fsk與dmf信號統(tǒng)一解調(diào)

fsk與dmf信號統(tǒng)一解調(diào)

0系統(tǒng)總體架構(gòu)隨著電信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展和電話的普及，電話的用途不僅限于人們之間的語音通信，而且基于電話和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)擴(kuò)展功能對社會生活產(chǎn)生了越來越重要的影響。目前,國內(nèi)來電信號的制式主要分為FSK、DTMF兩種形式,但迄今為止仍沒有實現(xiàn)同時使用兩種調(diào)制方式從來電信號中進(jìn)行信息提取并應(yīng)用在商業(yè)及通信等相關(guān)方面,因此本文設(shè)計了FSK與DTMF雙制式來電顯示硬件系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以提取來電信號的信息,很方便地給人們帶來更多簡便的信息資源。它可以應(yīng)用在個人身份識別、進(jìn)口電話機(jī)的格式轉(zhuǎn)換、企業(yè)黃頁信息檢索等領(lǐng)域,具有重要的應(yīng)用價值。1來電顯示系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)來電顯示業(yè)務(wù),全稱為主叫識別信息傳送及顯示業(yè)務(wù),簡稱CID(CallingIdentityDelivery)。其原理是交換機(jī)在給用戶提供正常電話業(yè)務(wù)的同時,按照一定的時序向用戶終端提供主叫號碼、日期、時間等信息。在監(jiān)控領(lǐng)域,可以利用來電顯示技術(shù)進(jìn)行智能控制;在日常生活中,也可以將來電信號信息進(jìn)行進(jìn)一步的提取并應(yīng)用,例如應(yīng)用在企業(yè)黃頁信息檢索、個人身份認(rèn)證等領(lǐng)域。1.1來調(diào)制能量的選擇FSK(Frequency-shiftkeying)即頻移鍵控,就是用數(shù)字信號去調(diào)制載波的頻率,是信息傳輸中使用得較早的一種調(diào)制方式。它的主要優(yōu)點是:實現(xiàn)起來較容易,抗噪聲與抗衰減的性能較好。因此在中低速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。FSK是連續(xù)相位的,且高電平與低電位的頻率不成倍數(shù)關(guān)系(1200Hz與2200Hz)。1.2tmf編碼技術(shù)DTMF(DualToneMulti-Frequency)即雙音多頻,其在編碼時將擊鍵或數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成雙音信號并發(fā)送,解碼時在收到的DTMF信號中檢測擊鍵或數(shù)字信息的存在性。一個DTMF信號由兩個頻率的音頻信號疊加構(gòu)成,這兩個音頻信號的頻率來自兩組預(yù)分配的頻率組:行頻組或列頻組。每一對這樣的音頻信號唯一表示一個數(shù)字或符號。電話機(jī)中通常有16個按鍵,其中有10個數(shù)字鍵0~9和6個功能鍵*、#、A、B、C、D。由于按照組合原理,應(yīng)有8種不同的單音頻信號,因此可采用的頻率也有8種,故稱之為多頻。又因它采用從8種頻率中任意抽出2種來進(jìn)行組合編碼,所以又稱之為“8中取2”的編碼技術(shù)。根據(jù)CCITT的建議,國際上采用的多種頻率分別為687Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz這8種。2顯示通信設(shè)備的具體設(shè)計2.1硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計硬件系統(tǒng)主要分為以下幾部分:電源、FSK信號接收解調(diào)單元、DTMF信號接收解調(diào)單元、單片機(jī)外圍電路、串口通信電路等,其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示:2.2信號解調(diào)電路根據(jù)終端設(shè)計方案的分析,整個硬件系統(tǒng)的電路設(shè)計包括處理器單元、電源單元、DTMF解調(diào)單元、FSK解調(diào)單元、串口通信單元等組成。