fsk與dmf信號(hào)統(tǒng)一解調(diào)

fsk與dmf信號(hào)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(yǔ)音通信，而且基于電話和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)擴(kuò)展功能對(duì)社會(huì)生活產(chǎn)生了越來越重要的影響。目前,國(guó)內(nèi)來電信號(hào)的制式主要分為FSK、DTMF兩種形式,但迄今為止仍沒有實(shí)現(xiàn)同時(shí)使用兩種調(diào)制方式從來電信號(hào)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(jì)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(hào)的信息,很方便地給人們帶來更多簡(jiǎn)便的信息資源。它可以應(yīng)用在個(gè)人身份識(shí)別、進(jìn)口電話機(jī)的格式轉(zhuǎn)換、企業(yè)黃頁(yè)信息檢索等領(lǐng)域,具有重要的應(yīng)用價(jià)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(shí)別信息傳送及顯示業(yè)務(wù),簡(jiǎn)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(shí),按照一定的時(shí)序向用戶終端提供主叫號(hào)碼、日期、時(shí)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(hào)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(yè)信息檢索、個(gè)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(hào)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(diǎn)是:實(shí)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(shí)將擊鍵或數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成雙音信號(hào)并發(fā)送,解碼時(shí)在收到的DTMF信號(hào)中檢測(cè)擊鍵或數(shù)字信息的存在性。一個(gè)DTMF信號(hào)由兩個(gè)頻率的音頻信號(hào)疊加構(gòu)成,這兩個(gè)音頻信號(hào)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(duì)這樣的音頻信號(hào)唯一表示一個(gè)數(shù)字或符號(hào)。電話機(jī)中通常有16個(gè)按鍵,其中有10個(gè)數(shù)字鍵0~9和6個(gè)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(hào),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(guó)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(jì)2.1硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)主要分為以下幾部分:電源、FSK信號(hào)接收解調(diào)單元、DTMF信號(hào)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(hào)解調(diào)電路根據(jù)終端設(shè)計(jì)方案的分析,整個(gè)硬件系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)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(gè)8位并行I/O口,一個(gè)UART,2個(gè)定時(shí)器,5個(gè)中斷源。主要完成對(duì)FSK與DTMF解調(diào)信號(hào)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(jì)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(shí)際需要。DTMF信號(hào)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(jì)中將St/GT端口和ESt端口都上拉到+5V來實(shí)現(xiàn)雙音多頻信號(hào)的監(jiān)聽接收。電話線輸入信號(hào)連接IN-端口和GS端口,從而完成對(duì)所收到的信號(hào)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(hào)解調(diào)采用MT8841模塊。將RJ11-4LC2-B接口的FSK信號(hào)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(shí)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(shí)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(shí)際設(shè)計(jì)中,考慮到時(shí)間和費(fèi)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(cè)試電路主要由PH8806模塊、單片機(jī)、MAX232等芯片構(gòu)成。測(cè)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(hào)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(duì)解調(diào)模塊信息的處理。3.2系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的測(cè)試過程主要分以下幾步完成:首先,用萬用表來測(cè)試地線和電源線之間是否短路,驗(yàn)證電路板的焊接工藝。其次,用萬用表來測(cè)試電路板各個(gè)使用芯片的電源端是不是能夠被提供有效工作電壓,驗(yàn)證電源單元。然后采用單片機(jī)仿真器進(jìn)行程序設(shè)計(jì)來測(cè)試終端的信號(hào)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(shí)現(xiàn)來電信號(hào)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(shí)PC機(jī)可以通過串口采集處理后的來電信號(hào)。測(cè)試實(shí)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(duì)來電信號(hào)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(hào)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(jì)實(shí)現(xiàn)了移頻鍵控信號(hào)和雙音多