Bộ tạo đa tần số âm kép (DTMF) trên AVR. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Điện thoại

 Bình luận bài viết

Tính khác biệt

• Tạo sóng hình sin bằng cách sử dụng điều chế độ rộng xung (PWM)
• Kết hợp các tín hiệu sóng hình sin khác nhau thành một tín hiệu DTMF
• Mã nguồn bằng hợp ngữ và ngôn ngữ C
• Được thiết kế để hoạt động với STK500
• Kích thước mã chương trình 260 byte / kích thước bảng không đổi 128 byte
• Sử dụng phương pháp chuyển đổi bảng

Giới thiệu

Tài liệu này mô tả kỹ thuật tạo tín hiệu DTMF (tín hiệu đa tần số hai tông màu) bằng cách sử dụng bất kỳ bộ vi điều khiển AVR nào có chứa bộ điều chế độ rộng xung (PWM) và RAM tĩnh. Những tín hiệu này được sử dụng rộng rãi trong điện thoại, nơi chúng được tái tạo khi bạn nhấn các nút quay số của bộ điện thoại. Để tạo tín hiệu DTMF chính xác, hai tần số phải được xếp chồng lên nhau: tần số thấp (fb) và tần số cao (fa). Bảng 1 cho thấy các tần số khác nhau được trộn như thế nào để tạo ra âm DTMF khi nhấn các phím khác nhau.

Hình 1. Mạch tạo tín hiệu DTMF

Bảng 1. Ma trận tạo âm

Các hàng của Bảng 1 hiển thị các giá trị tần số thấp và các cột hiển thị các giá trị tần số cao. Ví dụ: ma trận cho thấy khi bạn nhấn nút “5”, tần số fb = 770 Hz và fa = 1336 Hz sẽ được trộn lẫn. Là kết quả của việc cộng hai tín hiệu hình sin có tần số khác nhau, tín hiệu DTMF được hình thành

(1)

trong đó tỷ số biên độ K=A_b/A_a nguồn tín hiệu phải thỏa mãn điều kiện

(2)

Nguyên tắc hoạt động

Ngoài thông tin chung về việc sử dụng điều chế độ rộng xung, dưới đây sẽ trình bày cách điều chế độ rộng xung cho phép bạn tạo ra tín hiệu hình sin. Đoạn tiếp theo mô tả cách sử dụng tần số chuyển mạch cơ sở để thu được các tần số khác nhau. Sau khi xem xét cơ sở lý thuyết, phần mô tả về bộ tạo tín hiệu DTMF sẽ được đưa ra. Tạo sóng hình sin

Tùy thuộc vào tỷ lệ khoảng thời gian của mức điện áp VH cao và VL thấp, giá trị trung bình ở đầu ra xung điện sẽ thay đổi. Nếu tỷ lệ giữa thời lượng của cả hai mức được giữ không đổi thì kết quả là mức điện áp VAV không đổi sẽ được tạo ra. Hình 2 cho thấy tín hiệu được điều chế độ rộng xung.

Hình 2. Tạo mức điện áp DC

Cấp điện áp được xác định theo biểu thức:

(3)

Tín hiệu hình sin có thể được tạo ra với điều kiện là giá trị trung bình của điện áp được tạo ra bởi điều chế độ rộng xung thay đổi sau mỗi chu kỳ xung. Mối quan hệ giữa mức cao và mức thấp phải được thiết lập phù hợp với mức điện áp của sóng hình sin tại thời điểm tương ứng. Hình 3 minh họa quá trình này. Dữ liệu nguồn choPWM được tính toán cho từng chu kỳ của nó và được ghi vào bảng chuyển đổi (TC).

Hình 3 cũng minh họa mối quan hệ giữa tần số của sóng hình sin cơ bản và số lượng mẫu. Số lượng mẫu (Nc) càng cao thì độ chính xác của việc mô hình hóa tín hiệu thu được càng cao:

(4)

Tần sốPWM phụ thuộc vào độ phân giải củaPWM. Ở độ phân giải 8 bit, giá trị cuối cùng (đỉnh của bộ đếm) của bộ định thời là 0xFF (255). Bởi vì Bộ đếm thời gian đếm tiến và lùi thì giá trị này phải được nhân đôi. Do đó, tần sốPWM có thể được tính bằng cách chia tần số xung nhịp của bộ định thời f_CK đến 510. Do đó, với tần số xung nhịp hẹn giờ là 8 MHz, tần số xung nhịp thu được sẽ là 15.6 kHz.

