四位編碼，應(yīng)使TOE為高，打開鎖存器，這就完成了DTMF的收號(hào)任務(wù)。MC74HC4511雙列16腳封裝，BCD-7段鎖存或譯碼或驅(qū)動(dòng)器，它將輸入BCD標(biāo)準(zhǔn)代碼變換成驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管所需的碼信號(hào)。它又稱四線七段鎖存譯碼器，其中四線A-D為BCD碼輸入端，高電平有效，A為低位輸入端，D為高位輸入端，七段a-g輸出高電平以驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管發(fā)光，LE為鎖存控制端，高電平時(shí)能夠鎖存輸入的BCD碼，LT為燈側(cè)試反相控制端，BI為消隱反相控制端。2.6主要參數(shù)設(shè)置檢測(cè)DTMF信號(hào)的DFT參數(shù)選擇 DFT檢測(cè)模擬DTMF信號(hào)所含有的兩個(gè)音頻頻率，是一個(gè)用DFT對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行頻譜分析的問(wèn)題。根據(jù)第三章用DFT對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行譜分析的理論，確定三個(gè)參數(shù)：（1）采樣頻率，（2）DFT的變換點(diǎn)數(shù)N，（3）需要對(duì)信號(hào)的觀察時(shí)間的長(zhǎng)度。這三個(gè)參數(shù)不能隨意選取，要根據(jù)對(duì)信號(hào)頻譜分析的要求進(jìn)行確定。這里對(duì)信號(hào)頻譜分析也有三個(gè)要求： （1）頻率分辨率，（2）譜分析的頻譜范圍，（3）檢測(cè)頻率的準(zhǔn)確性。確定8KHz，N205，。第3章雙音多頻（DTMF）信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)DTMF信號(hào)系統(tǒng)是一個(gè)典型的小型信號(hào)處理系統(tǒng)，它要用數(shù)字方法產(chǎn)生模擬信號(hào)并進(jìn)行傳輸，其中還用到了D/A變換器；在接收端用A/D變換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理與識(shí)別。為了系統(tǒng)的檢測(cè)速度并降低成本，還開發(fā)一種特殊的DFT算法，稱為戈澤爾(Goertzel)算法，這種算法既可以用硬件（專用芯片）實(shí)現(xiàn)，也可以用軟件實(shí)現(xiàn)。下面首先介紹雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生方法和檢測(cè)方法，戈澤爾算法。3.1雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生DTMF雙音頻信號(hào)由兩個(gè)二階數(shù)字正弦振蕩器產(chǎn)生，一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生行音頻信號(hào)，另個(gè)一產(chǎn)生列音頻信號(hào)。DTMF 編解碼器的音頻信號(hào)產(chǎn)生部分是基于兩個(gè)二階的數(shù)字正弦波振蕩器，一個(gè)產(chǎn)生行頻，一個(gè)產(chǎn)生列頻。振蕩器的框圖如下。假設(shè)時(shí)間連續(xù)的 DTMF信號(hào)用表示，式中是按照表1選擇的兩個(gè)頻率，代表低頻帶中的一個(gè)頻率，代表高頻帶中的一個(gè)頻率。顯然采用數(shù)字方法產(chǎn)生DTMF信號(hào)，方便而且體積小。下面介紹采用數(shù)字方法產(chǎn)生DTMF信號(hào)。規(guī)定用8KHz對(duì)DTMF信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣后得到時(shí)域離散信號(hào)為 形成上面序列的方法有兩種，即計(jì)算法和查表法。用計(jì)算法求正弦波的序列值容易，但實(shí)際中要占用一些計(jì)算時(shí)間，影響運(yùn)行速度。查表法是預(yù)先將正弦波的各序列值計(jì)算出來(lái)，寄存在存儲(chǔ)器中，運(yùn)行時(shí)只要按順序和一定的速度取出便可。這種方法要占用一定的存儲(chǔ)空間，但是速度快。 因?yàn)椴蓸宇l率是8000Hz，因此要求每125ms輸出一個(gè)樣本，得到的序列再送到D/A變換器和平滑濾波器，輸出便是連續(xù)時(shí)間的DTMF信號(hào)。