程控課程設(shè)計(jì)

1、 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院程控交換課程設(shè)計(jì)題 目： DTMF板二次開(kāi)發(fā) 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)老師： 謝鐵強(qiáng) 姓 名： 同組成員： 1.硬件電路設(shè)計(jì)、制作及工藝 （20分）2.程序編寫(xiě)、燒錄及運(yùn)行狀況 （20分）3.自檢運(yùn)行狀態(tài) （20分）4.系統(tǒng)調(diào)試、運(yùn)行及波形測(cè)試 （20分）5.設(shè)計(jì)報(bào)告 （20分）6.總分： DTMF板二次開(kāi)發(fā)一、課程設(shè)計(jì)目的1.了解電話(huà)號(hào)碼雙音多頻信號(hào)在程控交換系統(tǒng)中的發(fā)送和接收方法。2.熟悉該電路的組成及工作過(guò)程。3.通過(guò)進(jìn)行DTMF二次開(kāi)發(fā)，熟悉MT8870的工作方式以及在編譯碼中的作用。4.通過(guò)編寫(xiě)單片機(jī)程序，進(jìn)一步提高自己的編程水平。5.通過(guò)焊接電路板，進(jìn)一步提高自己的焊

2、接水平以及動(dòng)手能力。6.對(duì)程控交換系統(tǒng)有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。二、課程設(shè)計(jì)原理1.雙音多頻DTMF的產(chǎn)生與接收在電話(huà)機(jī)中，有兩種撥號(hào)方式，即脈沖撥號(hào)和雙音多頻撥號(hào)。雙音多頻，簡(jiǎn)寫(xiě) DTMF（Dual Tone Multifrequency）。雙音多頻撥號(hào)方式中的雙音多頻是指用兩個(gè)特定的單音頻信號(hào)的組合來(lái)代表數(shù)字或功能，兩個(gè)單音頻的頻率不同，所代表的數(shù)字和功能也不同，在雙音多頻電話(huà)機(jī)中有 16個(gè)按鍵，其中有10個(gè)數(shù)字鍵 09，6 個(gè)功能鍵*、#、A、B、C、D，按照組合的原理，它必須有8種不同的單音頻信號(hào)，由于采用的頻率有8種，故又稱(chēng)之為多頻，又因以8種頻率中任意抽出2種進(jìn)行組合，又稱(chēng)其為8中取 2的編

3、碼方式。隨著通訊事業(yè)的發(fā)展，數(shù)字傳輸?shù)闹饾u普及，DTMF信號(hào)已經(jīng)不僅僅局限于終端信令的傳輸，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于IP網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程控制、局端信令傳輸，成為傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和現(xiàn)代 科技應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁。根據(jù) CCITT的建議,國(guó)際上采用697 Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz 和1633Hz，把這 8 種頻率分成兩個(gè)群，即高頻群和低頻群，從 高頻群和低頻群中任意各抽出一種頻率進(jìn)行組合，共有16種不同組合，代表16種不同數(shù)字或功能。見(jiàn)下圖。圖1.雙音多頻（DTMF）信號(hào)頻率表例如撥數(shù)字號(hào)碼“6”，則發(fā)雙音多頻信號(hào)頻率為 fH=1477Hz、fL=770Hz。（1）雙

4、音多頻DTMF信號(hào)的產(chǎn)生DTMF發(fā)送器的原理與構(gòu)成如圖所示，它主要包括：晶體振蕩器：外接晶體（通常采用 3. MHz）與片內(nèi)電路構(gòu)成振蕩器，經(jīng)分頻產(chǎn)生參考信號(hào)。鍵控可變時(shí)鐘產(chǎn)生電路：它是一種可控分頻比的分頻器，通常由n級(jí)移位寄存器與鍵控反饋邏輯單元組成。正弦波產(chǎn)生電路：它由正弦波編碼器與 D/A 變換器構(gòu)成，通常，可變速時(shí)鐘 信號(hào)先經(jīng) 5 位移位寄存器，產(chǎn)生一組5位移位代碼，再由可編程邏輯陣列（PLA） 將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼，加到 D/A 變換器形成臺(tái)階型正弦波。顯然臺(tái)階的寬度等于 時(shí)鐘頻率的倒數(shù)，這樣形成的正弦波信號(hào)頻率必然對(duì)應(yīng)時(shí)鐘的速率和按鍵的號(hào)碼?；旌想娐罚簩㈡I盤(pán)所對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的行、列正弦波

