双音多频收号器的设计
实验3双音多频(DTMF)接收与检测单元实验
实验3双音多频(DTMF)接收与检测单元实验一、实验目的1．了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中的发送和接收方法。
2．熟悉该电路的组成及工作过程。
二、预习要求1．认真预习有关双音多频方面的相关内容。
三、实验仪器仪表1．现代程控交换实验系统一台2．电话机四部3．20MHz 示波器一台四、实验电路工作过程(一)双音多频拨号和脉冲拨号简单介绍在电话机中，有两种拔号方式，即脉冲拨号和双音多频拔号。
双音多频拨号方式中的双音多频是指用两个特定的单音频信号的组合来代表数字或功能，两个单音频的频率不同，所代表的数字和功能也不同，在双音多频电话机中有 16 个按键，其中有 10 个数字键 0-9，6 个功能键*、#、A、 B、C、D，按照组合的原理，它必须有 8 种不同的单音频信号，由于采用的频率有 8 种，故称之为多频，又因为 8 种频率中任意抽出 2 种进行组合。
又称其为 8 中取 2 的编码方法。
表 5-1双音多频，简写 DTMF（DTMF=Dual Tone Multifrequency）图 5-1 一个典型的 DTMF 发送电路原理框图DTMF 发送器的原理与构成如图 5-1 所示，它主要包括：(1) 晶体振荡器——外接晶体（通常采用 3.58MHz）与片内电路构成振荡器，经分频产生参考信号。
(2) 键控可变时钟产生电路——它是一种可控分频比的分频器，通常由 n 级移位寄存器与键控反馈逻辑单元组成。
(3) 正弦波产生电路——它是由正弦波编码器与 D/A 变换器构成，通常，可变速时钟信号先经 5 位寄存器，产生一组 5 位移位代码，再由可编程逻辑阵列（PLA）将其转换成二进制代码，加到 D/A 变换器形成台阶型正弦波。
显然台阶的宽度等于时钟频率的倒数，这样形成的正弦波信号频率必然对应于时钟的速率和按键的号码。
(4) 混合电路——将键盘所对应的行、列正弦波信号（即低、高群 fL 、 fH ）相加、混合成双音信号输出。
双音多频拨号系统DTMF的课程设计报告
设计目的 1. 巩固所学的数字信号处理理论知识，了解电话中双音多频信号的产生与检测原理；2. 了解数字信号处理在实际中的使用方法和重要性；3. 学习资料的收集与整理，学会撰写课程设计报告。
实验环境 1. 微型电子计算机（PC）；2. 安装Windows 2000以上操作系统，MATLAB等开发工具。
任务要求 1. 研究双音多频拨号（DTMF）系统，研究电话中双音多频信号的产生与检测原理；任意送入6位和8位电话号码，打印出相应的幅度谱。
观察程序运行结果，判断程序谱分析的正确性。
2. 利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料，深入理解课题含义及设计要求，注意材料收集与整理；3. 在第15周末之前完成预设计，并请指导教师审查，通过后方可进行下一步工作；4. 结束后，及时提交设计报告（含纸质稿、电子稿），要求格式规范、内容完整、结论正确，正文字数不少于3000字（不含代码）。
工作进度计划序号起止日期工作内容1 2009.12.14~2009.12.14 在预设计的基础上，进一步查阅资料，完善设计方案。
2 2009.12.14~2009.12.17 设计总体方案，构建、绘制流程框图，编写代码，上机调试。
3 2009.12.17~2009.12.18 测试程序，完善功能，撰写设计报告。
4 2009.12.18 参加答辩，根据教师反馈意见，修改、完善设计报告。
摘要所谓双音多频（DTMF），就是用两个频率——行频和列频来表示电话机键盘上的一个数字。
DTMF 电话的指令正在迅速的取代脉冲指令。
除了在电话呼叫信号中使用外，DTMF 还广泛的使用在交互式控制应用，例如电话银行、电子邮件甚至家电远程控制等，用户可以从电话机发送DTMF 信号来做菜单选择。
本文基于MATLAB的双音多频拨号系统的仿真实现。
主要涉及到电话拨号音合成的基本原理及识别的主要方法，利用MATLAB 软件以及DFT 算法实现对电话通信系统中拨号音的合成与识别。
DTMF双音多频二次开发系统设计
摘要双音多频(Dual Tone Multi Frequency,DTMF)作为一种拨号的制式,通过不同频率的组合在线路上表示不同的数字和符号。
相较于传统的拨号脉冲信令,DTMF信令具有更高的拨号脉冲速度,因此在按键机上取得普遍的利用。
最近几年来,在交互式操纵中,DTMF也取得了应用,诸如语言邮件、银行和ATM终端等。
在这些系统中,用户可利用发送DTMF信号,来选择语音菜单进行操作。
机的音频拨号方式是，当每一个按键按下时，对应着两个不同的频率的信号在线上传送。
反之，假设是要求依照某两个频率确信对应的按键，那么需要音频译码电路。
关键词双音多频；应用；MT8870；特点Title Secondary development of DTMF Dual Tone Multi Frequency system designAbstract:Dual Tone Multi Frequency as a telephone dialing systems, through a combination of different frequency on the lines represent different numbers, and symbols. Compared to traditional dial-pulse signaling, DTMF signalling dial with a high pulse rate, so press the key on the telephone is widely