Hình 3. Tạo sóng hình sin bằng cách sử dụng PLC

Thay đổi tần số của sóng hình sin

Giả sử rằng các mẫu hình sin được đọc từ bảng tra cứu không phải theo tuần tự mà lần lượt từng mẫu một. Trong trường hợp này, ở cùng tốc độ lấy mẫu, tín hiệu có tần số gấp đôi sẽ được tạo ra (xem Hình 4).

Hình 4. Nhân đôi tần số thu được (XSW = 2)

Bằng cách tương tự, nếu bạn không đọc mỗi giá trị thứ hai mà là mỗi giá trị thứ ba, thứ tư, thứ năm (tương ứng, độ rộng bước là 3, 4, 5 ...), v.v. có thể tạo ra tần số Nc trong phạm vi [1/T Hz .. 0 Hz]. Lưu ý rằng đối với tần số cao, dạng sóng thu được sẽ không có dạng hình sin. Ta ký hiệu độ rộng bậc thang theo bảng quy đổi là X_SWĐâu

(5)

Việc tính toán vị trí hiện tại trong TP cho chu kỳPWM tiếp theo (khi bộ đếm thời gian tràn) được thực hiện bằng biểu thức (6). Giá trị mới tại vị trí X_LUT phụ thuộc vào trạng thái trước đó của nó ở vị trí X'_LUT bằng cách thêm chiều rộng bước X_SW

(6)

Thêm các tần số khác nhau để thu được tín hiệu DTMF

Tín hiệu DTMF có thể được tạo bằng biểu thức (1) và (2). Để đơn giản cho phép tính số học, giá trị của hệ số K lấy bằng 0.75 để thay phép tính số học bằng phép dịch logic. Có tính đến biểu thức (6), giá trị hiện tại cho điều khiểnPWM có thể được tính bằng biểu thức:

(7)

và xét đến X_luta=X'_luta + X_SWa,X_LUTb=X'_LUTb + X_SWb, cuối cùng hãy viết nó ra

(8)

Triển khai bộ tạo DTMF

Phụ lục này xem xét cấu trúc của bộ tạo âm DTMF sử dụng đầu ra 8 bit (OC1A) và bảng có 128 mẫu hàm sin (Nc), mỗi mẫu được chỉ định bởi 7 bit (n). Các biểu thức sau đây thể hiện sự phụ thuộc này và cũng cho thấy cách tính toán các mục trong bảng tra cứu:

(9)

Ưu điểm của việc sử dụng 7 bit là tổng giá trị tín hiệu tần số cao và tần số thấp có kích thước một byte. Để hỗ trợ bộ âm DTMF đầy đủ, 8 giá trị cho mỗi tần số DTMF từ Bảng 1 phải được tính toán và nhập vào bảng tra cứu.

Để đạt được độ chính xác cao hơn, giải pháp sau đã được triển khai: các giá trị được tính bằng biểu thức 5 chỉ yêu cầu 5 byte. Để sử dụng hết 8 byte, điều này sẽ làm giảm lỗi làm tròn, giá trị này được nhân với 8. Con trỏ tới bảng tra cứu được viết theo cách tương tự. Nhưng trong trường hợp này phải mất hai byte để lưu trữ giá trị gấp 8 lần. Điều này có nghĩa là phải thực hiện 3 phép dịch chuyển phải và một phép toán mô đun cơ số Nc (nhân logic với Nc-1) trước khi sử dụng các byte này làm con trỏ tới các giá trị sóng hình sin trong

(10)

Hình 5. Sơ đồ mô-đun kết nối với STK500

Tín hiệuPWM được tạo ra ở chân OC1A (PD5). Một bộ lọc đầu ra bổ sung sẽ giúp tín hiệu tương thích hơn với dạng sóng hình sin. Khi giảm tần sốPWM, có thể cần phải sử dụng bộ lọc có đáp ứng tần số dốc hơn để thu được kết quả tốt.

