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板二次開發(fā) 專業(yè)班級： 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、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)行及波形測試 （20分）5.設(shè)計(jì)報(bào)告 （20分）6.總分： DTMF板二次開發(fā)一、課程設(shè)計(jì)目的1.了解電話號碼雙音多頻信號在程控交換系統(tǒng)中的發(fā)送和接收方法。2.熟悉該電路的組成及工作過程。3.通過進(jìn)行DTMF二次開發(fā)，熟悉MT8870的工作方式以及在編譯碼中的作用。4.通過編寫單片機(jī)程序，進(jìn)一步提高自己的編程水平。5.通過焊接電路板，進(jìn)一步提高自己的焊

2、接水平以及動手能力。6.對程控交換系統(tǒng)有進(jìn)一步的認(rèn)識。二、課程設(shè)計(jì)原理1.雙音多頻DTMF的產(chǎn)生與接收在電話機(jī)中，有兩種撥號方式，即脈沖撥號和雙音多頻撥號。雙音多頻，簡寫 DTMF（Dual Tone Multifrequency）。雙音多頻撥號方式中的雙音多頻是指用兩個特定的單音頻信號的組合來代表數(shù)字或功能，兩個單音頻的頻率不同，所代表的數(shù)字和功能也不同，在雙音多頻電話機(jī)中有 16個按鍵，其中有10個數(shù)字鍵 09，6 個功能鍵*、#、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，由于采用的頻率有8種，故又稱之為多頻，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信號已經(jīng)不僅僅局限于終端信令的傳輸，同時也廣泛應(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,國際上采用697 Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz 和1633Hz，把這 8 種頻率分成兩個群，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。見下圖。圖1.雙音多頻（DTMF）信號頻率表例如撥數(shù)字號碼“6”，則發(fā)雙音多頻信號頻率為 fH=1477Hz、fL=770Hz。（1）雙

4、音多頻DTMF信號的產(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 3.579545 MHz）與片內(nèi)電路構(gòu)成振蕩器，經(jīng)分頻產(chǎn)生參考信號。鍵控可變時鐘產(chǎn)生電路：它是一種可控分頻比的分頻器，通常由n級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，可變速時鐘 信號先經(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 變換器形成臺階型正弦波。顯然臺階的寬度等于 時鐘頻率的倒數(shù)，這樣形成的正弦波信號頻率必然對應(yīng)時鐘的速率和按鍵的號碼。混合電路：將鍵盤所對應(yīng)產(chǎn)生的

5、行、列正弦波信號（即低、高群 fL、fH）相加、混合成雙音信號輸出。附加功能單元：如有時含有單音抑制，輸出控制（禁止）、雙鍵同按無輸出等控制電路。圖2.DTMF信號產(chǎn)生原理DTMF發(fā)送器按輸入控制方式可分為鍵盤行列控制和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.鍵盤行列控制圖4.BCD接口控制（2）雙音多頻DTMF信號的接收圖5.DTMF信號接收原理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，然后過零檢測、比較，得到相應(yīng)于DTMF的兩路fH、fH信號輸出。該兩路信號經(jīng)譯碼、鎖

6、存、緩沖，恢復(fù)成對應(yīng)于16種 DTMF信號音的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芯片簡介MT8870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，引腳圖如圖6所示，這個電路可以接收DTMF信號，是一個完整的DTMF接收器。它接收了DTMF信號后，內(nèi)部將信號分成高頻帶和低頻帶，并將此信號送至數(shù)字譯碼器，然后將訊號送至數(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)輸出到外部共享總線上，MT887引腳說明如圖7及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖8所示。值得一提的是，當(dāng)

7、 MT8870解出一個按鍵值且輸出到外部時，其STD接腳會由低態(tài)升為高態(tài)，經(jīng)一段時間后再降為低態(tài)，我們便可利用此特點(diǎn)偵測到此腳有訊號時便馬上將 Q1-Q4接腳所產(chǎn)生的值讀入 CPU，即可解出電話按鍵值。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3.579545MHz晶體，與內(nèi)含振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號；具有抑制撥號音和模擬信號輸入增益可調(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：引線雙列直插。圖7.MT887