used. In recent years, in an interactive control, DTMF has been applied, such as voice mail, telephone banking and ATM terminals, etc. In these systems, users can use the phone sends DTMF signals, to select the voice menu for operation. Telephone tone dialing is when every key pressed, corresponding to two different frequency signal sent over the phone line. Conversely, if the requirements determined according to two frequencies correspond to the keys, you will need audio decoding circuit.Keywords:Dual-tone multi-frequency; application; the MT8870; features目录1 绪论DTMF双音多频信号的觉察及应用双音多频（Dual Tone Multi Frequency， DTMF）信号是音频中的拨号信号，由美国AT&T贝尔公司实验室研制，并用于网络中。
双音多频检测模块的设计说明
第 1 章绪论双音多频DTMF(Dual Tone Multi-Frequency )信令，就是用两个频率——行频和列频来表示机键盘上的一个数字。
双音多频信号是音频中的拨号信号，由美国AT&T贝尔公司实验室研制，并用于网络中。
这种信号制式具有很高的拨号速度，且容易自动监测识别，很快就代替了原有的用脉冲计数方式的拨号制式。
逐渐在全世界围使用在按键式机上，这种双音多频信号制式不仅用在网络中，还可以用于传输十进制数据的其它通信系统中，用于电子和银行系统中。
这些系统中用户可以用发送DTMF言号选择语音菜单进行操作。
作为实现快速可靠传输的一种技术，它具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度，因此，可广泛用于通信系统中。
但绝大部分是用作的音频拨号。
另外，它也可以在数据通信系统中广泛地用来实现各种数据流和语音等信息的远程传输。
近年来DTMF也应用在交互式控制中，诸如语言菜单、语言、银行和ATM终端等。
通过软件产生与检测DTMF 信令，是一项较有价值的工程应用。
这是一种技术，就是机上的一个按键按下去时，机向交换机同时发送两个频率的信号，告诉交换机按的是哪个按键，以前采用脉冲方式，速度慢，一共有8个频率的音频信号，分为2组，每组4个，两两组合共可以代表16 个按键，分别代表0-9 、#、*等按键。
第2章双音多频(DTMF信号的设计2.1 设计目的及意义双音多频信号(DTMF是系统中机与交换机之间的一种用户信令，通常用于发送被叫。
双音多频信号是贝尔实验室发明的，其目的是为了自动完成长途呼叫。
拨号有两种，脉冲和音频，所谓音频也称双音多频 (DTMF 信号的拨号方式，双音多频既是拨号时每按一个键，有两个音频频率叠加成一个双音频信号，十二个按键由七个音频频率区分。
在使用双音多频信号之前，系统中使用一连串的断续脉冲来传送被叫，称为脉冲拨号。
脉冲拨号需要电信局中的操作员手工完成长途接续。
双音多频的拨号键盘是4X4的矩阵，每一行代表一个低频，每一列代表一个高频。
dtmf收收号器工作原理
DTMF收发器的工作原理及应用DTMF，全称为双音多频，是一种实现电话号码快速可靠传输的技术。
其工作原理和应用广泛，尤其在电话通信系统中占据重要地位。
首先，DTMF信号的生成。
DTMF信号是由高低两个音组中的音频信号组合而成的。
高音组包括697Hz、770Hz、852Hz和941Hz四个频率，低音组包括1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz四个频率。
发送DTMF信号时，从高低两个音组中各取一个音频信号，通过特定的编码方式组合起来，用以代表不同的数字或功能码。
这种组合方式使得DTMF信号能够同时传输多个频率，提高了信息传输的效率和可靠性。
DTMF信号的应用非常广泛。
最初，DTMF信号主要用于电话交换系统，用以代替传统的号盘脉冲信号。
号盘脉冲信号虽然简单易懂，但在长距离传输时容易受到噪声的干扰，导致信号失真。
相比之下，DTMF信号具有更强的抗干扰能力和更高的传输速度，因此在电话通信系统中得到了广泛应用。
除了在电话通信系统中的应用，DTMF信号也在数据通信系统中发挥了重要作用。
它可以用来实现各种数据流和语音等信息的远程传输，使得远程通信变得更加便捷可靠。
DTMF收发器是实现DTMF信号发送和接收的关键设备。
其工作原理是将输入的DTMF信号进行解码，将其转换为对应的数字或功能码，或者将数字或功能码编码为DTMF信号进行发送。
DTMF收发器广泛应用于电话机、交换机、路由器等通信设备中，使得这些设备能够实现快速可靠的通信。
总之，DTMF收发器的工作原理是基于双音多频技术，通过高低音组中音频信号的组合来代表不同的数字或功能码。
这种技术具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度，因此得到了广泛应用。
未来随着通信技术的发展，我们相信DTMF收发器将在更多的领域中发挥其重要的作用。
精确估计双音多频信号的频率
二.实现步骤
