【正文】 得到很大改善，軟件和開(kāi)發(fā)工具也得到相應(yīng)的發(fā)展，價(jià)格卻大幅度地下降，從而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。而解碼電路過(guò)去采用的是音叉濾波，后又改進(jìn)為有鎖相環(huán)檢測(cè)集成電路和簡(jiǎn)單的濾波器組成，但需要八路。 （ 1） 對(duì)于一個(gè)可編程的數(shù)字系統(tǒng)，改變下程序就可以改變對(duì)信號(hào)處理的方式，而對(duì)模擬系統(tǒng)的重新配置就意味著重新設(shè)計(jì)硬件。然而該方法有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)：由于在給定的時(shí)間內(nèi)只能檢測(cè) 8個(gè)頻率中的一個(gè)，而不是 8個(gè)同時(shí)檢測(cè)，從而使檢測(cè)的速度緩慢。對(duì)這兩個(gè)頻率的要求是： 位于人而能夠聽(tīng)到的音頻頻率范圍內(nèi)； 頻率間隔近似為樂(lè)音音階的頻率間隔（按十二平均律，相鄰各個(gè)音的頻率呈等比關(guān)系，其比值約為，例如 C3 ， C4=， D4 ）。在電話通信系統(tǒng)中，最早的控制信令是使用直流脈沖信號(hào)。由此可見(jiàn)，利用撥號(hào)脈沖洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 撥號(hào)，發(fā)送一個(gè) 10 位長(zhǎng)的號(hào)碼大約需要 7 秒的時(shí)間。另外 ITU (國(guó)際電信聯(lián)盟 )還規(guī)定， DTMF 信號(hào)在每個(gè)頻率點(diǎn)上允許有 %的偏移，任何超出給定 %的信號(hào)認(rèn)為無(wú)效，拒絕承認(rèn)接收。而且 DTMF撥號(hào)方式發(fā)出的信號(hào)抗干擾能力大大高于脈沖撥號(hào)方式。在基于電話的各種信息服務(wù)系統(tǒng)中，廣泛使用了 DTMF 信號(hào)來(lái)傳送按鍵操作信息。目前 DTMF 信號(hào)已經(jīng)不僅僅限于在電話系統(tǒng)中應(yīng)用，在測(cè)量、控制、遙測(cè)遙控等各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用。當(dāng)使用電話撥號(hào)時(shí)，電 話機(jī)產(chǎn)生兩個(gè)正弦波疊加在一起后發(fā)送，解碼時(shí) Phone spy 采用改進(jìn)的Goertzel 算法，從頻域搜索兩個(gè)正弦波的存在 。 DTMF 信號(hào)發(fā)送器電路原理如圖 3 所示，它主要包括： (1)晶體振蕩器 —— 外接晶體 (通常采用 )與片內(nèi)電路構(gòu)成振蕩器、經(jīng)分頻產(chǎn)生參考信號(hào)。顯然臺(tái)階的寬度等于時(shí)鐘頻率的倒數(shù)，這樣形成的正弦波頻 率必然對(duì)應(yīng)于時(shí)鐘的速率和按鍵的號(hào)碼。 DTMF 接收信號(hào)先經(jīng)高、低群帶通濾波進(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 fL/fH 信號(hào)輸出。 為了產(chǎn)生 DTMF 信號(hào)， DSP 用軟件產(chǎn)生兩個(gè)正弦波疊加在一起后發(fā)送，軟件具體實(shí)現(xiàn)方式可以有三種方法： （ 1）用軟件模擬 DSP 的方式產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)字正弦波振蕩器并把輸出合成起來(lái)，建立所希望的雙音頻。這種方法的缺點(diǎn)是計(jì)算量大，不利于實(shí)時(shí)處理。 這里選擇采樣頻率為 8K，已知每一個(gè)信號(hào)的頻率至少持續(xù) 40ms 的時(shí)間，我們對(duì) DTMF 采樣 160 個(gè)點(diǎn)，即 20ms，這樣總會(huì)有一個(gè) 20ms 的采樣點(diǎn)全部落在 40ms 的發(fā)送范圍內(nèi)，對(duì)采樣的點(diǎn)進(jìn)行 6 次求和取平均，去掉噪聲成分，然后分別計(jì)算過(guò)零點(diǎn)的數(shù)目 a 和極值點(diǎn)的數(shù)目 b，對(duì)應(yīng)頻率可以計(jì)算為： afL *50? bfH *50? 既然可以求出 DTMF 信號(hào)的一組頻率值， 那么就可以得出對(duì)應(yīng)電話號(hào)碼值。這種方法理論上屬于最佳接收方法，而且算法有利于用 DSP實(shí)現(xiàn)。基本原理是： 設(shè)數(shù)字正弦波振蕩器要產(chǎn)生的波形為 )()(21)()c o s ()( nTueenTunTny nTjnTj ??? ???? （ 1） 則其 Z 變換為 ???? ?? ?? ?????? ? 0 )(21)()( n nnTjnTjn n zeeznyzY ?? 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 1c os2 )c os(21 2 ?? ???????? ??? ? Tzz Tzzez zez z nTjnTj ???? 上式的分子與分母同時(shí)乘以 2?z 211c os21 c os1 ????? ?? zTz Tz ? ? y(n)可以看作是一個(gè)單位沖擊函數(shù)激勵(lì)了一個(gè)線性系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)。