基于双音频编码信号的传输系统发送端设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于双音频编码信号的传输系统发送端设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

理分析 检测时，先送一行为低电平，其余几行全为高电平 (此时我 们确定了行数 )，然后立即轮流检测一次各列是否有低电平，若检测到某一列为低电平 (这时我们又确定了列数 )，则我们便可确认当前被按下的键是哪一行哪一列，用同样的方法轮流送各行一次低电平，再轮流检测一次各列是否变为低电平，这样即可检测完所有的按键，当有按键被按下时便可判断出按下的键是哪一个键。 从而每按下一个按键就对应 0— F中的一个数，确保音频信号全部能够发送出去。 单片机最小系统电路 8 图 单片机最小系统原理图 原理分析 单片机最小系统电路包括一个起振电路和一个复位电路。 单片机系统里都有晶振，其作用非常大，直接关系到单片机是否能够正常工作。 单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号 ，它 结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率 ， STC89C51 使用 的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在 15pF至 50pF 之间。 单片机的复位电路 的工作原理是：通电时，电容两端相当于是短路，于是RST 引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容充电 ， RST 端电压慢慢下降，降到一定程度，即为低电平，单片机开始正常工作。 单片机的复位分为上电复位和手动复位。 上电复位：上电瞬间，电容充电电流最大，电容相当于短路， RST 端为高电平，自动复位；电容两端的电压达到电源电压时，电容充电电流为零，电容相当于开路， RST 端为低电平，程序正常运行。 手动复位：首先经过上电复位，当按下按键时， RST 直接与 VCC 相连，为高电平形成复位，同时电解电容被短路 9 放电；按键松开时， VCC 对电容充电，充电电流在电阻上， RST 依然为高电平，仍然是复位，充电完成后，电容相当于开路， RST 为低电 平，正常工作。 在实际电路中，为防止程序跑飞，一般需要加上手动复位电路。 DTMF 信号发送电路 图 DTMF 信号 发送电 路 工作原理分析 在发送电路中，只用到了 MT8880 的部分管脚 ，其管脚功能见附录 此电路的工作与单片机的控制联系紧密。 主要是通过单片机对 R/W 和 RS0两个管脚的控制，实现数据的传输和信号的发送。 首先对 R/W 和 RS0 设置为 01，即对 CRA 和 CRB 进行初始化， CRA=1001， CRB=0001。 然后，发送数据的时候，设置 R/W 和 RS0 为 00， 通过把发送的数据送到 P2 口， 此时数据被写入发送数据寄存器里 ， 经过 MT8880 内部处理，从 8 脚输出 DTMF 信号。 10 图 数码管显示电路 工作原理 本电路采用的是 8 位共阴数码管。 虽然单片机内部驱动电流比较小 ，带负载能力比较弱，但是，本课题采用的是一位共阴数码管，令单片机的 IO 直接接到数码管上面，可以直接驱动。 亮度虽然不是很强，但是满足实验要求。 本着简化电路的原则，采用此驱动方式。 把对应的数码管编码送到 P1 口，即可显示出所需的数字。 基于 MT8880 的 DTMF接收电路 其接收电路原理图如图 所示： 11 图 DTMF 信号 接收电路 工作原理分析 在接收电路中，用到了 MT8880 的大部分管脚，其管脚功能见附录。 DTMF 信号采用单端输入的方式，经过 反向放大，进入 MT8880。 MT880 设置为中断工作模式，当 MT8880 接收到有用的 DTMF 信号时， 13脚 (IRQ)变为低电平，触发单片机的外部中断。 在中断函数中，将 D0— D3 上的二进制码用数码管显示出来。 