• 利用MATLAB编程，将给定的双音频信号读出，估测 各个时段的频率。 • 确定适当的DFT点数和采样率。 • 编程画出信号语图，观察输出的图像的频谱泄露情 况和清晰度，调整DFT点数和采样率，使得输出的 DFT 图像清晰可辨。 • 再根据实际双音频信号中包含的数字个数，调整数 据划分的段落，使之显示正确的图像。 • 加入不同的窗函数，观察加入窗函数之后的图像变 化 • 用MATAB编程，将频率对应的数字显示出来。
不同DFT点数下的信号语图
FFTN=1000 • FFTN=2000
FFTN=4000
对比可以发现，取N=4000时，信号 语图的泄露现象有了明显改善
N=4000时各个时段的频率估计值 文件的号码为:81631296
加不同窗函数对信号频谱的影响
• 消除频谱泄露现象的另外一个有效地方法 就是加窗函数。 • 加窗函数的目的就是减小窗函数旁瓣的相 对幅度，增加了主瓣的宽度，减少泄露， 但却增加了过渡带的宽度。以下为加不同 的窗函数后的信号语图
综合设计二 精确估计双音多频信ห้องสมุดไป่ตู้的频率
一.设计原理
• 双音多频（DTMF）信号是双音频电话中的拨号信号,使用 这种信号可以获得很高的拨号速度且便于自动检测识别和 电话业务扩展.DTMF拨号原理为0到9每个数字均由两个不 同的单音频组成,一个选自高频组,一个选自低频组.. • 当拨号的号码为“1”时，对应的DTMF信号为 sin(2πf1t)+sin(2πf2t),其中f1=697HZ, f2=1209HZ,其他号码一 次类推。这样，在接收端对收到的信号检测，确定两个正 弦波频率就能确定相应的号码。 • 在分析基带信号时，常常用到语图。语图就是将信号按时 间划分段落，不同段落做DTF,然后将DFT结果显示。如横坐 标为频率，纵坐标为时间，颜色表示DFT幅值强度。
HT9170双音多频(DTMF)信号接收器使用说明
HT9170双音多频（DTMF）信号接收器使用说明文件编码：HA0038s简介HT9170是一个具有数字解码和滤波功能的双音多频（DTMF）信号接收器。
HT9170B和HT9170D 可进入省电模式。
HT9170系列都利用数字计数的方法对16种DTMF输入进行解码，并产生4bit的代码输出。
高速转换的滤波电路将DTMF信号分解为高频和低频信号。
HT9170B的封装形式为18—pin DIPHT9170D的封装形式为18—pin SOP功能描述HT9170系列通过三次滤波和两次数字解码电路将DTMF信号输入转换为数字信号输出。
它有一个内置的放大电路对输入信号进行调整。
其预置滤波电路可将350Hz~400Hz的信号滤掉，再通过低通滤波电路和高通滤波电路将信号分解成低频信号和高频信号。
当HT9170接收到有效的DTMF信号时，其DV引脚被置为高电平，并且这个DTMF信号被送至内部电路进行解码。
将OE引脚置为高电平后，其D0~D3引脚就会产生解码输出。
时序图上电时序操作时序DTMF输入与解码输出表低频（Hz）高频（Hz）数码OE D3 D2 D1 D0 697 1209 1 H L L L H 697 1336 2 H L L H L 697 1477 3 H L L H H 770 1209 4 H L H L L 770 1336 5 H L H L H 770 1447 6 H L H H L 852 1209 7 H L H H H 852 1336 8 H H L L L 852 1447 9 H H L L H 941 1336 0 H H L H L 941 1209 * H H L H H 941 1447 # H H H L L 697 1633 A H H H L H 770 1633 B H H H H L 852 1633 C H H H H H 941 1633 D H L L L L——ANY L Z Z Z Z 注：Z表示高阻状态应用电路程序清单include ht48r10a-1.incdata .section 'data'D0 EQU PA.0D1 EQU PA.1D2 EQU PA.2D3 EQU PA.3OE EQU PB.0DV EQU PB.1PB.2INH EQUPWDN EQUPB.3;-----------------------dup(?)25out_code db? ；解码数据输出寄存器count db;----------------------------code .section at 0 'code'00horgstartjmp04horgret08horgret;----------------------------start:intcclrpac ；设置PA为输入口setpbc ；设置PB为输出口clrpbc.1 ；设置PB.1为输入口 setout_codeoffseta,movmp0,amov18ha,movcount,amovPWDN ；启动9170的晶振clrOEclrINHCLRscan:snz DV ；检测是否收到DTMF信号 scanjmpset OE ；收到DTMF信号，则置位OE；允许解码信号输出paseta,pa ；将解码信号读入单片机mov0fha,and[00h],amovscan1:DVszscan1jmpOEclrmp0inccountsdzjmpscan ；检测下一个DTMF信号startjmpend。
双音多频(DTMF)信号
初始条件： Vk ( − 1) = Vk ( − 2) = 0 这里用Matlab仿真实现DTMF（DTMFALL.m）。
双音多频DTMF信号