Kết nối bàn phím được hiển thị trong Hình 1. Hoạt động của bàn phím phải được tổ chức theo cách có thể xác định được phím được nhấn. Điều này có thể được thực hiện bằng thuật toán sau:

1. Xác định chuỗi phím được nhấn
   • định cấu hình sổ ghi chép thứ tự thấp của cổng B làm đầu ra và đặt nhật ký. "0"
   • cấu hình bộ tứ cao của cổng B làm đầu vào với kết nối của điện trở kéo lên
   • dòng có nút được nhấn được xác định là chữ số của bộ tứ cao nhất có log. "0"
2. Xác định cột phím được nhấn
   • định cấu hình sổ ghi chép cao của cổng B làm đầu ra và đặt nhật ký. "0"
   • cấu hình bộ tứ bậc thấp của cổng B làm đầu vào bằng cách kết nối các điện trở kéo lên
   • cột có nút được nhấn được xác định là chữ số của bộ tứ bậc thấp có log. "0"

Lưu ý: Trong STK200, các điện trở được mắc nối tiếp giữa các chân đầu nối PORTB và các chân vi điều khiển BP5, PB6 và PB7 (xem sơ đồ STK200). Điều này sẽ gây ra vấn đề nếu bàn phím được kết nối với đầu nối PORTB.

Hình 6 minh họa hoạt động của chương trình con để xác định phím được nhấn. Tùy thuộc vào phím được nhấn, khoảng thời gian được xác định. Quy trình ngắt sử dụng giá trị này để tính toán cài đặtPWM cho hai sóng hình sin DTM. Quy trình xử lý ngắt được thể hiện trong Hình 7 và 8.

Quy trình này tính toán một giá trị để so sánh với đầu ra bộ định thời cho chu kỳ xung điện tiếp theo. Thủ tục ngắt đầu tiên tính toán vị trí của giá trị mẫu tiếp theo trong bảng tra cứu và đọc giá trị được lưu trữ ở đó.

Vị trí của mẫu trong bảng tra cứu được xác định bởi độ rộng xung và độ rộng xung thực tế được xác định bởi tần số được tạo ra.

Giá trị cuối cùng được ghi vào thanh ghi so sánh bộ đếm thời gian được xác định bằng công thức (7), có tính đến các giá trị mẫu của cả hai tần số DTMF.

Hình 6. Sơ đồ khối của chương trình chính

Hình 7. Sơ đồ khối quy trình xử lý ngắt tràn bộ định thời

Hình 8. Sơ đồ quy trình đọc mẫu "GetSample"

Xuất bản: cxem.net

Xem các bài viết khác razdela Điện thoại.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Máy tỉa hoa trong vườn 02.05.2024

Trong nền nông nghiệp hiện đại, tiến bộ công nghệ đang phát triển nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình chăm sóc cây trồng. Máy tỉa thưa hoa Florix cải tiến đã được giới thiệu tại Ý, được thiết kế để tối ưu hóa giai đoạn thu hoạch. Công cụ này được trang bị cánh tay di động, cho phép nó dễ dàng thích ứng với nhu cầu của khu vườn. Người vận hành có thể điều chỉnh tốc độ của các dây mỏng bằng cách điều khiển chúng từ cabin máy kéo bằng cần điều khiển. Cách tiếp cận này làm tăng đáng kể hiệu quả của quá trình tỉa thưa hoa, mang lại khả năng điều chỉnh riêng cho từng điều kiện cụ thể của khu vườn, cũng như sự đa dạng và loại trái cây được trồng trong đó. Sau hai năm thử nghiệm máy Florix trên nhiều loại trái cây khác nhau, kết quả rất đáng khích lệ. Những nông dân như Filiberto Montanari, người đã sử dụng máy Florix trong vài năm, đã báo cáo rằng thời gian và công sức cần thiết để tỉa hoa đã giảm đáng kể. ... >>

Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến 02.05.2024

Kính hiển vi đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu khoa học, cho phép các nhà khoa học đi sâu vào các cấu trúc và quá trình mà mắt thường không nhìn thấy được. Tuy nhiên, các phương pháp kính hiển vi khác nhau đều có những hạn chế, trong đó có hạn chế về độ phân giải khi sử dụng dải hồng ngoại. Nhưng những thành tựu mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản tại Đại học Tokyo đã mở ra những triển vọng mới cho việc nghiên cứu thế giới vi mô. Các nhà khoa học từ Đại học Tokyo vừa công bố một loại kính hiển vi mới sẽ cách mạng hóa khả năng của kính hiển vi hồng ngoại. Thiết bị tiên tiến này cho phép bạn nhìn thấy cấu trúc bên trong của vi khuẩn sống với độ rõ nét đáng kinh ngạc ở quy mô nanomet. Thông thường, kính hiển vi hồng ngoại trung bị hạn chế bởi độ phân giải thấp, nhưng sự phát triển mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã khắc phục được những hạn chế này. Theo các nhà khoa học, kính hiển vi được phát triển cho phép tạo ra hình ảnh có độ phân giải lên tới 120 nanomet, cao gấp 30 lần độ phân giải của kính hiển vi truyền thống. ... >>

