双音多频拨号系统dtmf的课程设计报告

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1、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Windows2000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

2、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

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

4、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。并进一步利用MATLAB中的图形用户界面GUI制作简单直观的模拟界面。还能够利用矩阵不同的基频合成0－9不同按键的拨号音，并能够对不同的拨号音加以正确的识别，实现由拨号音解析出电话号码的过程，进一步利用GUI做出了简单的图形操作界面。本文具有界面清楚，画面简洁，易于理解，操作简单的优点，从而实现对电话拨号音系统的简单的信号仿真。关键词：双音多频（DTMF） MATLAB  GUI 信号仿真目  录1

5、引言 52电话中的双音多频（DTMF）信号的产生与检测 62．1双音多频信号的产生 62．2双音多频信号的检测 63检测DTMF信号的DFT参数选择 73．1频谱分析的分辨率 73．2频谱分析的频率范围 73．3检测频率的准确性 84关于Goertzel 94.1Goertzel基本算法 104.2选择合适的采样率 104.3块大小的设置 114.4预计算常数 114.5Goertzel优化算法 124.6Goertzel算法演示程序 125DTMF信号的产生与识别仿真实现 136界面的设计与实现 166

6、．1DTMF信号的组成 166．2DTMF信号产生合成的程序模块 166.2.1默认模块 176.2.2按键模块设计 176.3．图形电话拨号面板的制作 226.4．DTMF信号的检测识别 236.5.DTMF的整体界面设计结果 23结 论 25致谢 26参考文献12751引言   双音多频（DualToneMultiFrequency，DTMF）信号是音频电话中的拨号信号，由美国AT&T贝尔公司实验室研制，并用于电话网络中。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

7、方式的拨号制式。这种双音多频信号制式不仅用在电话网络中，还可以用于传输十进制数据的其它通信系统中，用于电子邮件和银行系统中。这些系统中用户可以用电话发送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理系统，它要用数字方法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，并进行数字信号处理与识别。为了系统的检测速度并降低成本，还开发一种特殊的DFT算法，称为戈泽尔(Goertzel)算法，这种算法既可以用硬件（专用芯片）实现，也可以用软

8、件实现。下面首先介绍双音多频信号的产生方法和检测方法，包括戈泽尔算法，最后进行模拟实验。下面先介绍电话中的DTMF信号的组成。在电话中，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构成，例如1用697Hz和12