（1）DTMF （Dual Tone Multi Frequency），是按键电 话信令中的一般名称，它等效于在贝尔系统内部正在使 用的按钮式拨号系统。 （2）双音多频原理 双音多频 DTMF由高频群和低频群组成，高低频群各包 含4个频率。一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个 组合信号，代表一个数字。DTMF信令有16个编码。 （3）双音多频键盘 双音多频的拨号键盘是4×4的矩阵，每一行代表一个 低频，每一列代表一个高频。每按一个键就发送一个高 频和低频的正弦信号组合，比如‘1’相当于697和1209 赫兹(Hz)。交换机可以解码这些频率组合并确定所对应 的按键。
双音多频DTMF信号
在8KHz的的采样频率下，硬件每隔125ms输出一个样 本。在接收端的检测算法可以使用FFT算法的一种DFT 实现，或者用是一种滤波器柜的实现。这里我们介绍 Goertzel算法。 （5）DTMF信号解调的Goertzel算法 k 系统函数为： 1 − WN z −1
Hk ( z ) = 1 − 2cos(2π k / N ) z −1 + z −2
双音多频DTMF信号
一个DTMF信号由两个频率的音频信号叠加构成。这两 个音频信号的频率来自两组预分配的频率组：行频组或列 频组。每一对这样的音频信号唯一表示一个数字或符号。 电话机中通常有16个按键，其中有10个数字键0～9和6个 功能键*、#、A、B、C、D。由于按照组合原理，一般应 有8种不同的单音频信号。因此可采用的频率也有8种，故 称之为多频，又因它采用从8种频率中任意抽出2种进行组 合来进行编码，所以又称之为“8中取2”的编码技术。根 据CCITT的建议，国际上采用的多种频率为687Hz、 770Hz、852Hz、941Hz1209Hz、1336Hz、1477Hz和 1633Hz等8种。用这8种频率可形成16种不同的组合，从 而代表16种不同的数字或功能键，如下所示。
双音多频DTMF
DTMF(双音多频)技术调研报告学院电子工程学院班级卓越工程师班学号 00101201姓名冉艳伟目录1． DTMF信号介绍1.1 DTMF信号基本释义1.2 DTMF的原理分析1.3 DTMF信号合成1.4 DTMF信号的识别2. DTMF的发展3.DTMF信号的应用3.1 新型DTMF信号收／发芯片MT8888及其应用3.2 MT8870双音多频收号器3.3 基于DTMF技术与射频技术的远程控制的实现3.3.1 电话通信的实现3.3.2 DTMF信号收、发芯片MT8880简介3.3.3 MT8880与单片机控制接口3.3.4 手机模块与单片机控制接口3.3.5 射频技术及其硬件电路设计3.3.6 远程控制应用实现3.3.7 软件实现3.4 利用DTMF信号传输监控数据3.4.l 原理简介3.4.2 总体设计3.4.3 分系统设计3.5 DTMF技术展望DTMF(双音多频)技术调研报告电子工程学院冉艳伟 00101201摘要：双音多频DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）信令，逐渐在全世界范围内使用在按键式电话机上，因其提供更高的拨号速率，迅速取代了传统转盘式电话机使用的拨号脉冲信令。
作为实现电话号码快速可靠传输的一种技术，它具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度，因此，可广泛用于电话通信系统中。
但绝大部分是用电话的音频拨号。
另外，它也可以在数据通信系统中广泛地用来实现各种数据流和语音等信息的远程传输。
近年来DTMF也应用在交互式控制中，诸如语言菜单、语言邮件、电话银行和ATM 终端等。
将DTMF信令的产生与检测集成到任一含有数字信号处理器(DSP)的系统中，是一项较有价值的工程应用。
引言：1876年．Alexander Graham Bell(贝尔)发明电话以后，双音多频(DTMF)技术最早被应用于电话领域。
双音多频(DTMF)技术以其简单、快速的特点不仅可以广泛的应用于无线传输中的先期调制阶段和工业遥控领域，而且经双音多频技术调制的信息可以直接通过电话线进行传输，实现电话网络的复合应用。
MT8888资料(完)
MT8888的中文资料作者：baijc摘要：MT8888芯片是MITEL公司采用CMOS工艺生产的一种低功耗、高集成度的DTMF信号收、发芯片，它可以方便地与微机接口。
文中介绍了MT8888的主要功能结构及控制指令，给出了它的具体应用电路。
关键词：DTMF信号；收、发器；低功耗；可编程微机控制；MT88881.DTMF概述:双音多频信号（DTMF）是由一组低音频信号和一组高音频信号以一定方式的组合构成，每组音频信号各有4个音频信号，而每种组合有一个高音频信号和一个低音频信号，共16种组合。
过去主要用于电话拨号信息传输，具有很强的抗干扰能力。
目前市场上销售的DTMF专用芯片集编解码于一体，MT8880与MT8888具有收发功能。
MT8888是采用CMOS 工艺生产的DTMF信号收发一体集成电路，它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D／A变换器，可发出16种双音多频DTMF信号。
接收部分用于完成DTMF信号的接收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。
MT8888芯片集成度高、功耗低，可调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，还带有标准的数据总线，可与TTL电平兼容，并可方便地进行编程控制。