5、信號(hào)（即低、高群 fL、fH）相加、混合成雙音信號(hào)輸出。附加功能單元：如有時(shí)含有單音抑制，輸出控制（禁止）、雙鍵同按無(wú)輸出等控制電路。圖2.DTMF信號(hào)產(chǎn)生原理DTMF發(fā)送器按輸入控制方式可分為鍵盤(pán)行列控制和BCD接口控制兩種。它們的控制部分真值表分別示于圖3、圖4。圖3.鍵盤(pán)行列控制圖4.BCD接口控制（2）雙音多頻DTMF信號(hào)的接收?qǐng)D5.DTMF信號(hào)接收原理DTMF接收器包括 DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器，其基本原理如圖4-2所示。DTMF接收器先經(jīng)高、低頻組帶通濾波器進(jìn)行fL/fH區(qū)分，然后過(guò)零檢測(cè)、比較，得到相應(yīng)于DTMF的兩路fH、fH信號(hào)輸出。該兩路信號(hào)經(jīng)譯碼、鎖存、緩沖，恢

6、復(fù)成對(duì)應(yīng)于16種 DTMF信號(hào)音的4比特二進(jìn)制碼（D1D4）。在本系統(tǒng)電路中，DTMF接收器采用的是MT8870芯片。（3）MT8870芯片簡(jiǎn)介MT8870音調(diào)譯碼器（Tone Decoder）是MITEL公司所開(kāi)發(fā)生產(chǎn)為一顆常用復(fù)頻譯碼IC，引腳圖如圖6所示，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(xiàn)(Q1、Q2、Q3、Q4)輸出到外部共享總線(xiàn)上，MT887引腳說(shuō)明如圖7及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖8所示。值得一提的是，當(dāng) MT887

7、0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，即可解出電話(huà)按鍵值。MT8870應(yīng)用電路圖如圖9所示。圖6.MT8870引腳圖該芯片的基本特性提供DTMF信號(hào)分離濾波和譯碼功能，輸出相應(yīng)16種DTMF頻率組合的4位并行二進(jìn)制碼；可外接3.MHz晶體，與內(nèi)含振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號(hào)；具有抑制撥號(hào)音和模擬信號(hào)輸入增益可調(diào)的能力；二進(jìn)制碼為三態(tài)輸出；提供基準(zhǔn)電壓（VDD2）輸出；電源：+5V；功耗：15mw；工藝：MOS；封裝：引線(xiàn)雙列直插。圖7.MT8870引腳說(shuō)明圖8.MT88

8、70內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖9.MT8870應(yīng)用電路MT8870解碼功能如下圖所示圖10. MT8870解碼功能圖1、該電路的基本特性提供DTMF 信號(hào)分離濾波和譯碼功能，輸出相應(yīng)16 種DTMF 頻率組合的4位并行二進(jìn)制碼；可外接3. MHz 晶體，與內(nèi)含振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號(hào)；具有抑制撥號(hào)音和模擬信號(hào)輸入增益可調(diào)的能力；二進(jìn)制碼為三態(tài)輸出；提供基準(zhǔn)電壓（VDD2）輸出；電源：+5 V；功耗：15 mw；工藝：MOS；封裝：引線(xiàn)雙列直插。2、引腳簡(jiǎn)要說(shuō)明表4-54.3.4 電路的工作原理它完成典型 DTMF 接收器的主要功能：輸入信號(hào)的高、低頻組帶通濾波、限幅、頻率檢測(cè)與確認(rèn)、譯碼、鎖存與緩沖輸出及振蕩，

9、監(jiān)測(cè)等，具體說(shuō)就是DTMF 信號(hào)從芯片的輸入端輸入，經(jīng)過(guò)輸入運(yùn)放和撥號(hào)音抑制濾波器進(jìn)行濾波后，分兩路分別進(jìn)入高、低頻組濾波器以分離檢測(cè)出高、低頻組信號(hào)。如果高、低頻組信號(hào)同時(shí)被檢測(cè)出來(lái)，便在EC0 輸出高電平作為有效檢測(cè)DTMF信號(hào)的標(biāo)志；如果DTMF 信號(hào)消失，則EC0 即返至低電平，與此同時(shí)EC0 通過(guò)外接R 向C 充電，得到CI，GT。（通常此兩端相短接）積分波形，若經(jīng)tGTP 延時(shí)后，CI，GT 電壓高于門(mén)限值VTst 時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)部標(biāo)志，這樣，該電路在出現(xiàn)EC0 標(biāo)志時(shí)，將證實(shí)后的兩單音送往譯碼器，變成4 比特碼字并送到輸出鎖存器，而CI 標(biāo)志出現(xiàn)時(shí)，則該碼字送到三態(tài)輸出端D01D04

