【原创】出炉了：基于PWM的软件DTMF发生器

zhonghua_li · 发表于 2008-3-4 12:58:43

先贴上 matlab算法分析代码，C代码随后就到。

clear;
f = [697,770,852,941,1209,1336,1477,1633];  % DTMF 信号频率表
t_cpu = 1/8e6;                            % cup周期
pwm_n = 512;                               % PWM点数
t_dds = t_cpu*pwm_n;                      % DDS时钟周期
tab_n = 32;                               % 正弦表点数
step = tab_n * f * t_dds;                % 理论DDS地址累加器步长
step_float_bits = 8;                      % DDS地址累加器步长的小数位长度
step_p = fix(step * 2^step_float_bits) / 2^step_float_bits; %实际DDS地址累加器步长
f0 = 1./(tab_n./step_p .* t_dds);          % 实际产生信号的频率
err_f = abs(f0-f)./f*100;                % 实际产生信号的频率与理论频率误差百分比（不含数字离散导致)
max_err_f = max(err_f)

t = linspace(0,2*pi,tab_n+1);
t = t(1:tab_n);
sin_tab = fix(sin(t) * pwm_n)/pwm_n;
n = 1:60e-3/t_dds; % 60毫秒

for a = 1:8;
addr(a,:) = mod(fix(step_p(a) .* n),tab_n)+1;  % sin表地址
s(a,:) = sin_tab(addr(a,:)); % 60毫秒的时域信号
end

my_fft(1/t_dds,s(1,:)+s(5,:),1) % 频谱分析看效果

1

（上图中横坐标单位应该是“Hz”）
从图中可以看出，合成后的两个频谱，离他们最近的杂散(-108dBm)差30dBm，满足DTMF要求

硬件：
1

plc_avr · 发表于 2008-3-4 13:02:08

好，我顶了！期待下文。

shaoshunda · 发表于 2008-3-4 13:37:09

期待中

zhonghua_li · 发表于 2008-3-4 18:10:16

代码来了，用示波器看了，好像对了。
1

#define ENABLE_BIT_DEFINITIONS
#include <ioavr.h>
#include <intrinsics.h>

//[697,770,852,941,1209,1336,1477,1633];  % DTMF 信号频率表

unsigned int sigma_lo_step[] = {365,403,446,493}; // 高频率累加器步长
unsigned int sigma_hi_step[] = {633,700,774,856}; // 低频率累计步长
unsigned int sin_tab[32] = { // 正弦表
255,305,353,398,437,468,492,507,
511,507,492,468,437,398,353,305,
255,206,158,113,74,43,19,4,
0,4,19,43,74,113,158,206
};

unsigned char freq_lo = 0; // 高频率
unsigned char freq_hi = 3; // 低频率

#pragma vector=TIMER1_OVF_vect
__interrupt void T1_OVF_IRP(void)
{
static unsigned int sigma_lo = 0;
static unsigned int sigma_hi = 0;
unsigned int s;

sigma_lo += sigma_lo_step[freq_lo];
sigma_hi += sigma_hi_step[freq_hi];

s = sin_tab[(sigma_lo >> 8) & 0x1f];
s += sin_tab[(sigma_hi >> 8) & 0x1f];

OCR1A = s;
}

int main( void )
{
unsigned char i;
char tone = 0;

TCCR1A = (1<<WGM11) | (1<<WGM10) | (1<<COM1A1);
TCCR1B = (1<<WGM12) | (1<<CS10);
TIMSK = (1<<TOIE1);
OCR1A = 0x1ff;
DDRD = (1<<5);

__enable_interrupt();

while(1)
{

      for(i=0; i!=200; i++)
      {
         __delay_cycles(2000*16);
      }
      tone++;
      if (tone == 16)
         tone = 0;
      __disable_interrupt();
      freq_lo = tone % 4;
      freq_hi = tone / 4;
      __enable_interrupt();
}
}

附滤波器电路
1

reg777 · 发表于 2008-3-4 18:31:05

关注

zhonghua_li · 发表于 2008-3-5 19:49:10

同理，不仅可以产生DTMF(双音多频)的信号，还可以用来产生正弦波等其他信号
注意：我的程序是CPU工作在16M的程序

^_^ 给条裤子穿吧。。。

Oliver · 发表于 2008-3-5 20:08:04

很多年前就有这个功能的代码了,不知道是否一样.只是当时只有代码没有讲原理的.

2003年我就用M8产生DTMF了(代码是书上copy的,好象是马老师的书),当时用M8产生DTMF,模拟2272,AD转换DTMF软解码,电池充电管理......

但最后FLASH不够.只能那掉DTMF软解码.

