Информационный портал KAZUS.RU
Главная  ::  Регистрация ::  Форум ::  Статьи  ::  Схемы ::  ЧаВо  ::  Файлы ::  Ссылки ::  Заработок
   Поиск:  
   
   Логин:   Пароль:  
MP3-плейеры  ::  DVD-плейеры  ::  Цифровые фотоаппараты  ::  ЖК-мониторы  ::  Наладонники  ::  Усилители  ::  Телефоны DECT  ::  Акустика  ::  Переводчики  ::  Радиотюнеры  ::  Цифровые диктофоны  ::  Авто-аудио  ::  Детекторы лжи!  ::  Музыкальные центры  ::  Часы с USB-Flash  ::  Часы с GPS
(Покупая через нас, Вы имеете скидку 1%) 

RadioNet.com.ru-портал по элетронике

Программное дeкодирование DTMFпо принципу АОН на базе микроконтроллера PIC16F628
Раздел: Телефония
На данной страничке сделана попытка рассказать о том, как самому написать программу декодера DTMF для PIC (например в целях уменьшения вашей схемы на целую микросхему апаратного декодера DTMF типа 1008ВЖ18), на основе распостранённого алгоритма - массово используемого в АОНах, подробное описание которого имеется вот тут: Теория корреляционного алгоритма для АОН .
     Если желания или времени разбиратся (в чём я был прав, а что лучше переделать по своему) в моёй программе нет, то можете не тратя время - скачать архив с исходным текстом на asm, для включения в свой проект.

     Для остальных (тем кому это интересно) попробую объяснить как это всё работает, те "разобрать свою программу по косточкам" на самом простом и понятном даже для новичка уровне:

    В качестве эталонного сигнала в программе используется таблица значений SIN и COS для каждой из 8 частот DTMF. Таблица составлена таким образом, чтоб при выборке из неё очередных 2х байт (16 бит) иметь в регистрах Byte1 и Byte2 значения эталонных 8 частот для данного момента времени(выборке) как по синусам так и по косинусам одновременно (в этой части я ничего не изобретал а взял классическое решение от АОНа, вот здесь: Пример выборки для АОНа ).

Вот собственно и сам текст хитро перемещаемой подпрограммы выборки из таблицы более 256 байт ( делал не я, автор Peet_on_B3 ) которая загружает в регистры Byte1 и Byte2 очередные значения:
 tab_dtmf 
 call    tab_00            
movwf    Byte1    call    tab_00            
movwf    Byte2    clrf    PCLATH         ; 00 - адрес  PCLATH откуда был вызов ПП    
return            tab_00                        
movf    dtmf_page,w        
movwf    PCLATH        ; выход из таблицы с сохранением значения в W регистре    
incf    dtmf_adrs,f    
btfsc    STATUS,Z    
incf    dtmf_page,f        
decf    dtmf_adrs,w    
movwf    PCLdtmf_file    
include dtmf.tab       ; это  файл значений таблицы эталонных частот DTMF      
     Выборка новых пар значений и сравнение их с входным сигналом из таблицы происходит с периодом в 70 мкс (так само собой получилось, при частоте задающего генератора 4 Мгц), итого за ~17,9 мс происходит 256 выборок, что достаточно для накопления статистики о наибольшем присутствии какой то одной из 4 частот в каждой из верхней и нижней группе, но это моё субъективное мнение, тк я считаю что увеличение выборок до 512 "съест" половину программной памяти(свёртывать в 2 раза таблицу по чётным и нечётным строкам(как используют в АОН в целях экономии) нельзя, тк при разворачивании произойдёт нарушение временного "статус-кво" и придётся цикл выборки привязывать к таймеру, что есть потери времени и ненужное задействование апаратных ресурсов - что мне никак не хочется), а уменьшение до 128 (любимое число АОНов тк укладывается в 10 мс)"сгладит" максимумы на уровне шумов и DTMF декодерирование, например в условиях радиканала будет не уверенным. В АОНах "окно" увеличивать принципиально нельзя из-за того что там принимается "безинтервальник" с фиксированой длительностью цифр, а в DTMF окно можно без проблем "растянуть" минимум на 40 мс.
Хотя может я и не прав, но во всяком случае переменная цикла равная 256 и не требующая перезагрузки это красиво, код в цикле выполняется строго 70 мкс не зависимо не от чего и не требует синхронзации от таймера, доп.внешнего кварца итд - то это тоже красиво, оставшегося времени хватает на обработку и программа "вписывается красиво по времени" в 1/2 минимального времени обнаружения DTMF и 1/3 минимального времени генерации DTMF и при этом не требует "эксклюзивного" кварца 3,58 а работает от классического 4 МГц (в тестовом варианте работает весьма сносно даже от встроенного IRC).

