DSP课程设计实验报告
DTMF信号的产生与检测
指导老师：      申艳老师       
时    间：  2014年7月18日   
1  设计任务书
双音多频DTMF（Dual Tone Multi Frequency）信号是在按键式电话机上得到广泛应用的音频拨号信令，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分别来自两组预定义的频率组：行频组和列频组。每组分别包括4个频率，据CCITT的建议，国际上采用的这些频率为697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz等8种。在每组频率中分别抽出一个频率进行组合就可以组成16种DTMF编码，从而代表16种不同的数字或功能键，分别记作0~9、*、#、A、B、C、D。如下图所示。
frequency函数计算频数图1-1 双音多频信号编码示意图
要用DSP产生DTMF信号，只要产生两个正弦波叠加在一起即可；DTMF检测时采用改进的Goertzel算法，从频域搜索两个正弦波的存在。
1.1 实验目的
掌握DTMF信号的产生和检测的DSP设计可使学生更加透彻的理解和应用奈奎斯特采样定理，与实际应用相结合，提高学生系统地思考问题和解决实际问题的能力。通过对DSP信号
处理器及D/A和A/D转换器的编程，可以培养学生C语言编程能力以及使用DSP硬件平台实现数字信号处理算法的能力。
1.2 技术指标及设计要求
1.2.1 基本部分
1) 使用C语言编写DSP下DTMF信号的产生程序，要求循环产生0~9、*、#、A、B、C、D对应的DTMF信号，并且符合CCITT对DTMF信号规定的指标。
2) 使用C语言编写DSP下DTMF信号的检测程序，检测到的DTMF编码在CCS调试窗口中显示，要求既不能漏检，也不能重复检出。
3) DTMF信号的发送与接收分别使用不同的实验板完成。
1.2.2 发挥部分
1) 使用一个DSP工程同时实现DTMF信号的发送和检测功能。
2) 改进DTMF信号的规定指标，使每秒内可传送的DTMF编码加倍。
3)发送的DTMF信号的幅度在一定范围内可调，此时仍能完成DTMF信号的正常检测。
1.3 方案完成情况
  在实现基本要求的基础上，我们又完成了发挥部分的全部要求：能够实现在一个DSP实验箱上同时实现自发自收，基本能实现无差错传输。通过改变处理信号的点数N的数值实现了DTMF信号编码加倍，能够在一秒内传送够多的数据。通过gel添加滑动条的方法实现输入信号幅度可调，并实现判决门限的自适应处理，能随着幅度的变化自动调整门限的值，进而了判决传输信号的正确性。
2  设计内容
2.1 DTMF信号的的定义
双音多频(DTMF)信号是由两个不同频率的信号叠加而成,设V(t)为DTMF信号、和分别为构成V(t)的两个信号,则它们应满足关系式(1)。
V(t)= +                              (1)
根据CCITT建议,国际上采用697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz、1633Hz8个频率,并将其分成两个,即低频和高频。从低频和高频中任意抽出一个频率进行叠加组合,具有16种组合形式,让其代表数字和功率,如表3-1所列,则有关系式(2)。
V(t)=Asint+Bsint                             (2)
其中Asint为低频的值,Bsint为高频组的值,A、B分别为低频和高频样值的量化基线，具体见表2-1。
1209
1336
1477
1633
697
1
2
3
A
770
4
5
6
B
852
7
8
9
C
941
*
0
#
D
表2-1  DTMF频率及其对应的键值
2.2 DTMF信号生成方法
2.2.1 利用math.h采用数学方法产生DTMF信号
buffer[k]= sin(2*pi*k *f0/fs)+ sin(2*pi*k *f1/fs)                  （式2-1）
f0为行频频率，f1为列频频率，fs为8000采样频率，k为对信号的采样。

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