2．引脚排列与功能:MT8888芯片的引脚排列如图所示:各引脚的功能如下：IN＋：运放同相输入端；IN－：运放反相输入端；GS：运放输出端；VREF：基准电压输出端，电压值为VDD／2；Vss：接地端；OSC1：振荡器输入端；OSC2：振荡器输出端；(3.579545MHz)TONE：DTMF信号输出端；/WR：写控制端，低电平有效，与TTL兼容；/CS: 片选端，低电平有效；RSO：存储器选择输入端，与TTL兼容；/RD:：读控制端，低电平有效，与TTL兼容；/IRQ或CP:中断信号请求端；（Interrrupt ReQuest或者Call Progress）;D0～D3:数据总线，在/CS=1或/WR=1时，外于高阻状态，与TTL电平兼容；ESt：初始控制输出端；St／GT:控制输入／时间检测输出；Vdd：＋5V电源端。
双音多频收号器的设计
双⾳多频收号器的设计⽬录⼀、设计⽬的 (3)⼆、设计要求 (3)三、设计原理 (3)3.1 双⾳多频信号产⽣流程 (3)3.2双⾳多频信号的识别 (4)3.3 双⾳多频信号的特性 (4)3.4 双⾳多频收发原理 (4)3.4.1 双⾳多频发送器 (5)3.4.2 双⾳多频接收器 (6)3.5 双⾳多频发送接收器MT8888 (7)3.5.1基本功能 (7)3.5.2⼯作原理 (8)四、设计内容 (12)4.1 MT8888与80C32的接⼝ (12)4.2 MT8888的程序 (13)五、设计过程中的问题与解决⽅案 (15)六、课程设计设计⼼得 (16)七、参考⽂献 (16)摘要双⾳多频，由⾼频群和低频群组成，⾼低频群各包含4个频率。
⼀个⾼频信号和⼀个低频信号叠加组成⼀个组合信号，代表⼀个数字。
DTMF信号有16个编码。
利⽤DTMF信令可选择呼叫相应的对讲机。
双⾳多频信号（DTMF），电话系统中电话机与交换机之间的⼀种⽤户信令，通常⽤于发送被叫号码。
在使⽤双⾳多频信号之前，电话系统中使⽤⼀连串的断续脉冲来传送被叫号码，称为脉冲拨号。
脉冲拨号需要电信局中的操作员⼿⼯完成长途接续(早期⽅法，很⽼很古董)。
双⾳多频信号是贝尔实验室明的，其⽬的是为了⾃动完成长途呼叫。
双⾳多频的拨号键盘是4×4的矩阵，发每⼀⾏代表⼀个低频，每⼀列代表⼀个⾼频。
每按⼀个键就发送⼀个⾼频和低频的正弦信号组合，⽐如'1'相当于697和1209赫兹(Hz)。
交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键DTMF信号即双⾳频信号，最先⽤于程控电话交换系统来代替号盘脉冲信号，主叫⽤户摘机按键拨号后，电话号码所对应的DTMF信号通过电话线传到程控交换机中的DTMF接受电路，交换机中的微机识别被叫电话号码后，接通主被叫⽤户实现双⽅通话。
DTMF信号还⽤于⾃动控制系统，如果把DTMF的发送电路⽤于主控系统，接收电路⽤于被控系统，就可以⽅便地组成有线或⽆线通信系统，其通道数视需要⽽定，16通道以内每通道只需编⼀位号码即可，若需要更多通道，则可像电话号码编号⼀样编为两位或两位以上的号码。
实验四用NCO模块产生双音多频信号
这篇论文深入探讨了NCO模块在信 号生成方面的应用，详细介绍了 NCO模块的工作原理和实现方法。
学术论文2
这篇论文重点研究了双音多频信号的 特性和生成方法，为实验提供了重要 的理论支持。
研究成果1
这项研究成果展示了使用NCO模块 生成双音多频信号的实际应用，并提 供了实验数据和性能分析。
研究成果2
实验总结：通过本次实验，验证了NCO 模块生成双音多频信号的可行性，为后 续实验提供了基础。
3. 使用性能更好的信号源和示波器，以 提高幅度一致性。
2. 对信号传输线路进行优化，减少波形 失真现象。
改进建议
1. 使用更高精度的NCO模块，以提高频 率调整的准确性。
06
参考文献与资料
相关学术论文与研究成果
在本实验中，需要使用信号处 理的基本方法对生成的信号进 行滤波、调制和解调等操作， 以提取所需的信息。
通过本实验，可以掌握信号处 理的基本方法和技术，为后续 的通信和雷达系统实验打下基 础。
02
NCO模块介绍
NCO模块的功能和特点
01
02
03
04
功能
NCO（数字波生成器）模块主 要用于产生高精度的正弦波、
频率调整
实验中，对信号的频率进行了精确调 整，以满足实验要求。
结果误差分析
频率精度
由于NCO模块的限制，实验中频 率调整的精度存在一定误差。
波形失真
在信号生成和传输过程中，存在一 定的波形失真现象。
幅度一致性
双音信号的幅度一致性存在一定误 差，可能与信号源和示波器的性能 有关。
实验总结与改进建议
其他相关的学习资料和教程
学习资料1
这是一本关于数字信号处理的教材，其 中包含了NCO模块的基本概念和应用 实例。
dsp课程设计双音多频
dsp课程设计双音多频一、课程目标知识目标：1. 学生能理解双音多频（DTMF）的概念、原理及其在通信系统中的应用。
2. 学生能掌握双音多频信号的数学表示，包括频率组合及其对应的电话按键。
3. 学生能描述双音多频信号的产生、传输和解码过程。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，通过编程软件（如DSP开发环境）实现双音多频信号的生成与解码。
2. 学生能设计简单的双音多频通信系统，进行信号的发送与接收，并分析系统的性能。
3. 学生能运用实验设备进行双音多频信号的检测，评估信号的传输质量。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习双音多频技术，培养对通信科学的兴趣和热情，增强探索精神。
2. 学生在团队合作完成双音多频通信系统的设计与实现过程中，学会沟通、协作，培养团队意识。
3. 学生通过解决实际问题，提高分析问题、解决问题的能力，增强自信心。
课程性质：本课程为电子信息类学科的专业课程，旨在帮助学生掌握双音多频技术的基本原理和实际应用。
学生特点：学生为高中年级，具备一定的电子信息和数学基础，对通信技术有一定了解。
教学要求：结合学生的特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养实际操作能力。