     Если требуется по каким-то соображениям, увеличить или уменьшить размеры таблицы (в моём варианте это 512 байт т.е. 1/4 программной памяти)) а так-же изменить время выборки - вобщем если у Вас есть желание и время "поиграть" с этими параметрами, то можете скачать архив с исходной таблицей в Excel и переделать её на своё усмотрение: Исходная таблица для расчёта эталонных значений.

     Теперь рассмотрим как это всё работает т.е., сейчас я прокоментирую самые на мой взгляд - интересные части:

В этом блоке происходит выборка "окна" в 17,9 мс, я тут ничего не изобретал а использовал принцип предложенный Елисеевым Александром
 pd_200    
call    tab_dtmf    ; выборка очередных 2х байт из таблицы    
btfsc   CMCON,7     ; смотрим на состояние выхода встроенного компаратора              
comf    Byte1,f     ; инвертируем сразу все 16 отчётов если на выходе "1"    
btfsc   CMCON,7     ; или оставляем всё как есть если на выходе компаратора "0"            
comf    Byte2,f               
btfss    Byte1,0    ; подсчитываем все "1" для 16 накопительных ячеек за 256 циклов        
incf    F697_1,f    ; это ещё не коэфициенты кореляции а просто счётчики совпадений    
btfss    Byte1,1    ; эталонов синусоид и косинусоид с реальным сигналом    
incf    F697_2,f    
btfss    Byte1,2    
incf    F770_1,f    
btfss    Byte1,3    
incf    F770_2,f    
btfss    Byte1,4    
incf    F852_1,f    
btfss    Byte1,5    
incf    F852_2,f    
btfss    Byte1,6    
incf    F941_1,f    
btfss    Byte1,7    
incf    F941_2,f    
btfss    Byte2,0    
incf    F1209_1,f    
btfss    Byte2,1    
incf    F1209_2,f    
btfss    Byte2,2    
incf    F1336_1,f    
btfss    Byte2,3    
incf    F1336_2,f    
btfss    Byte2,4    
incf    F1477_1,f    
btfss    Byte2,5    
incf    F1477_2,f    
btfss    Byte2,6    
incf    F1633_1,f    
btfss    Byte2,7    
incf    F1633_2,f    
decfsz    CScan,1    
goto    pd_200        ; крутимся 256 раз (17920 мкс) - накапливая статистику (1 оборот строго 70 мкс)    
В следующем блоке происходит обработка того что приняли в окне по принципу вычитания "половинки+поправка" (поправка нужна так-так в таблицу укладывается не всегда кратное число периодов и соответственно сумма "1" будет не 128 !!!) и последующего сложения SIN и COS составляющих, те имитация вычисления "сложения SIN и COS по модулю два" из накопительных ячеек F697_1...F1633_2 в целях получения значений "ноль" если сигнал отсутствует или "около нуля" если сигнал имеет слабую корреляцию с искомой частотой при её фазе 0, 90, 180 или 270 градусов