DTMF信號(hào)通過(guò)電話線路送到交換機(jī)。產(chǎn)生DTMF信號(hào)的流程圖3.2雙音多頻信號(hào)檢測(cè)在接收端，要對(duì)收到的雙音多頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)個(gè)正弦波的頻率是多少，以判斷所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字或者符號(hào)。顯然這里仍然要用數(shù)字方法進(jìn)行檢測(cè)，因此要將收到的時(shí)間連續(xù) DTMF信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D變換，變成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的方法有兩種，一種是用一組濾波器提取所關(guān)心的頻率，根據(jù)有輸出信號(hào)的2個(gè)濾波器判斷相應(yīng)的數(shù)字或符號(hào)。另一種是用DFT（FFT）對(duì)雙音多頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，由信號(hào)的幅度譜，判斷信號(hào)的兩個(gè)頻率，最后確定相應(yīng)的數(shù)字或符號(hào)。當(dāng)檢測(cè)的音頻數(shù)目較少時(shí)，用濾波器組實(shí)現(xiàn)更合適。FFT是DFT的快速算法，但當(dāng)DFT的變換區(qū)間較小時(shí)，F(xiàn)FT快速算法的效果并不明顯，而且還要占用很多內(nèi)存，因此不如直接用DFT合適。DTMF 信號(hào)檢測(cè)流程圖3.3MATLAB工具箱函數(shù)goertzelGoerztel函數(shù)的調(diào)用格式為：Xgk=goertzel(Xn,K)Xn是被變換的時(shí)域序列，用于DTMF信號(hào)檢測(cè)時(shí)，Xn就是DTMF信號(hào)的205個(gè)采樣值。K是要求計(jì)算的DFTXn的頻點(diǎn)序號(hào)向量，用N表示Xn的長(zhǎng)度，則要求1KN。由表2可知，如果只計(jì)算DTMF信號(hào)8個(gè)基頻時(shí)，K=18，20，22，24，31，34，38，42，如果同時(shí)計(jì)算8個(gè)基頻及其二次諧波時(shí)，K=18，20，22，24，31，34，35，38，39，42，43，47，61，67，74，82。Xgk是變換結(jié)果向量，其中存放的是由K指定的頻率點(diǎn)的DFTx(n)的值。設(shè)X(k)= DFTx(n)，則第4章雙音多頻（DTMF）信號(hào)的仿真DTMF信號(hào)的產(chǎn)生與識(shí)別仿真實(shí)驗(yàn)在MATLAB環(huán)境下進(jìn)行，編寫仿真程序，運(yùn)行程序，送入8位電話號(hào)碼，程序自動(dòng)產(chǎn)生每一位號(hào)碼數(shù)字相應(yīng)的DTMF信號(hào)，并送出雙頻聲音，再用DFT進(jìn)行譜分析，顯示每一位號(hào)碼數(shù)字的DTMF信號(hào)的DFT幅度譜，安照幅度譜的最大值確定對(duì)應(yīng)的頻率，再安照頻率確定每一位對(duì)應(yīng)的號(hào)碼數(shù)字，最后輸出8位電話號(hào)碼。4.1硬件連接圖上圖是利用Protel仿真軟件實(shí)現(xiàn)的雙音多頻信號(hào)檢測(cè)硬件圖硬件連接圖顯示部分4.2仿真程序運(yùn)行結(jié)果1、程序分四段：第一段（27行）設(shè)置參數(shù)，并讀入8位電話號(hào)碼；第二段（920行）根據(jù)鍵入的8位電話號(hào)碼產(chǎn)生時(shí)域離散DTMF信號(hào)，并連續(xù)發(fā)出8位號(hào)碼對(duì)應(yīng)的雙音頻聲音；第三段（2225行）對(duì)時(shí)域離散DTMF信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè)，畫出幅度譜；第四段（2633行）根據(jù)幅度譜的兩個(gè)峰值，分別查找并確定輸入8位電話號(hào)碼。