8、0引腳說明圖8.MT8870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3.579545 MHz 晶體，與內(nèi)含振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號；具有抑制撥號音和模擬信號輸入增益可調(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：引線雙列直插。2、引腳簡要說明表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：輸入信號的高、低頻組帶通濾波、限幅、頻率檢測

9、與確認(rèn)、譯碼、鎖存與緩沖輸出及振蕩，監(jiān)測等，具體說就是DTMF 信號從芯片的輸入端輸入，經(jīng)過輸入運(yùn)放和撥號音抑制濾波器進(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出高、低頻組信號。如果高、低頻組信號同時被檢測出來，便在EC0 輸出高電平作為有效檢測DTMF信號的標(biāo)志；如果DTMF 信號消失，則EC0 即返至低電平，與此同時EC0 通過外接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 延時后，CI，GT 電壓高于門限值VTst 時，產(chǎn)生內(nèi)部標(biāo)志，這樣，該電路在出現(xiàn)EC0 標(biāo)志時，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

10、，則該碼字送到三態(tài)輸出端D01D04，另外CI 信號經(jīng)形成和延時，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 芯片主要對四路用戶電路進(jìn)行號碼檢測接入，為了不影響電路的正常工作，則由模擬開關(guān)來接通或斷開DTMF 信號，模擬開關(guān)的第二個作用是它對話音信號進(jìn)行隔離，阻止話音信號進(jìn)入8870 芯片，防止誤動作的發(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，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)漏檢測現(xiàn)象。圖4-7 是雙音多頻檢測模塊電原理圖。圖4-7

11、是雙音多頻檢測模塊電原理圖其中，雙音多頻信號測試點(diǎn)為SP01，數(shù)據(jù)輸出允許端EN 的測量點(diǎn)為SP07，它經(jīng)反相器反向后得到。數(shù)據(jù)輸出則可以通過發(fā)光二極管D3D0 顯示出來，它代表的數(shù)是8421 碼。圖4-8 是它的工作時序波形圖。4.4 用戶測量點(diǎn)說明（1）M202 電源測試點(diǎn)1、地：SP18、SP19、SP20、SP21、SP242、+12V：SP22（總線提供）3、+5V：SP17（2）M202 信號及狀態(tài)測試點(diǎn)1.用戶語音發(fā)Vi_VX：系統(tǒng)模式為SP01，二次開發(fā)為SP092、按鍵狀態(tài)檢測Vi_DTMFSTD：系統(tǒng)模式為SP02，二次開發(fā)為SP103、按鍵的BCD 碼鍵值: DTMFD3

12、（對應(yīng)芯片Q4）：系統(tǒng)模式為SP03，二次開發(fā)為SP11 DTMFD2（對應(yīng)芯片Q3）：系統(tǒng)模式為SP04，二次開發(fā)為SP12 DTMFD1（對應(yīng)芯片Q2）：系統(tǒng)模式為SP05，二次開發(fā)為SP13 DTMFD0（對應(yīng)芯片Q1）：系統(tǒng)模式為SP06，二次開發(fā)為SP144、輸出使能Vi_DTMFTOE：系統(tǒng)模式為SP07，二次開發(fā)為SP155、晶振XTAL：系統(tǒng)模式為SP08，二次開發(fā)為SP164.5 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、通過試驗(yàn)、測試、調(diào)試等了解DTMF 工作原理與應(yīng)用；2、學(xué)習(xí)使用M202 DTMF 檢測模塊進(jìn)行系統(tǒng)二次開發(fā)； DTMF 檢測的系統(tǒng)流程圖如圖4-9 所示開始TMOD初始化STD的值進(jìn)行

13、顯示LED等待開定時器中斷響鈴STD的值關(guān)中斷3、 程序#include <STC89C51.H>sbit LED1=P04; / 程序初始化，定義引腳與端口sbit LED2=P05; / 定義電話鍵盤的12 個指示燈口，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 EO

14、C=P30;sbit STD=P31;sbit laba=P42;sbit 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() / 延時子程序unsigned int i, j,k,m ; / 設(shè)置整形變量for(m=10;m>0;m-)for(i=100;i>0;i-)for(j=100;j>0;j-)for(k=10;k>0;