    movlw    .136        ; вычитаем 128 + плюс поправочный коэфициент    
subwf    F697_1,f    ; и сохраняем SIN+COS в Fxxx_1    
btfss    STATUS,C    ; если произошёл заем те число меньше то значит приняли     
comf    F697_1,f     ; инверсию (сдвиг фазы на 180), что нас тоже интересует    
movlw    .131        ; теперь переворчиваем фазу и имеем в итоге инфо о корреляции    
subwf    F697_2,f    ; при фазе 0 и 180 градусов как для синуса так и для косинуса.    
btfss    STATUS,C    
comf    F697_2,f    
movf    F697_2,w    
addwf    F697_1,f                         ; обработка частоты 697 Гц закончена, продолжаем то-же    
movlw    .128        ; проделывать и для остальных частот, сохраняя результат    
subwf    F770_1,f    ; корреляции в регистрах Fxxx_1(в целях экономии ОЗУ)    
btfss    STATUS,C    
comf    F770_1,f    
movlw    .127    
subwf    F770_2,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F770_2,f    
movf    F770_2,w    
addwf    F770_1,f    
movlw    .130    
subwf    F852_1,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F852_1,f    
movlw    .130    
subwf    F852_2,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F852_2,f    
movf    F852_2,w    
addwf    F852_1,f    
movlw    .128    
subwf    F941_1,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F941_1,f    
movlw    .128    
subwf    F941_2,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F941_2,f    
movf    F941_2,w    
addwf    F941_1,f    
movlw    .130    
subwf    F1209_1,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F1209_1,f    
movlw    .128    
subwf    F1209_2,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F1209_2,f    
movf    F1209_2,w    
addwf    F1209_1,f    
movlw    .129    
subwf    F1336_1,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F1336_1,f    
movlw    .129    
subwf    F1336_2,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F1336_2,f    
movf    F1336_2,w    
addwf    F1336_1,f    
movlw    .135    
subwf    F1477_1,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F1477_1,f    
movlw    .128    
subwf    F1477_2,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F1477_2,f    
movf    F1477_2,w    
addwf    F1477_1,f    
movlw    .131    
subwf    F1633_1,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F1633_1,f   
movlw    .125    
subwf    F1633_2,f    
btfss    STATUS,C    
comf    F1633_2,f        
movf    F1633_2,w    
addwf    F1633_1,f    ; первичная обработка 8x10=80 мкс (всего ~1/240 часть от общего времени выбоки и обработки "окна")
     Теперь можно протестировать работу программы наглядно, те выдать в цикле значения ячеек F697_1 ... F1633_1 в программу-терминалку на Ваш персональный компьютер через апаратный USART 16F628 (8 бит, 1 стоповый, 9600 бод), в целях контроля работоспособности алгоритма, само собой зациклив сканирование и подключив на вход компаратора "бипер" + источник шума, по следующей схеме:


Вариант схемы в формате PCAD 4.5

     Для работы этой схемы необходимо выполнить следующую инициализацию:
;-------------------------------; инициализация модуля компараторов    
movlw    B'00000101'    
movwf    CMCON              ; подключен только 2 компаратор (входы 1 компаратора можно использовать    
bsf    STATUS,RP0           ; как цифровые для полноценного ввода-вывода)    
movlw    B'11100110'                    
movwf    VRCON              ; на вывод RA2 подключаем внутренний источник +Vout=1,25 (при питании +5в)    
bcf    STATUS,RP0;-------------------------------; инициализация USART    
bsf    STATUS,RP0    
movlw    .25                ; задаём скорость 9600    
movwf    SPBRG            
bsf    TXSTA,BRGH        
bcf    TXSTA,SYNC   
bsf    TXSTA,TXEN    
bcf    STATUS,RP0    
bsf    RCSTA,SPEN
     Далее включаем в проект следующую тестовую подпрограмму:
out_DTMF           
call    out_busy    
movwf    TXREG        
returnout_busy    
clrwdt    
btfss    PIR1,TXIF            
goto    out_busy    
return
     Которая выдаёт значение рабочего регистра в асинхронном режиме в порт компьютера, само собой в рабочий регистр надо будет грузить по очереди все 8 регистров F697_1 ... F1633_1 и дополнять пробелами для наглядности(что-б значения корреляции для одной и той-же частоты в терминалке выводились в столбик), например вот так:
     movf  F697_1,w     
call  out_DTMF     
movf  F770_1,w     
call  out_DTMF     
..............     
movf  F1633_1,w     
call  out_DTMF           
movlw 0x20     
call  out_DTMF     
..............
     Теперь когда мы своими глазами убедились в том что корреляционный алгоритм действительно устойчиво работает (и если такая работа(вероятность,надёжность...) Вас устраивает) можно провести перевод значений максимумов в реальное значение DTMF и сохранить его в регистре "RxDtmf" используя следующий код:
    clrf    RTemp        ; очистка битового указателя на начальные максимумы    
movlw   F697_1       ; загружаем указатель на F697_1    
movwf   FSR    movf    INDF,w           
subwf   F770_1,w    
btfss   STATUS,C    
goto    pd_300    
incf    FSR,1            
incf    FSR,1            
bsf     RTemp,0       
pd_300    
movf    INDF,w           
subwf   F852_1,w    
btfss   STATUS,C    
goto    pd_320   
 movlw   F852_1          
movwf   FSR             
bsf     RTemp,1       
pd_320    movf    INDF,w           
subwf   F941_1,w    
btfsc   STATUS,C    
bsf     RTemp,2           
movlw   F1209_1         
movwf   FSR    
movf    INDF,w           
subwf   F1336_1,w    
btfss   STATUS,C    
goto    pd_340    
incf    FSR,1            
incf    FSR,1            
bsf     RTemp,3       
pd_340    
movf    INDF,w           
subwf   F1477_1,w    
btfss   STATUS,C    
goto    pd_360    
movlw   F1477_1         
movwf   FSR                 
bsf     RTemp,4       
pd_360    
movf    INDF,w           
subwf   F1633_1,w    
btfsc   STATUS,C    
bsf     RTemp,5           
btfss   RTemp,2      ; разбираемся какое принято базовое число 1,4,7,10    
goto    pd_400       ; в зависимости от состояния 3 флагов в регистре указателе    
movlw   .10          ; на максимум в верхней группе частот    
movwf    RxDtmf    
goto    pd_500pd_400        
btfss    RTemp,1            
goto    pd_420    
movlw   .7        
movwf   RxDtmf    
goto    pd_500    
pd_420        
btfss   RTemp,0            
goto    pd_440    
movlw   .4        
movwf   RxDtmf    
goto    pd_500    
pd_440                        
movlw   .1        
movwf   RxDtmf                          ; блок коррекции по номеру столбца базового числаpd_500                    
; те прибавляем к 1,4,7,10 числа 1,2,3 в зависимости    btfss   RTemp,5       
; от состояния  3 флагов в регистре указателе    goto    pd_520        
; на максимум в нижней группе частот    
movlw   .3        
addwf   RxDtmf,1    
goto    pd_600    
pd_520    
btfss   RTemp,4            
goto    pd_540    
incf    RxDtmf,1    
incf    RxDtmf,1    
goto    pd_600    
pd_540    
btfsc   RTemp,3            
incf    RxDtmf,1      ; в RxDtmf конечный результат ( только коду "0" соотв.зачение 11 !!!)
     В итоге получили искомый код DTMF за время менее 20 мс, если-б это был АОНовский "безинтервальник" - можно было-б сказать что "дело сделано", но тк у DTMF есть такая неприятность как неизвестная длительность (от 60 мс и больше) и паузы между посылками, то приходится ещё делать несколько повторных проверок (хватает 2х но лутчше 3), при этом попутно ловится пауза запись значения в регистр "00" если DTMF отсутствует, что так-же можно использовать в Вашей программе. Эту часть программы я тут не привожу тк считаю что та часть моей программы где делается сравнение 2-х байт и результат заносится в счётчик совпадений достаточно проста для понимания даже начинающим.

     На этом пока всё - берите готовый проект для MPLab и дополняйте своим кодом, если найдёте на страничке неточности (подчти всё в НТМL набрал за один день) или просто "ляпы", или будут вопросы и пожелания - то отпишите мне: Сергею Смирнову.

Сайт: http://www.zk.ru/smsn/dtmf/


Назад


Разместил: mikesmith

 Напечатать текущую страницу  Напечатать текущую страницу

 




[Рейтинг@Mail.ru] [] [Rambler's Top100] [RadioTOP-рейтинг р]

Изготовление печатей
Все виды печатей. Высокое качество и быстрое изготовление - норма для нас!
www.PECHATI.COM
Печати и Штампы

Euro-Travel представляет:
Германия, туры в Германию
Самый большой выбор!
Самая полная информация!

ЛИНИЯ МО
дизайн квартир Москва
весь спектр работ
от создания дизайн-проекта
до перепланировки помещения,
ремонтно-строительных работ,
монтажа оборудования
и комплектации мебелью


Web site engine's code is Copyright © 2003 by PHP-Nuke. All Rights Reserved. PHP-Nuke is Free Software released under the GNU/GPL license.