在教学过程中，注重引导学生发现问题、解决问题，提高学生的创新意识和实践能力。
通过本课程的学习，使学生具备进一步探索通信领域的能力。
二、教学内容1. 双音多频（DTMF）技术基本概念：介绍双音多频的定义、发展历程及在通信系统中的应用。
- 教材章节：第二章第三节- 内容：DTMF信号的组成、频率分配、电话按键与频率的对应关系。
2. 双音多频信号的产生与传输：分析双音多频信号的产生原理、传输过程及解码方式。
- 教材章节：第二章第四节- 内容：DTMF信号的产生方法、传输特性、解码原理及抗干扰性能。
3. 双音多频信号的处理与检测：探讨双音多频信号在接收端的处理方法，包括信号检测、滤波和识别。
- 教材章节：第二章第五节- 内容：DTMF信号检测技术、滤波器设计、识别算法及性能评估。
总结dtmf信号的参数
总结dtmf信号的参数
DTMF信号是指双音多频信号，在电话拨号中广泛使用。
DTMF信号
由两个频率组成，一个高频和一个低频，它们同时存在于同一个短时
间间隔中。
DTMF信号的要素包括频率、音量、持续时间和间隔时间
等参数。
频率是DTMF信号的最基本参数之一。
DTMF信号采用8个频率中的
4个，分别为697Hz、770Hz、852Hz、941Hz的低频频率和
1209Hz、1336Hz、1477Hz、1633Hz的高频频率。
这些频率之间相互组合形成了16种不同的信号。
音量是DTMF信号的另一个重要参数。
如果音量太低，接收器可能无
法正确解码信号。
与此相反，如果音量太高，它可能会引起信号干扰，导致不必要的误码。
为了防止这种情况的发生，事先设计音量级别是
至关重要的。
持续时间和间隔时间也是DTMF信号的关键参数。
持续时间指信号的
时间长度，间隔时间指两个连续信号之间的时间间隔。
这两个参数都
需要经过精确设计，以确保信号在传输过程中被正确解码。
此外，由于DTMF信号是基于二元制波形产生的，因此在信号传输过
程中需要进行D/A（数字到模拟）转换。
这种转换可能会引入一定的误差，因此在设计DTMF信号时需要考虑这一因素并进行校正。
综上所述，DTMF信号的参数包括频率、音量、持续时间和间隔时间等。
这些参数需要精确设计和校正，才能确保信号在传输过程中被正确解码。
例如在电话拨号系统中，DTMF信号的正确传输是关键，否则就会造成拨号错误，影响用户的正常使用。
双音多频接收系统分析及其FPGA设计
双音多频接收系统分析及其FPGA设计The analysis and design of the receiver for DUAL TONE MULTI FREQUENCY(北京邮电大学)张俊孙学康ZHANG JUN SUN XUEKANG摘要:本文分析了在通信系统有着广泛应用的双音多频DTMF(DUAL TONE MULTI FREQUENCY)并设计了针对DTMF信号的接收及判别系统。
系统根据ITU-T Q.24要求，能够正确的接收和判读输入信号。
整个设计采用了有限冲击相应FIR滤波器完成对DTMF输入信号的滤波，保证了滤波输出信号的线性相位，同时采用非相干过零检测电路进行检测，易于数字电路实现，并利用现场可编程门阵列实现了整个设计，使整个电路结构合理，实现简单。
关键字:双音多频;有限冲击响应;带通滤波器;过零检测;现场可编程门阵列中图分类号:TN911 文献标识码:AAbstract: The article mainly focuses on the analysis and design of the receiver for DTMF, and judges the received signal according to the standard of ITU-T Q.24. By using FIR to build the band pass filter and detecting the band-passed DTMF signals with zero-cross method. It makes the digital circuit flexible and easy to implement on FPGA or other platforms.Key words:DTMF,FIR,BPF,ZERO-CROSS DETECT,FPGA.1 DTMF的介绍1.1 DTMF接受的频率标准DTMF(双音多频)信号是电话网中常用的信令。
通信课程设计——双音多频信号检测
通信技术方向课程设计题目：双音多频信号检测物联网工程学院电子信息工程专业学号06学生姓名时雅茹二〇一〇年六月一、原理介绍双音多频（Dual Tone Multi Frequency, DTMF ）信号是音频中的拨号信号，由美国AT&T 贝尔公司实验室研制，并用于网络中。
这种信号制式具有很高的拨号速度，且容易自动监测识别，专门快就代替了原有的用脉冲计数方式的拨号制式。
这种双音多频信号制式不仅用在网络中，还能够用于传输十进制数据的其它通信系统中，用于电子邮件和银行系统中。
这些系统顶用户能够用发送DTMF 信号选择语音菜单进行操作。
DTMF 信号系统是一个典型的小型信号处置系统，它要用数字方式产生模拟信号并进行传输，其中还用到了D/A 变换器；在接收端用A/D 变换器将其转换成数字信号，并进行数字信号处置与识别。
为了系统的检测速度并降低本钱，还开发一种特殊的DFT 算法，称为戈泽尔(Goertzel)算法，这种算法既能够用硬件（专用芯片）实现，也能够用软件实现。
下面第一介绍双音多频信号的产生方式和检测方式，包括戈泽尔算法，最后进行模拟实验。
二、内容及结论一、双音多频（DTMF ）信号的组成在中，数字0~9的中每一个都用两个不同的单音频传输，所用的8个频率分成高频带和低频带两组，低频带有四个频率：679Hz,770Hz,852Hz 和941Hz ；高频带也有四个频率：1209Hz,1336Hz,1477Hz 和1633Hz.。
