DTMF信号系统的Matlab课程设计解读 - 图文

闽江学院

课程设计报告书

设计题目： 系 别： 年级专业： 指导教师：

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

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系统的仿真实现。主要涉及到电话拨号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

课 程 设 计 学 生 日 志

时间 2012.12.21— 2013.1.3 2013.1.7— 2013.1.8 设计内容 五个组员一起查阅资料，商量确定方案 设计总体方案—— 负责编程与设计程序， 负责整合资料， 负责记录日常工作及解决课程设计过程中出现的一些意外情况。 - 1 -

2013.1.9— 2013.1.10 2012.1.11 和 负责将各个子模块程序整合起来， 和 负责制作程序的gui界面， 负责总程序的调试 五人一起制作课程设计报告，并答辩完成课程设计

目 录

1 引言 ……………………………………………………………………………… 3 2 双音多频系统MATLAB的设计与实现 …………………………………………4 3 双音多频（DTMF）信号的产生与检测原理………………………………………6 3．1 双音多频信号 …………………………………………………………… 6 3．2 双音多频信号的产生原理…………………………………………………7 3．3双音多频信号的检测原理 …………………………………………………9

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4 双音多频（DTMF）信号的产生与检测……………………………………………9

4.1双音多频信号的产生…………………………………………………………9 4.2双音多频信号的检测…………………………………………………………9 5 检测（DTMF）信号的DFT参数选择……………………………………………12 5.1

5.2 频谱分析的频率范围 ………………………………………………………12 6 详细的设计步骤 …………………………………………………………………12 6.2.1 默认模块 …………………………………………………………………17 6.2.2 按键模块设计 ……………………………………………………………17 6．3 图形电话拨号面板的制作 ……………………………………………… 22 6．4 DTMF 信号的检测识别 …………………………………………………23 6．5 DTMF的整体界面设计结果 ……………………………………………23 7 结 论 ……………………………………………………………………………………25 8 参考文献 ………………………………………………………………………………26

1 引言

双音多频（Dual Tone Multi Frequency， 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

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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1209Hz两个频率，信号用 表示，其中 ，这样8个频率形成16种不同的双频信号。具体号码以及符号对应的频率如表1所示。表中最后一列在电话中暂时未用。

表1 双频拨号的频率分配 1209Hz 1336Hz 1477Hz 633Hz 697Hz 1 2 3 A 770Hz 4 5 6 B 852Hz 7 8 9 C 942Hz * 0 # D

DTMF信号在电话中有两种作用，一个是用拨号信号去控制交换机接通被叫的用户电话机，另一个作用是控制电话机的各种动作，如播放留言、语音信箱等。

2双音多频系统的MATLAB设计与实现

MATLAB工具简介

MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工

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