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Công nghệ mới để in 3D các vật thể phức tạp dựa trên cellulose 05.04.2020 Một nhóm các nhà nghiên cứu ETH Zurich đã tìm ra cách xử lý cellulose bằng cách sử dụng in 3D để tạo ra các vật thể có độ phức tạp gần như không giới hạn có chứa một lượng lớn cellulose. Công nghệ mới kết hợp giữa in mực trực tiếp (DIW) và quy trình nén vật liệu làm tăng hàm lượng xenlulo của vật thể in lên đến 27%. Các nhà khoa học lần đầu tiên in vật thể bằng "mực nước". Thành phần của mực chỉ bao gồm nước, trong đó các hạt xenlulo và sợi có kích thước vài trăm nanomet được trộn lẫn với nhau. Hàm lượng xenlulo từ 14 đến XNUMX% tổng khối lượng mực. Sau đó, các nhà khoa học đặt vật thể in vào một bể dung môi hữu cơ. Vì cellulose không thích dung môi hữu cơ nên các hạt của nó có xu hướng dính vào nhau. Vì vậy các hạt xenlulozơ bị nén chặt và lắng đọng trong vật. Trong bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu nhúng các vật thể vào dung dịch có chứa tiền chất nhựa nhạy cảm với ánh sáng (cái gọi là "tiền chất" của nhựa, chất mà từ đó nhựa được tạo ra). Khi dung môi được loại bỏ bằng cách bay hơi, các tiền chất nhựa thâm nhập vào khuôn khổ của vật thể dựa trên cellulose. Sau đó, để tiền chất biến thành nhựa cứng, người ta chiếu tia cực tím vào vật thể in. Điều này làm cho người ta có thể thu được vật liệu composite có hàm lượng xenluloza trên 27%: tức là hàm lượng các hạt xenluloza tăng từ 6-14% lên 27%. Tùy thuộc vào loại tiền chất dẻo được sử dụng, chúng có thể kiểm soát các đặc tính cơ học của các đối tượng được in, chẳng hạn như độ đàn hồi hoặc độ bền. Điều này cho phép bạn tạo các phần cứng hoặc mềm. Sử dụng phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã có thể tạo ra nhiều vật thể phức hợp khác nhau, bao gồm cả những vật rất dễ vỡ: ví dụ, "tác phẩm điêu khắc" ngọn lửa chỉ dày một mm. Công nghệ này có một nhược điểm: việc nén chặt các bộ phận in có độ dày thành hơn XNUMX mm dẫn đến sự biến dạng của cấu trúc, vì bề mặt của vật thể nén bị nén nhanh hơn so với lõi của nó. Trong tương lai, người ta có thể làm, chẳng hạn như bao bì và thậm chí là cấy ghép sụn từ vật liệu mới. Công nghệ này cũng có thể được ngành công nghiệp ô tô quan tâm. Các nhà sản xuất ô tô Nhật Bản đã tạo ra một mẫu xe thể thao nguyên mẫu mà các bộ phận thân xe được làm gần như hoàn toàn bằng vật liệu làm từ xenlulo.

Tin tức thú vị khác:

▪ Bộ điều khiển nguồn điện đa điện áp cho màn hình LCD

▪ Nhà cung cấp dịch vụ di động ảo Google Project Fi

▪ Điện thoại thông minh làm tổn hại đến công việc

▪ Vi khuẩn da bảo vệ sức khỏe của chúng ta

▪ Người mù sẽ nhìn thế giới qua âm thanh

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ Phần ăng-ten của trang web. Lựa chọn các bài viết

▪ bài báo Hãy đóng đinh hắn! biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Mối là gì? đáp án chi tiết

▪ bài báo Người hướng dẫn vật lý trị liệu. Mô tả công việc

▪ bài viết Bảo vệ nguồn điện máy tính. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết MC34118 vi mạch đa chức năng cho bộ điện thoại. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024