每一个数字均由高、低频带中各一个频率组成，例如1用697Hz 和1209Hz 两个频率，信号用)2sin()2sin(21t f t f ππ+表示，其中Hz f 6791=，Hz f 12092=。
如此8个频率形成16种不同的双频信号。
具体号码和符号对应的频率如表1所示。
表中最后一列在中临时未用。
表1 双频拨号的频率分派DTMF 信号在中有两种作用，一个是用拨号信号去操纵互换机接通被叫的用户机，另一个作用是操纵机的各类动作，如播放留言、语音信箱等。
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目录一、设计目的 (3)二、设计要求 (3)三、设计原理 (3)3.1 双音多频信号产生流程 (3)3.2双音多频信号的识别 (4)3.3 双音多频信号的特性 (4)3.4 双音多频收发原理 (4)3.4.1 双音多频发送器 (5)3.4.2 双音多频接收器 (6)3.5 双音多频发送接收器MT8888 (7)3.5.1基本功能 (7)3.5.2工作原理 (8)四、设计内容 (12)4.1 MT8888与80C32的接口 (12)4.2 MT8888的程序 (13)五、设计过程中的问题与解决方案 (15)六、课程设计设计心得 (16)七、参考文献 (16)摘要双音多频，由高频群和低频群组成，高低频群各包含4个频率。
一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字。
DTMF信号有16个编码。
利用DTMF信令可选择呼叫相应的对讲机。
双音多频信号（DTMF），电话系统中电话机与交换机之间的一种用户信令，通常用于发送被叫号码。
在使用双音多频信号之前，电话系统中使用一连串的断续脉冲来传送被叫号码，称为脉冲拨号。
脉冲拨号需要电信局中的操作员手工完成长途接续(早期方法，很老很古董)。
双音多频信号是贝尔实验室明的，其目的是为了自动完成长途呼叫。
双音多频的拨号键盘是4×4的矩阵，发每一行代表一个低频，每一列代表一个高频。
每按一个键就发送一个高频和低频的正弦信号组合，比如'1'相当于697和1209赫兹(Hz)。
交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键DTMF信号即双音频信号，最先用于程控电话交换系统来代替号盘脉冲信号，主叫用户摘机按键拨号后，电话号码所对应的DTMF信号通过电话线传到程控交换机中的DTMF接受电路，交换机中的微机识别被叫电话号码后，接通主被叫用户实现双方通话。
DTMF信号还用于自动控制系统，如果把DTMF的发送电路用于主控系统，接收电路用于被控系统，就可以方便地组成有线或无线通信系统，其通道数视需要而定，16通道以内每通道只需编一位号码即可，若需要更多通道，则可像电话号码编号一样编为两位或两位以上的号码。
双音多频收号器的设计写在前边文档主人的淘宝店，看看吧，就当她助你，你助她，不买也可以收藏看看嘛一、设计目的掌握双音多频收发原理和设计方法，并用集成芯片MT8888实现。
二、设计要求1、阐述双音多频收发的基本原理2、采用专用芯片MT8888实现双音多频收号器的设计三、设计原理3.1 双音多频信号产生流程DTMF编码器基于两个二阶数字正弦波振荡器，一个用于产生行频，一个用于产生列频。
向DSP装入相应的系数和初始条件，就可以只用两个振荡器产生所需的八个音频信号。
典型的DTMF信号频率范围是700~1700Hz，选取8000Hz作为采样频率，即可满足Nyquist条件。
DTMF双音频信号由两个二阶数字正弦振荡器产生，一个用来产生行音频信号，另一个产生列音频信号。
CCITT规定每秒最多按10个键，即每个键时隙最短为100MS，其中音频实际持续时间至少为45MS，不大于55MS，时隙的其他时间内保持静默，因此按键产生双音频信号时，相继的两个信号间隔一段时间；解码器利用这个时间识别出双音频信号，并转换成对应的数字信息，而且要识别出间隙信息。
因此流程包含音频任务和静默任务，前者是产生双音频采样值，后者产生静默样值，每个任务结束时，要重置定时器和下一个任务。
其中静默任务还要加上一个任务：从数字缓冲区取出数字并解包。
解包就是将数字映射为对应的行列音频特性，装载指针指向振荡器特征表对应的正确位置。
两个任务轮流执行。
由CCITT（国际电报电话咨询委员会）的规定，数字之间必须有适当长度的静音，因此编码器有两个任务，其一是音频信号任务，产生双音样本，其二是静音任务，产生静音样本。
每个任务结束后，启动下一个任务前（音频信号任务或静音任务），都必须复位决定其持续时间的定时器变量。
在静音任务结束后，DSP从数字缓存中调出下一个数字，判决该数字。
信号所对应的行频和列频信号，并根据不同频率确定其初始化参数。
3.2双音多频信号的识别DTMF信号包含两组音频信号，解码器的任务是通过数学变换把它从时域转化到频域，然后得出对应的数字信息。
由于芯片处理的是数字信号，所以必须把输入信号数字化，再用DSP芯片处理。
频率检测时，检测出DTMF信号的基波及二次谐波，DTMF信号只在基波上有较高的能量，而话音信号则是在基波上叠加有较强的二次谐波，检测二次谐波的作用是用来区分DTMF信号与语言和音乐信号。
3.3 双音多频信号的特性DTMF是由低频组（fb）和高频组（fa）两组频率信号构成，每个数字信号由低频组合高频组的任意一个叠加而成。
根据CCITT的建议，DTMF的编译码定义可用下式表示f(t)=A_{a}sin(2f_{a}t)+A_{b}sin(2f_{b}t)式中两项分别表示低、高音频的值，Ab好Aa分别表示低音群合高音群的样值量化基线，而且两者幅值比为K=Ab/Aa(0.7<K<0.9)。