10、，另外CI 信號(hào)經(jīng)形成和延時(shí)，從CID端輸出，提供一選通脈沖，表明該碼字已被接收和輸出已被更新，如若積分電壓降到門(mén)限VTst 以下，使CID 也回到低電平。需要指出，在本系統(tǒng)中，8870 芯片主要對(duì)四路用戶(hù)電路進(jìn)行號(hào)碼檢測(cè)接入，為了不影響電路的正常工作，則由模擬開(kāi)關(guān)來(lái)接通或斷開(kāi)DTMF 信號(hào)，模擬開(kāi)關(guān)的第二個(gè)作用是它對(duì)話(huà)音信號(hào)進(jìn)行隔離，阻止話(huà)音信號(hào)進(jìn)入8870 芯片，防止誤動(dòng)作的發(fā)生，在實(shí)際應(yīng)用中，采取排隊(duì)等待方式工作的情況下，在具體設(shè)計(jì)這方面的電路時(shí)，可要全面考慮電路的設(shè)計(jì)，使之能正常工作而不出現(xiàn)漏檢測(cè)現(xiàn)象。圖4-7 是雙音多頻檢測(cè)模塊電原理圖。圖4-7 是雙音多頻檢測(cè)模塊電原理圖其中，雙音

11、多頻信號(hào)測(cè)試點(diǎn)為SP01，數(shù)據(jù)輸出允許端EN 的測(cè)量點(diǎn)為SP07，它經(jīng)反相器反向后得到。數(shù)據(jù)輸出則可以通過(guò)發(fā)光二極管D3D0 顯示出來(lái)，它代表的數(shù)是8421 碼。圖4-8 是它的工作時(shí)序波形圖。4.4 用戶(hù)測(cè)量點(diǎn)說(shuō)明（1）M202 電源測(cè)試點(diǎn)1、地：SP18、SP19、SP20、SP21、SP242、+12V：SP22（總線(xiàn)提供）3、+5V：SP17（2）M202 信號(hào)及狀態(tài)測(cè)試點(diǎn)1.用戶(hù)語(yǔ)音發(fā)Vi_VX：系統(tǒng)模式為SP01，二次開(kāi)發(fā)為SP092、按鍵狀態(tài)檢測(cè)Vi_DTMFSTD：系統(tǒng)模式為SP02，二次開(kāi)發(fā)為SP103、按鍵的BCD 碼鍵值: DTMFD3（對(duì)應(yīng)芯片Q4）：系統(tǒng)模式為SP03

12、，二次開(kāi)發(fā)為SP11 DTMFD2（對(duì)應(yīng)芯片Q3）：系統(tǒng)模式為SP04，二次開(kāi)發(fā)為SP12 DTMFD1（對(duì)應(yīng)芯片Q2）：系統(tǒng)模式為SP05，二次開(kāi)發(fā)為SP13 DTMFD0（對(duì)應(yīng)芯片Q1）：系統(tǒng)模式為SP06，二次開(kāi)發(fā)為SP144、輸出使能Vi_DTMFTOE：系統(tǒng)模式為SP07，二次開(kāi)發(fā)為SP155、晶振XTAL：系統(tǒng)模式為SP08，二次開(kāi)發(fā)為SP164.5 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、通過(guò)試驗(yàn)、測(cè)試、調(diào)試等了解DTMF 工作原理與應(yīng)用；2、學(xué)習(xí)使用M202 DTMF 檢測(cè)模塊進(jìn)行系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)； DTMF 檢測(cè)的系統(tǒng)流程圖如圖4-9 所示開(kāi)始TMOD初始化STD的值進(jìn)行顯示LED等待開(kāi)定時(shí)器中斷響鈴STD

