巴克码识别器的设计与仿真 种简单的关于双音多频信号的产生与检测的方法

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1、摘要本课程设计介绍了一种简单的关于双音多频信号的产生与检测的方法。首先设计了关于双音多频（DTMF）信号的产生与检测的电路图，,其中核心部件是MT8870和MC74HC4511；然后通过matlab仿真软件完成对双音多频信号的检测，并采用Goertzel算法对信号进行频谱分析。关键字：双音多频信号，matlab，Goertzel目录第1章绪论1第2章双音多频（DTMF）信号的设计22.1设计目的及意义22.2双音多频（DTMF）信号的组成22.3DTMF信号的应用32.4仿真软件介绍4PROTEL软件概述4MATLAB软件概述52.5电路设计中的核心器件62.6主要参数设置83.1双音多

2、频信号的产生93.2双音多频信号检测113.3MATLAB工具箱函数goertzel11第4章双音多频（DTMF）信号的仿真124.1硬件连接图124.2仿真程序运行结果13第5章总结17第1章绪论双音多频DTMF（DualToneMulti-Frequency）信令，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。双音多频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方式的拨号制式。逐渐在全世界范围内使用在按键式电话机上，这种双音多频信号制式不仅用在电话网络中，还

3、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。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。但绝大部分是用作电话的音频拨号。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。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，就是电话机上的一个按键按下去时，电话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

4、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。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。　电话拨号有两种，脉冲和音频，所谓音频也称双音多频（DTMF）信号的拨号方式，双音多频既是电话拨号时每按一个键，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，电话系统中使用一连串的断续脉冲来传送被叫号

5、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。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。本次课设的目的就是通过学习和掌握现代交换原理的基础上，设计一个双音多频检测模块并对电路进行仿真，综合应用所学知识，进行一次比较全面的训练，为今后的学习和工作积累经验。此外，该题目还涵盖了《通信原理》、《电路分析》、《交换原理》等主要课程的知识点，学生通过该题目的设计过程，可以初步掌握DTMF编/解码技术原理和相关电路

6、设计、开发原理，得到系统的训练，提高解决实际问题的能力。2.2双音多频（DTMF）信号的组成双音多频信号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，广泛应用于电话通信系统中。近年来，双音多频信号也应用在交互式控制中，如在语言控制、语言邮件、电话银行和ATM终端等的应用。音频拨号电话当人们按下某一个按键时，会产生一组特定的双音信号，称为双音多频信号，电话交换机会对该信号进行处理，根据两个单音频率来识别所按下的号码。将电话拨号盘上的数字0～9和两个标有“*”和“#”的特殊按钮进行频率分配，如图所示。包括两个频率低频段包括的频率是697Hz，770Hz

7、，852Hz和941Hz，称为行频。高频段内含的频率1209Hz，1336Hz，1477Hz，1633Hz，称为列频，它们可频率分配构成16种频率组合，每一种组合由一对正弦频率信号唯一确定。其中第四列1633Hz对应的按键目前并没有使用，留待将来扩展使用。双频拨号的频率分配列行1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz697Hz123A770Hz456B852Hz789C941Hz*0#D2.3DTMF信号的应用DTMF信号即