每個(gè)數(shù)字輸出的樣本數(shù)取決于數(shù)字速率與采樣速率。通過(guò) FFT 可以計(jì)算得到信號(hào)所有譜線，了解信號(hào)整個(gè)頻域信息，而對(duì)于 DTMF 信號(hào)只用關(guān)心其 8 個(gè)行頻 /列頻及其二次諧波信息即可（二次諧波的信息用于將 DTMF 信號(hào)與聲音信號(hào)區(qū)別開(kāi)）。 )1()()()( ???? NvWNvNykX kkNkk 如果考慮同步相位誤差，也可以在 n=N 時(shí)刻附近計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)的輸出。因此計(jì)算 |X(k)|2 如下： )1()1()(2c os2)()( 222 ????? NvNvNvf fNvkX kkks kk ? 這里 )1(),( ?NvNv kk 分別表示狀態(tài)變量在 N 和 N1 時(shí)刻的值。 可支持 、 、 三種采樣頻率， 16 位采樣精度和選擇單 /雙聲道對(duì)模擬聲音波形信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化采樣，生成 WAVE文件。 (2) 合成和播放音頻文件 (3) 壓縮和解壓縮音頻文件 (4) 具有與 MIDI 設(shè)備和 CDROM 驅(qū)動(dòng)器的連接功能 聲卡的基本組成 聲卡上一般有以下幾個(gè)功能單元： (1) 數(shù)字信號(hào)處理器 (2) CD 音頻連接器 (3) 音頻控制芯片 (4) 混音器 (5) 合成器 FM 合成是采用頻率調(diào)制的原理產(chǎn)生聲音，通過(guò)芯片產(chǎn)生各種頻率復(fù)合而成，用以模擬各種樂(lè)器的聲音。Mic In （麥克風(fēng)輸入） AIC23 具有低功耗模式，通過(guò)編程可以設(shè)置，它的采樣數(shù)據(jù)位數(shù)可以通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的控制寄存器設(shè)為 16 位、 20 位、 24 位和 32位，它在內(nèi)部集成了數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器省去了再連接其他外圍器件使使用更加簡(jiǎn)便也減小了 芯片的體積。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 DIN— 數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)輸入。 TLV320AIC23 的數(shù)字音頻接口可以很輕易的與 DSP 的 McBSP 串口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，連接圖，如圖 31： 圖 31 McBSP 與 TLV320AIC23 的連接 上面介紹了部分管腳， TLV320AIC23 的內(nèi)部圖及部分管腳再介紹如下。 MICIN 的連接圖，如圖 36： 圖 33 音頻芯片 與 MIC 連接示意圖 J2MIC INR3 R4 10KR510KC447pF/50VMICINMICIBIAS洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 (3) HeadPhone 輸出接口： 主要管腳為： ROUT— right channel output. LOUT— left channel output. LHPOUT— left HeadPhone channel output. RHPOUT— right HeadPhone channel output. 由音頻編解碼芯片內(nèi)部框圖來(lái)看，左聲道輸出和右聲道輸出時(shí)沒(méi)有通過(guò)結(jié)構(gòu)內(nèi)的放大器，而耳機(jī)聲道輸出有放大器，因此在設(shè)計(jì)使用音頻編解碼時(shí)常采用耳機(jī)右聲道輸出和耳機(jī)左聲道輸出。 DSP 模式的時(shí)序圖，如圖 39： 圖 36 DSP 模式 信號(hào)輸入電路 . M T 8 8 8 0 功 能 概 述 : MT8880 是一個(gè)帶有呼叫處理濾波器的單 DTMF 信號(hào)收發(fā)器。在雙音頻群模式下 DTMF 信號(hào)可以通過(guò)精確的時(shí)序被發(fā)送出去。一個(gè)可以訪問(wèn)LRCIN/MSBLSB01n n1.01n n1. . . . . . .Left Channel Right ChannelMSBLSBLRCOUTBCLKDIN/DOUT洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 MT8880 內(nèi)部的寄存器的標(biāo)準(zhǔn)的微處理器接口。通過(guò)電話機(jī)的按 鍵，可以設(shè)置并存儲(chǔ)若干組報(bào)警電話號(hào)碼。 ( 3 ) 存儲(chǔ)報(bào)警號(hào)碼的刪除。手持遙控器也可以用于緊急報(bào)警，只需按動(dòng)某 2個(gè)按鍵即可。 ( 5 ) 遠(yuǎn)程監(jiān)聽(tīng)功能。報(bào)警電話振鈴，提起電話機(jī)聽(tīng)筒，能聽(tīng)到報(bào)警裝置事先錄制好的語(yǔ)音告警信息 (使如“ XX號(hào)樓 XX號(hào)房發(fā)生盜情??”等 )，語(yǔ)信號(hào)能重復(fù)若干遍，然后輪著呼叫下一個(gè)報(bào)警電話。 ( 8 )專用設(shè)備報(bào)警。 當(dāng)雙刀轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SW撥向“ 1位置時(shí)，電話機(jī)的一端接地，另一端有兩條去路：一條經(jīng) R，、光耦 LE。的二極管，使其內(nèi)部的光敏三極管導(dǎo)通，于是三極管 集電極變?yōu)榈碗娖?，送到片機(jī)的 PO． 3引腳，單片機(jī)便可以檢測(cè)到提機(jī)／掛機(jī)狀態(tài)?！?D：引腳輸 出一組二進(jìn)制碼，代表一位數(shù)字或符號(hào)，由單片機(jī)讀取并進(jìn)行相應(yīng)處理。觸點(diǎn)接向變壓器 B的一端， L2經(jīng) J常開(kāi)觸點(diǎn) b接向變壓器另一端，這時(shí)由于接入 L L：兩端的直流電阻 (R7與線圈串聯(lián) )較小，實(shí)現(xiàn)了模擬提機(jī)。當(dāng)輪到向下一個(gè)報(bào)警電話呼叫時(shí)，洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 單片機(jī)會(huì)控制繼電器 J2斷開(kāi)約 1秒 (Jl仍吸合以保持電話機(jī)斷開(kāi) )實(shí)現(xiàn)模捌掛機(jī) ，以便“撥出第二個(gè)電話號(hào)碼”。 振鈴檢測(cè)電路是為使用異地電話對(duì)本報(bào)警裝置進(jìn)行操作而設(shè)置的，它由光耦合器 LE：及若干阻容元件構(gòu)成。這時(shí)遠(yuǎn)程的異地電話便可以在鍵盤上操作，該電話發(fā)出的 DTMF信號(hào)電信局及電話網(wǎng)送達(dá) L L2線路，并經(jīng)過(guò)變壓器 B的耦合以及 C到達(dá) MT8880的輸入端，經(jīng) MT8880接收譯碼后的信號(hào)從 D。 信號(hào)處理流程，如圖 42： 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 42 DTMF 信號(hào)處理程序流程圖 DTMF 信號(hào)處理時(shí)先是計(jì)算 8 個(gè)系數(shù) 2cos(2*pi*k/N)， k 的值由 215式計(jì)算得出，然后再計(jì)算 8 個(gè)頻點(diǎn)的遞歸值為下步計(jì)算信號(hào)的頻譜值做準(zhǔn)備，程序段如下： for(i=0。 for(j=1。 v[i][1]=v[i][2]。 for(i=1。 } } 獲得最大列頻： temp=amp[0]。i++) { if(amp[i]temp) {temp=amp[i]。//初始化寄存器 write_AIC23(D_INTERFACE_ACT,0x001)。//0dB(不放大 )非靜音輸入，左右聲道音 量和靜音模式不同時(shí)修改 volume=100。 //linein 進(jìn)入 AD write_AIC23(D_AUDIO_PATH,0x11)。 uchar len。 HPICH=0x08。 else { addr=((*dspptr++)*256)+(*dspptr++)。 WR_HPIH_A=addr%256。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 WR_HPIH0_D=*dspptr++。 WR_HPIH_A=addr%256。 if(RD_HPIH0_D!=*dspptr++) goto again。 WR_HPIH1_D=0x80。 Bootloader 加載程序是出廠前固化在芯片 ROM 中的一段代碼， DSP 芯片上電后首先運(yùn)行的就是它，它的任務(wù)就是把用戶程序從 外部存儲(chǔ)器加載到 DSP 內(nèi)部，而 DSP 從外部自舉引導(dǎo)加載程序還有多種方式，如 TMS320VC5402 有四種引導(dǎo)方式：串行口、并行EPROM、并行 I/O 口和主機(jī)接口 HPI。而常用的電源是 5V 的，所以需要電壓轉(zhuǎn)換芯片。使用串口下載省去了價(jià)格昂貴的仿真器，降低了調(diào)試 DSP 的成本。 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。7,8,9,67。 f1=[697,770,852,941]。)。 TN=TNd*10^(8l)。 break,end % 檢測(cè)碼相符的列號(hào) q end if tm(p,q)==abs(d)。 % 發(fā)出聲音 pause() % 接收檢測(cè)端的程序 X=goertzel(x(1:205),K+1)。.39。k39。) % 畫(huà)出DFT(k)幅度 axis([10 50 0 120]) limit = 80。 end disp(39。 （ 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。 本文利用 DSP TMS320VC5402 和語(yǔ)音解碼芯片 TLV320AIC2單片機(jī)作為主要硬件，單片機(jī)負(fù)責(zé) AIC23 的初始化、復(fù)位 DSP 和與 PC通信的功能，而且 DSP 從單片機(jī)中加載程序；以戈澤爾算法為主要算法依據(jù)，將 Goertzel算法的快速性和 C5402 的高處理速度結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了 DTMF 的解碼，但尚存在一定的誤碼率。 文字要簡(jiǎn)捷、實(shí)事求是，切忌浮夸和庸俗之詞。 （ 2）由于篇幅過(guò)長(zhǎng)或取材于復(fù)制品而不宜寫(xiě)入正文