13、的值關(guān)中斷3、 程序#include sbit LED1=P04; / 程序初始化，定義引腳與端口sbit LED2=P05; / 定義電話(huà)鍵盤(pán)的12 個(gè)指示燈口，和MT8870 能端sbit LED3=P06; /的端口定義，BCD 碼的指示燈端口定義。sbit LED4=P07;sbit LED5=P27;sbit LED6=P26;sbit LED7=P25;sbit LED8=P23;sbit LED9=P24;sbit LED10=P21;sbit LED11=P22;sbit LED12=P20;sbit EOC=P30;sbit STD=P31;sbit laba=P42;sbi

14、t LED13=P17;sbit LED14=P15;sbit LED15=P16;sbit LED16=P14;sbit Q4=P13;sbit Q3=P12;sbit Q2=P11;sbit Q1=P10;unsigned int STH0,STL0; / 設(shè)置整形變量void delay() / 延時(shí)子程序unsigned int i, j,k,m ; / 設(shè)置整形變量for(m=10;m0;m-)for(i=100;i0;i-)for(j=100;j0;j-)for(k=10;k0;k-);void lsd() / 跑馬燈、BCD 顯示LED1=0; / 低電平點(diǎn)亮1 指示燈，對(duì)應(yīng)BC

15、D 碼燈亮,1LED13=1;LED14=1;LED15=1;LED16=0;delay(); / 調(diào)用延時(shí)程序LED1=1; / 高電平滅，下一個(gè)燈亮以下循環(huán),2LED2=0;/ P1=0XB0; / 電平點(diǎn)亮2 指示燈，對(duì)應(yīng)BCD 碼燈亮LED13=1;LED14=1;LED15=0;LED16=1;delay();LED2=1;LED3=0; /3/ P1=0XA0;LED13=1;LED14=1;LED15=0;LED16=0;delay();LED3=1;/4LED4=0;/ P1=0XD0;LED13=1;LED14=0;LED15=1;LED16=1;delay();LED4=1

16、;/5LED5=0;/ P1=0XC0;LED13=1;LED14=0;LED15=1;LED16=0;delay();LED5=1;LED6=0;/6/ P1=0X90;LED13=1;LED14=0;LED15=0;LED16=1;delay();LED6=1;LED7=0;/7/P1=0X80;LED13=1;LED14=0;LED15=0;LED16=0;delay();LED7=1;LED8=0; /8/ P1=0X70;LED13=0;LED14=1;LED15=1;LED16=1;delay();LED8=1;LED9=0; /9/ P1=0X60;LED13=0;LED14=1

17、;LED15=1;LED16=0;delay();LED9=1;LED11=0; /*/ P1=0X20;LED13=0;LED14=1;LED15=0;LED16=1;delay();LED11=1;LED10=0; /0/ P1=0XF0;LED13=0;LED14=1;LED15=0;LED16=0;delay();LED10=1;LED12=0; /#/ P1=0X50;LED13=0;LED14=0;LED15=1;LED16=1;delay(); / 12 個(gè)指示燈及對(duì)應(yīng)的BCD 等循環(huán)亮2 邊LED12=1;void main () / 主程序unsigned int n;TMO

18、D=0x01; / T0 定時(shí)器工作方式1ET0=1;EA=1; / 開(kāi)中斷for(n=2;n0;n-) / 延時(shí)循環(huán)lsd();/* TR0=1;STH0=(65536-3000)/256;STL0=(65536-3000)%256;delay();delay();TR0=0; */while(1) / 信號(hào)掃描并顯示P1=0XFF; / 給P1 口值為0XFFEOC=0; / EOC 始能端為高電平 關(guān)始能端if(STD=1)EOC=1; / EOC 始能端為高電平 開(kāi)始能端P1=P1&0x0F; / P1 與0x0f 位與if(P1=0X01) / 對(duì)信號(hào)1 的顯示并響鈴LED1=0;

19、/ 1 燈亮LED13=1;LED14=1;LED15=1;LED16=0;TR0=1; / 開(kāi)定時(shí)器中斷STH0=(65536-3824)/256; / 響鈴音為音樂(lè)1（DO）STL0=(65536-3824 )%256;while(STD!=1); / STD 始能端為低電平EOC=0; / EOC 始能端為低電平 關(guān)始能端TR0=0; / 關(guān)定時(shí)器中斷LED1=1; / 1燈滅if(P1=0X02) / 對(duì)信號(hào)2 的顯示并響鈴LED2=0; / 2 燈亮LED13=1;LED14=1;LED15=0;LED16=1;TR0=1; / 開(kāi)定時(shí)器中斷STH0=(65536-3404)/256