同时规定，对应于DTMF编译码中的标称频率在发送时，DTMF 信号的频率偏差不应当超过1.5%，每位数字的信号极限时长应该大于40ms，而接收设备对2%的偏差应能可靠地接收，对30ms~40ms时长的信号可以正常地接收。
与单音编码不同，DTMF信号是采用8中取2的方式，从高低两个音组中各取一个音频复合而成来代表0-9十个号码和其他功能码，再加上这8个音频信号的各频率同不存在谐波关系，大大减少了虚假信号灯干扰，因而DTMF信号工作可靠性特别是抗干扰能力很强。
3.4 双音多频收发原理双音多频（DTMF——Dual Tone Multifrequency）电路是在电话机、程控交换机及无线通信设备中应用较为广泛的集成电路，它包括DMTF发送器和DTMF接收器。
DTMF发送器主要用于按键式电话机作DTMF发号器，根据不同的按键发出相应的一组DTMF信号。
DTMF接收器主要用于程控交换机和无线通信设备DTMF收号器。
双音多频，由高频群和低频群组成，高低频群各包含4个频率。
一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字。
DTMF信号有16个编码。
利用DTMF信令可选择呼叫相应的对讲机。
双音多频信号（DTMF），电话系统中电话机与交换机之间的一种用户信令，通常用于发送被叫号码。
在使用双音多频信号之前，电话系统中使用一连串的断续脉冲来传送被叫号码，称为脉冲拨号。
脉冲拨号需要电信局中的操作员手工完成长途接续(早期方法，很老很古董)。
双音多频信号是贝尔实验室发明的，其目的是为了自动完成长途呼叫。
双音多频的拨号键盘是4×4的矩阵，每一行代表一个低频，每一列代表一个高频。
每按一个键就发送一个高频和低频的正弦信号组合，比如'1'相当于697和1209赫兹(Hz)。
交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键。
3.4.1 双音多频发送器DTMF发送器将于按键对应的数码转换为DTMF信号输出，它的原理框图如图1所示，主要包括：（1）、晶体振荡管外接石英晶体（通常采用3.58MHz）与片内电路构成晶体振荡器，产生参考信号。
图1 DTMF发送器原理框图（2）、行列计数器行、列计数器实际是一种分频比可变的分频器，根据不同的按键改变分频比，对参考信号分频，产生正弦波生成电路的输入时钟频率，（3）、正弦波生成电路这部分由正弦波编码器和D/A变换电路组成，由输入时钟频率控制生成行、列正弦波单音信号。
（4）、混合电路这部分电路将生成的行、列正弦信号相加，合成双音信号输出。
3.4.2 双音多频接收器DTMF接收器接收来自通道的DTMF信号，经处理后输出二进制码，其原理框图如下图2所示：图2 DTMF接收器原理框图它主要包括DMTF分组滤波器和DMTF译码器。
DTMF信号先经高、低频组带通滤波器分别对高低频信号进行限幅、频率检测，并经译码后输出4位二进制码。
3.5 双音多频发送接收器MT88883.5.1基本功能MT8888是一种具有Intel微处理器接口的功能较强的双音多频(DTMF)发送和接收器件。
可用于寻呼系统、交换机系统和移动通信、转帐卡系统、互接拨号器、数字通信和计算机等领域。
其主要功能有：(1)完整的DTMF发送和接收功能；(2)高速Intel 微处理器接口；(3)可工作于自动音频突发模式；(4)可调整保护时间；(5)呼叫音检测到-30dBm。
MT8888引脚排列如图3所示。
各引脚功能如下：图3 MT8888引脚图IN+、IN-(1，2)—运放的同相和反相输入端；GS(3)—增益选择端。
在该引脚与IN-引脚间接反馈电阻可调节运放增益；Vref(4)—基准电压输出端。
通常为VDD/2，作为运放的偏置电压；VSS(5)—芯片电源负端，接地；OSC1、OSC2(6、7)—时钟或振荡器的输入、输出端。
两引脚间接3.579545MHz晶体与内部电路构成芯片振荡器；若由外部电路提供时钟，则OSC2引脚开路；TONE(8)—DTMF信号输出端，也可通过编程设置为单音输出；(9)—微处理器写输入端，低电平有效，与TTL电平兼容；(10)—片选信号输入端，低电平有效。
该引脚可由微处理器的地址锁存信号(ALE)直接提供；RS0(11)—寄存器选择控制输入端；(12)—微处理器读输入端，低电平有效，与TTL电平兼容；/CP(13)—中断请求信号，为开漏输出。
在中断模式下，当一个有效DTMF 信号突发发送或接收时，输出低电平信号。
若控制寄存器设定电路工作于呼叫处理(CALL)模式和中断使能，则该端输出代表运放输入的方波信号音，但该信号频率必须落在呼叫处理滤波器的带宽内；D0～D3(14-17)—数据总线，与TTL电平兼容。
输入需发送的DTMF编码或输出译码的DTMF信号数据。
当CS=1时呈高阻状态；Est(18)—初始控制输出。
若电路检测到一种有效的单音对时，Est为高电平；若信号丢失，则Est返回低电平；St/GT(19)—控制输入/时间监测输出。
若St电压大于门限VTSt，电路寄存被检测的DTMF单音对，并更新输出锁存器内容。
若St电压低于VTSt，则电路不接收一新单音对，GT输出的作用是设置外部时间监测常数；VDD(20)—芯片电源正端，典型值为+5V。
3.5.2工作原理MT8888是集DTMF发送和接收功能的器件，内带呼叫处理滤波器。
接收部分与DTMF接收器件MT8870类似，发送部分包括行、列计数器和D/A变换器，另外增加了一些控制寄存器和接口、数据总线缓冲器，很容易实现与微处理器的直接接口，其功能框图如图4所示。
MT8888通过微处理器接口可以由RS0、、、D0～D3等信号选择与设定内部寄存器，并控制电路的工作状态或工作模式。