程序清單如下：% DTMF雙頻撥號(hào)信號(hào)的生成和檢測(cè)程序%clear all;clc;tm=1,2,3,65;4,5,6,66;7,8,9,67;42,0,35,68; % DTMF信號(hào)代表的16個(gè)數(shù)N=205;K=18,20,22,24,31,34,38,42;f1=697,770,852,941; % 行頻率向量f2=1209,1336,1477,1633; % 列頻率向量TN=input(鍵入8位電話號(hào)碼= ); % 輸入8位數(shù)字TNr=0; %接收端電話號(hào)碼初值為零for l=1:8; d=fix(TN/10(8-l); TN=TN-d*10(8-l); for p=1:4; for q=1:4; if tm(p,q)=abs(d); break,end % 檢測(cè)碼相符的列號(hào)q endif tm(p,q)=abs(d); break,end % 檢測(cè)碼相符的行號(hào)p end n=0:1023; % 為了發(fā)聲，加長(zhǎng)序列 x = sin(2*pi*n*f1(p)/8000) + sin(2*pi*n*f2(q)/8000);% 構(gòu)成雙頻信號(hào) sound(x,8000); % 發(fā)出聲音 pause(0.1) % 接收檢測(cè)端的程序 X=goertzel(x(1:205),K+1); % 用Goertzel算法計(jì)算八點(diǎn)DFT樣本 val = abs(X); % 列出八點(diǎn)DFT向量 subplot(4,2,l); stem(K,val,.);grid;xlabel(k);ylabel(|X(k)|) % 畫出DFT(k)幅度 axis(10 50 0 120) limit = 80; % for s=5:8; if val(s) limit, break, end % 查找列號(hào) end for r=1:4; if val(r) limit, break, end % 查找行號(hào) end TNr=TNr+tm(r,s-4)*10(8-l);enddisp(接收端檢測(cè)到的號(hào)碼為：) % 顯示接收到的字符disp(TNr)2、運(yùn)行結(jié)果：（1）、運(yùn)行程序，根據(jù)提示鍵入8位電話號(hào)碼12341234，然后回車。（2）、回車后可以聽見8位電話號(hào)碼對(duì)應(yīng)的DTMF信號(hào)的聲音，并輸出相應(yīng)的8幅頻譜圖如下圖所示。（3）、左上角的第一個(gè)圖在k=18和k=31兩點(diǎn)出現(xiàn)峰值，所以對(duì)應(yīng)第一位號(hào)碼數(shù)字1。最后顯示檢測(cè)到的電話號(hào)碼12341234。.第5章總結(jié)通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)DTMF的基礎(chǔ)知識(shí)有了個(gè)比較深刻的了解，掌握了DTMF的信號(hào)產(chǎn)生及信號(hào)檢驗(yàn)的原理及方法，加深了對(duì)雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)的理解，提高了利用交換原理知識(shí)處理系統(tǒng)問(wèn)題的能力。并聯(lián)系以往學(xué)習(xí)的知識(shí)，利用PROTEL仿真軟件，使自己掌握了更多有用的知識(shí)。利用PROTEL仿真軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)的仿真分析，可以得到理想的實(shí)驗(yàn)要求，并且更加深刻學(xué)生對(duì)雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)的認(rèn)識(shí)，通過(guò)本次試驗(yàn)，明顯感受到利用PROTEL仿真軟件是非常方便的，而且經(jīng)濟(jì)，這種仿真軟件一定會(huì)在以后的課程設(shè)計(jì)中得到更廣泛的應(yīng)用。 通過(guò)對(duì)雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)仿真實(shí)驗(yàn)，PROTEL仿真軟件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常接近理論值，而且比實(shí)際操作安全，方便。并且把理論與實(shí)踐有效地結(jié)合在一起，有利于學(xué)生對(duì)交換原理-課程的學(xué)習(xí)。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，鞏固了對(duì)雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)的理解，同時(shí)掌握了