参数计算 DTMF 信号 通过 MT8880 的 2 管脚输入，为了防止信号干扰这里将信号进行放大。 单端输入的放大倍数 为： Av=R3/R4=100/10=10 这里为了防止信号衰减，采取放大 10 倍。 18,19 管脚之间连接有 RC电路，是控制音频信号的的输入。 当检测到一有效的 DTMF 信号时， Est(18 脚 )由低电平变为高电平；当 DTMF 信号消失， Est 返回到低电平。 由于有 RC 电路的存在，所以当 Est(18 脚 )的电平由低变高时，St/GT(19 脚 )的电平不能突然升高，其放电时间常数为： t=RC=300k*=30ms 当 St/GT 电压高于门限电压 VTSt 时，电路把检测到的 DTMF 信号译码后，更新接收数据寄存器的内容，同时，控制逻辑吧片内状态寄存器 SR 中的 b3 位置 12 1。 若 St/GT 电压还没有升到门限电压 VTSt 时， DTMF 信号就消失，那么芯片就不能接收这一信号了。 换句话来说，对于持续时间大于 30ms 的 DTMF 信号可以正确接收，对于持续时间小于 30ms 的 DTMF 信号不能正确接收。 基于 MT8870 的 DTMF信号的接收电路 其接收原理图如图 所示： 图 DTMF 信号 接收原理图 工作原理分析 在接收电路中，用到了 MT8870 的大部分管脚， 其管脚功能见附录。 DTMF 信号通过 电容及 100K 电阻耦合到芯片的 2脚 ，它是芯片内部运算放大器的反向输入端， 3 脚是内部运算放大器的输出端，输入 /输出之间接一个 100K 的比例放大电阻。 15 脚是 DTMF 信号检测输出端， 当 MT8870 检测到有效的 DTMF 信号 ， 该脚为高电平 ，当信号消失时，该脚为低电平。 所以，可以利用这一信号的变化来决定读取数据总线的时刻，令 MT8870 的 15 脚通过 74S04(非门 )连接到单片机的 口。 当检测到有用信号时， 15脚由低电平变为高电平，经反相器后变为下降沿触发单片机的外部中断 0，在中断函数中将 MT8870 数据总线上面的数据送到数码管显示。 参数计算 由 R3， R4， C3 组成的一反向放大器，对输入的 DTMF 信号进行隔离放大，其增益 K=R3/R4， K 值一般取 1～ 5。 由于本次实验传输距离比较近，所以 K 值取 1 即可。 双音到达检测时间 Tdp 约为 5～ 15ms，双音持续时间 tREC 应在 20～ 40ms。 13 第五章 程序设计流程图 图 主机主程序流程图 基于 MT8880 的从机程序流程图 从机主程序流程图 MT8880 控制寄存器初始化 MT8880 工作方式初始化 从 矩阵 键盘输入数值 判断键盘 是否按下。 Y 单片机 接收数据并数码管显示 把数据赋予 P2，向 MT8880 传输数据 N 开始 14 图 基于 MT8880 的从机程序流程图 中断流程图 基于 MT8870 的从机程序流程图 从机主程 序流程图 中断进入 读取 MT8880 状态寄存器 读取 MT8880 接收数据寄存器 保存数值，并进行数码管显示 中断返回 MT8880 控制寄存器初始化 MT8880 工作方式 初始化及开中断 0 等待中断信号产生 开始 开始 中断初始化 等待中断信号产生 15 中断流程图 分析对比 由以上基于 MT8880和 MT8870的从机流程图可知：为保证 MT8880正常工作，需要设置功能寄存器，而 MT8870 则不需要。 就编程而言，用 MT8870 可以减少编程的负担。 开始 保存数据，并进行数码管显示 中断返回 16 第 六 章 实验调试与测试结果分析 使用的主要仪器和仪表 模拟示波器一台、万用表、稳压电源一台 调试电路的方法和技巧 本 课题电路由矩阵键盘、单片机控制电路、 DTMF 收发电路、显示电路四部分组成。 而且 DTMF 信号可能由于外界干扰，容易造成实验结果不正确，所以正确调试电路的方法很重要。 测试电路时，要进行分模块测试，然后再进行级联调试。 具体方法如下： 首先，按照 MT8880 的发射电路进行正确焊接。 焊。