还有个原因,DTMF软解码(AD方式)感觉不怎么可靠,那位大侠能搞出软解就牛了.C51BBS站长搞好了,是用比较器方式的,89C2051

Oliver · 发表于 2008-3-5 20:15:08

想起来了,是马老师和双龙的书,和LZ的不太一样的地方至少sin_table不一样,当年的是128点

bjj9217 · 发表于 2008-3-5 23:23:25

顶！

_yuming · 发表于 2008-3-6 07:40:57

楼主现在的问题是不是怎样来产生DTMF信号，因为这个已经有成熟的方案及代码，

现在最难做的是DTMF及FSK的解码问题，我想的是应该搞搞这个比较有意思，这个可不是那么好搞的呀，不要小看了它。

armok · 发表于 2008-3-6 12:41:38

谢谢共享。COOL !

atommann · 发表于 2008-3-6 13:18:47

Wonderful!
我一直不知道怎么用滤波电路。

zhonghua_li · 发表于 2008-3-6 16:53:14

晕，居然说不知道是干什么的。我来解释下：
当你按电话的时候，会听到 “嘟。。。”每个按键对应一个声音，这个声音就是DTMF信号。
电信局就是根据这个声音来识别你所拨的号。
DTMF编码广泛用于数字调制。像ASK,FSK一样。
它的好处就是可以和语音信号共存，基本上不会受语音信号而误判断，所以电话的音频拨号就采用的这种方法。

Oliver · 发表于 2008-3-6 18:02:21

---双音多频.

抗干扰好是因为人说话不可能同时产生多个频率.

就算有杂散频率,但持续时间非常段.

还有就是DTMF选用的几组频率相互间是没有任何谐波加减相等的情况.

chuanhuibh · 发表于 2008-3-6 19:43:02

来个完整的电路吧,楼主.谢了

zhiwei · 发表于 2008-3-6 20:38:47

楼主的这个方法我比较赞同，模拟DDS的方式，相位是连续的，误差比较小，我也做过，可以拨通电话。DTMF软解码的方案网上有一个MSP430的例子，原理讲的比较详细（虽然没有代码）。我没有在单片机上面模拟，只用vb模拟了一下，效果也可以。至于解FSK可能就比较麻烦了。因为FSK比特率比较高，好像还是两个连续信号是连续的（12k和22kHz吧，都忘了）。

makesoft · 发表于 2008-3-6 23:06:07

marker

shhachqi · 发表于 2008-7-18 08:56:52

历害呀！

vitas1982 · 发表于 2008-7-18 09:44:16

厉害啊

TYMCU · 发表于 2009-4-4 20:57:59

不知道有人测试的怎么样

51mcu2008 · 发表于 2009-4-5 01:22:06

谢谢楼主共享,赞一个先

yaya001 · 发表于 2009-4-7 00:32:50

留个记号先

xiaowei0588 · 发表于 2009-4-7 08:38:28

不错!

pinocchio · 发表于 2009-4-7 08:43:36

不错，！

lionheart117 · 发表于 2009-4-7 10:21:03

楼主这个问题你考虑过没有：
由于在DTMF 的传输过程中，高频在线路中的传输损耗比低频高，为了保证信号到达交换机时高、低频信号电平基本相当，在DTMF 信号产生器中，标准规定频率组合中高频分量电平应比低频分量电平高2 ±1dB。
具体细节请参看国标：GB/T 15279-2002

也就是说：你的低频信号要加衰减器！

其实用MCU的D/A口实现，更加方便一些，而且高低频分量的电平可控，不用加外部滤波器！

eduhf_123 · 发表于 2009-4-7 13:00:27

MARK

fwluck · 发表于 2009-4-7 14:59:25

好东西。

SWJ-DP · 发表于 2009-4-7 16:09:57

mark

lionheart117 · 发表于 2009-4-8 23:11:13

好像有点理想化！DTMF用在电话拨号上，楼主应该遵从国标GB/T 15279-2002上的指标进行设计啊。

jackhrj · 发表于 2009-5-14 13:02:08

先赞楼主一个，本人是菜鸟一级的，目前正在找DTMF这方面的资料

关于DTMF的产生我看到一个帖子，只用M8本身就能产生DTMF信号了
请看http://www.ouravr.com/app_DTMF_dialer_with_bascom-avr.html

James_King · 发表于 2010-6-8 07:45:32

mark

gpzdc986 · 发表于 2010-6-8 14:06:16

mark

joing2000 · 发表于 2010-6-9 17:23:39

强帖留名！

fickle · 发表于 2010-6-10 12:07:36

呵呵，解码方法，有呀。比如GOERTZEL,标准算法。

myhonour · 发表于 2010-6-10 13:02:28

强帖留名！

BLDC2010 · 发表于 2010-6-14 15:05:10

mark

litteworm · 发表于 2011-5-4 11:17:02

mark

shunda · 发表于 2011-5-5 21:09:56

mark

shu_007 · 发表于 2011-5-8 20:23:07

good !!!

yanshengdian · 发表于 2011-5-30 14:38:14

看看以后能不能用得着

imjacob · 发表于 2011-6-23 19:18:08

MARK

xbwpc · 发表于 2011-6-23 20:10:13

回复【14楼】Oliver 老易(TFT产品)
---双音多频.
抗干扰好是因为人说话不可能同时产生多个频率.
就算有杂散频率,但持续时间非常段.
还有就是dtmf选用的几组频率相互间是没有任何谐波加减相等的情况.
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记得人语音的频率分量很丰富啊
应该是说人说话不能只产生两个频率分量吧

287355586 · 发表于 2011-7-25 10:08:38

回复【3楼】zhonghua_li 蓝色天空
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mark

asma · 发表于 2012-2-17 16:03:55

mark

leexue · 发表于 2012-2-18 20:30:08

mark

【原创】出炉了：基于PWM的软件DTMF发生器

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