20、; / 響鈴音為音樂(lè)2STL0=(65536-3404)%256;while(STD!=1); / STD 始能端為低電平EOC=0; / EOC 始能端為低電平 關(guān)始能端TR0=0; / 關(guān)定時(shí)器中斷LED2=1; / 2 燈滅if(P1=0X03) / 對(duì)信號(hào)3 的顯示并響鈴LED3=0; /3亮LED13=1;LED14=1;LED15=0;LED16=0;TR0=1; / 開(kāi)定時(shí)器中斷STH0=(65536- 3034)/256;STL0=(65536-3034)%256; / 響鈴音為音樂(lè)3while(STD!=1); / STD 始能端為低電平EOC=0; / EOC 始能端為低電

21、平 關(guān)始能端TR0=0;LED3=1; / 3 燈滅if(P1=0X04) / 對(duì)信號(hào)4 的顯示并響鈴LED4=0; / 4 亮LED13=1;LED14=0;LED15=1;LED16=1;TR0=1; / 開(kāi)定時(shí)器中斷STH0=(65536-2863)/256;STL0=(65536-2863)%256; / 響鈴音為音樂(lè)4while(STD!=1); / 當(dāng) STD 始能端為低電平EOC=0; / EOC 始能端為低電平 關(guān)始能端TR0=0; / 關(guān)定時(shí)器中斷LED4=1; / 4 燈滅if(P1=0X05) / 對(duì)信號(hào)5 的顯示并響鈴LED5=0; / 5 亮LED13=1;LED14

22、=0;LED15=1;LED16=0;TR0=1; / 開(kāi)定時(shí)器中斷STH0=(65536-2551)/256;STL0=(65536-2551)%256; / 響鈴音為音樂(lè)5while(STD!=1); / 當(dāng) STD 始能端為低電平EOC=0; / EOC 始能端為低電平 關(guān)始能端TR0=0; / 關(guān)定時(shí)器中斷LED5=1; / 5 滅if(P1=0X06) / 對(duì)信號(hào)6 的顯示并響鈴LED6=0; / 6 亮LED13=1;LED14=0;LED15=0;LED16=1;TR0=1; / 開(kāi)定時(shí)器中斷STH0=(65536-2272)/256;STL0=(65536-2272 )%256

23、; / 響鈴音為音樂(lè)6while(STD!=1); / 當(dāng) STD 始能端為低電平EOC=0; / EOC 始能端為低電平 關(guān)始能端TR0=0; / 關(guān)定時(shí)器中斷LED6=1; / 6 滅if(P1=0X07) / 對(duì)信號(hào)7 的顯示并響鈴LED7=0; / 7 亮LED13=1;LED14=0;LED15=0;LED16=0;TR0=1; / 開(kāi)定時(shí)器中斷STH0=(65536-2023)/256;STL0=(65536-2023 )%256; / 響鈴音為音樂(lè)7while(STD!=1); / 當(dāng) STD 始能端為低電平EOC=0; / EOC 始能端為低電平 關(guān)始能端TR0=0; / 關(guān)定

24、時(shí)器中斷LED7=1; / 7 滅if(P1=0X08) / 對(duì)信號(hào)8 的顯示并響鈴LED8=0; / 8 亮LED13=0;LED14=1;LED15=1;LED16=1;TR0=1; / 開(kāi)定時(shí)器中斷STH0=(65536-8583)/256;STL0=(65536-8583)%256; / 響鈴音為音樂(lè)8while(STD!=1); / 當(dāng) STD 始能端為低電平EOC=0; / EOC 始能端為低電平 關(guān)始能端TR0=0; / 關(guān)定時(shí)器中斷LED8=1; / 8 滅if(P1=0X09) / 對(duì)信號(hào)9 的顯示并響鈴LED9=0; / 9 亮LED13=0;LED14=1;LED15=1;LED16=0;TR0=1; / 開(kāi)定時(shí)器中斷STH0=(65536-9638)/256;STL0=(65536-9638)%256; / 響鈴音為音樂(lè)9while(STD!=1); / 當(dāng) STD 始能端