15、k-);void lsd() / 跑馬燈、BCD 顯示LED1=0; / 低電平點(diǎn)亮1 指示燈，對應(yīng)BCD 碼燈亮,1LED13=1;LED14=1;LED15=1;LED16=0;delay(); / 調(diào)用延時程序LED1=1; / 高電平滅，下一個燈亮以下循環(huán),2LED2=0;/ P1=0XB0; / 電平點(diǎn)亮2 指示燈，對應(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

16、=0XD0;LED13=1;LED14=0;LED15=1;LED16=1;delay();LED4=1;/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=

17、1;delay();LED8=1;LED9=0; /9/ P1=0X60;LED13=0;LED14=1;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 個指示燈及對應(yīng)的BCD

18、 等循環(huán)亮2 邊LED12=1;void main () / 主程序unsigned int n;TMOD=0x01; / T0 定時器工作方式1ET0=1;EA=1; / 開中斷for(n=2;n>0;n-) / 延時循環(huán)lsd();/* TR0=1;STH0=(65536-3000)/256;STL0=(65536-3000)%256;delay();delay();TR0=0; */while(1) / 信號掃描并顯示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 開始能端P1

19、=P1&0x0F; / P1 與0x0f 位與if(P1=0X01) / 對信號1 的顯示并響鈴LED1=0; / 1 燈亮LED13=1;LED14=1;LED15=1;LED16=0;TR0=1; / 開定時器中斷STH0=(65536-3824)/256; / 響鈴音為音樂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)定時器中斷LED1=1; / 1燈滅if(P1=0X02) / 對信號2 的顯示并響鈴LED2=0; / 2 燈亮LED13=1;

20、LED14=1;LED15=0;LED16=1;TR0=1; / 開定時器中斷STH0=(65536-3404)/256; / 響鈴音為音樂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)定時器中斷LED2=1; / 2 燈滅if(P1=0X03) / 對信號3 的顯示并響鈴LED3=0; /3亮LED13=1;LED14=1;LED15=0;LED16=0;TR0=1; / 開定時器中斷STH0=(65536- 3034)/256;STL0=(65536-3034)%2

21、56; / 響鈴音為音樂3while(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;LED3=1; / 3 燈滅if(P1=0X04) / 對信號4 的顯示并響鈴LED4=0; / 4 亮LED13=1;LED14=0;LED15=1;LED16=1;TR0=1; / 開定時器中斷STH0=(65536-2863)/256;STL0=(65536-2863)%256; / 響鈴音為音樂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)定時器中斷LED4=

22、1; / 4 燈滅if(P1=0X05) / 對信號5 的顯示并響鈴LED5=0; / 5 亮LED13=1;LED14=0;LED15=1;LED16=0;TR0=1; / 開定時器中斷STH0=(65536-2551)/256;STL0=(65536-2551)%256; / 響鈴音為音樂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)定時器中斷LED5=1; / 5 滅if(P1=0X06) / 對信號6 的顯示并響鈴LED6=0; / 6 亮LED13=1;LED14=0;LED15=0;LED16=1

23、;TR0=1; / 開定時器中斷STH0=(65536-2272)/256;STL0=(65536-2272 )%256; / 響鈴音為音樂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)定時器中斷LED6=1; / 6 滅if(P1=0X07) / 對信號7 的顯示并響鈴LED7=0; / 7 亮LED13=1;LED14=0;LED15=0;LED16=0;TR0=1; / 開定時器中斷STH0=(65536-2023)/256;STL0=(65536-2023 )%256; / 響鈴音為音樂7while(

24、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)定時器中斷LED7=1; / 7 滅if(P1=0X08) / 對信號8 的顯示并響鈴LED8=0; / 8 亮LED13=0;LED14=1;LED15=1;LED16=1;TR0=1; / 開定時器中斷STH0=(65536-8583)/256;STL0=(65536-8583)%256; / 響鈴音為音樂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)定時器中斷LED8=1; / 8 滅if(P1=0X09) / 對信號9 的顯示并響鈴LED9=0; / 9 亮LED13=0;LED14=1;LED15=1;LED16=0;TR0=1; / 開定時器中斷STH0=(65536-9638)/256;STL0=(65536-9638)%256; / 響鈴音為音樂9while(STD!=1); / 當(dāng) S