處理器采用ATMEL公司的AT89C51芯片,AT89C51是8位單片機(jī),具有4個8位并行I/O口,一個UART,2個定時器,5個中斷源。主要完成對FSK與DTMF解調(diào)信號的處理,以及和上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信功能。硬件系統(tǒng)采用+5V電源供電,因此在設(shè)計中,采用LM2576芯片將6~12V的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換,得到5V電壓。LM2576將寬范圍輸入電壓穩(wěn)定在5V/2A輸出,完全能滿足實際需要。DTMF信號解調(diào)采用MT8870模塊。具體電路圖如圖2所示。其中模塊OSC1和OSC2為晶振源輸入引腳,采用3.579545MHz晶振;VRef端口為電源監(jiān)控引腳,設(shè)計中將St/GT端口和ESt端口都上拉到+5V來實現(xiàn)雙音多頻信號的監(jiān)聽接收。電話線輸入信號連接IN-端口和GS端口,從而完成對所收到的信號的解調(diào)。Q1-Q4端口是解調(diào)后的信息輸出端口,與單片機(jī)I/O口連接。FSK信號解調(diào)采用MT8841模塊。將RJ11-4LC2-B接口的FSK信號輸入到模塊IN-端口和GS端口進(jìn)行解調(diào)。在晶振輸出端口OSC2與晶振輸入端口OSC1之間接入值為3.579545MHz晶振,提供模塊工作時鐘。將DATA端口與AT89C51相連,把解調(diào)出來的數(shù)據(jù)信息傳送給單片機(jī),再將DCLK的端口與AT89C51相連,保證單片機(jī)能夠同步處理FSK解調(diào)后的數(shù)據(jù)信息,從而來完成此芯片的接收和解調(diào)作用。串口通信單元采用MAX232模塊,進(jìn)行TTL電平與RS-232電平的轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。3合成芯片的選擇在通信終端的實際設(shè)計中,考慮到時間和費用的問題,采用包含MT8841芯片和MT8870F芯片的合成模塊PH8806來代替分立芯片,以減小電路板面積,降低成本。3.1引腳與水晶頭的定配器ph9806測試電路主要由PH8806模塊、單片機(jī)、MAX232等芯片構(gòu)成。測試電路如圖3所示。PH8806的LINE2引腳與水晶頭的1引腳相連,LINE1引腳與水晶頭的2引腳相連,電話機(jī)的信號經(jīng)分配器后輸入到PH8806模塊。再將PH8806模塊RXD引腳、TXD引腳和REST引腳分別與單片機(jī)芯片的TXD引腳、RXD引腳P10引腳相連,完成單片機(jī)對解調(diào)模塊信息的處理。3.2系統(tǒng)程序設(shè)計硬件系統(tǒng)的測試過程主要分以下幾步完成:首先,用萬用表來測試地線和電源線之間是否短路,驗證電路板的焊接工藝。其次,用萬用表來測試電路板各個使用芯片的電源端是不是能夠被提供有效工作電壓,驗證電源單元。然后采用單片機(jī)仿真器進(jìn)行程序設(shè)計來測試終端的信號解調(diào)與處理,以及與PC機(jī)之間的串口數(shù)據(jù)通信是否正常。最后,把電路板與液晶屏相連,實現(xiàn)來電信號的前端顯示。如果開通了來電顯示業(yè)務(wù),那么就能夠從液晶屏中讀取相應(yīng)的代碼,同時PC機(jī)可以通過串口采集處理后的來電信號。測試實物圖如圖4所示。通過仿真器把相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理傳入單片機(jī),并對來電信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,在液晶顯示器上觀察到“FSK與DTMF雙制式來電顯示終端初始化完畢!當(dāng)前來電號碼:041184106878”。因此,此硬件電路能夠完成來電數(shù)據(jù)的接收、處理和提取,達(dá)到了預(yù)期的效果。4網(wǎng)絡(luò)硬件電路在fsk與dtmf中的應(yīng)用FSK與DTMF雙制式來電顯示通信終端的設(shè)計實現(xiàn)了移頻鍵控信號和雙音多