課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告模版
課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告
課程名稱：學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：系別：班級(jí)：指導(dǎo)教師：
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（一）
物理與電子學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)080～～柳建國(guó)李春來(lái)
201*年7月5日音頻放大器的設(shè)計(jì)題目（三號(hào)，黑體，居中）
（空一行）
一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求（標(biāo)題均為小三號(hào)，宋體）
1、。。。。。。；（正文均為小四號(hào)，宋體，行距1.5倍）2、。。。。。。；
二、方案設(shè)計(jì)與論證
（首段，對(duì)設(shè)計(jì)要求的總體分析）方案一、。。。。。。要畫(huà)系統(tǒng)原理框圖。。。。。。方案二、。。。。。。要畫(huà)系統(tǒng)原理框圖。。。。。。
三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算
。。。。。。（要畫(huà)單元電路圖）
四、仿真過(guò)程與仿真結(jié)果
Protel99SE仿真。。。。。。
五、總原理圖及元器件清單
1、總原理圖
（含元件標(biāo)號(hào)與型號(hào)）2、元件清單元件序號(hào)R1C1。。。型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注五、安裝與調(diào)試
（一般分靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩大內(nèi)容）
LA4102中各引腳的靜態(tài)工作點(diǎn)電壓：其中Vcc=9V管腳電壓（V）12345678910111213
六、性能測(cè)試與分析
（要圍繞設(shè)計(jì)要求中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行）1．測(cè)量最大不失真輸出功率和效率功率測(cè)量：其中Vcc=9V測(cè)試條件：ViPP=mVVf=1KHzRL=8歐輸出電壓電流IE（mA）VOPP22輸出功率PO（W）電源功率PE（W）VOPP（V）VO效率η
2VOPORLPEVCCIE
PO100%PE2．測(cè)量頻率響應(yīng)
頻率響應(yīng)測(cè)量：輸入正弦信號(hào)：ViPP=20mV頻率20Hz40Hz60Hz100Hz1KHz10KHz15KHz18KHz20KHzVOPP(V)七、結(jié)論與心得
八、參考文獻(xiàn)（不少于3篇）
1、。。。。。。（五號(hào)，宋體）
2、。。。。。。
致謝
*教材與參考書(shū)
1、教材
謝自美主編.《電子線路實(shí)驗(yàn).設(shè)計(jì).測(cè)試》第三版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，201*.7。2、參考書(shū)
（1）高吉祥主編：《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》電子工業(yè)出版社，201*。（2）彭介華主編：《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，高教出版社，201*年出版。
（3）陳大欽主編：《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)－電子電路實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、仿真》，高教出版社，201*。
目錄
一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（設(shè)計(jì)課題、給定的主要器件、功能要求）二、實(shí)驗(yàn)儀器三、設(shè)計(jì)框圖及整體概述四、各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原理說(shuō)明五、調(diào)試過(guò)程及結(jié)果分析六、設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試中的體會(huì)七、對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的意見(jiàn)及建議八、參考文獻(xiàn)九、附錄（包括：整機(jī)邏輯電路圖和元器件清單）[正文的排版：（此頁(yè)不裝訂！）通過(guò)“視圖文檔結(jié)構(gòu)圖”顯示文檔層次結(jié)構(gòu)1.第一級(jí)標(biāo)題用小三號(hào)黑體2.第二級(jí)標(biāo)題用四黑體3.第三級(jí)標(biāo)題用小四號(hào)黑體
4.正文小四號(hào)字體，行距為固定值20磅
5.圖題及表題用5號(hào)黑體，居中；圖、表中文字用5號(hào)宋體（英文采用TimeNewRoman）6.參考文獻(xiàn)采用一級(jí)標(biāo)題，參考文獻(xiàn)正文為五號(hào)宋體（英文用5號(hào)TimeNewRoman），正文中引用的文獻(xiàn)依次編號(hào)并用方括號(hào)括起，如[1],[2],置于右上角；
7.正文中對(duì)于圖表的引用說(shuō)明一般采用：“如圖×.×所示為××××”或“×××如圖×.×所示“；一般不采用“×××如下：”，也即文中沒(méi)有對(duì)于圖表序號(hào)的顯式引用；8.所有標(biāo)題一律采用標(biāo)準(zhǔn)WORD格式設(shè)置（以便自動(dòng)生成目錄）；有關(guān)報(bào)告排版的其它說(shuō)明：
1．紙張大小及版心：統(tǒng)一用A4紙（21×29.7）打印，邊距設(shè)為：上3cm，下2.6cm，左2.6cm，右2.4cm。行距為固定值20磅。
2．注意文中代表變量的英文字母必須用斜體，其它用正體。微分號(hào)d、圓周率π、自然底數(shù)e、矩陣轉(zhuǎn)置T等均應(yīng)為正體。
3．文章中的英文均用TimesNewRoman字體。4．提交文本的電子版為Word文件。
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東北林業(yè)大學(xué)
單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)二號(hào)黑體居中間距約3cm距上約5cm
總結(jié)報(bào)告
6cm間距約
字號(hào)：初號(hào)，黑體居中
小三號(hào)黑體小三號(hào)楷體
設(shè)計(jì)項(xiàng)目：基于Fusion單芯片的電話錄音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目完成人：張小海、趙大海、王曉明指導(dǎo)教師：王明教授學(xué)院：信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院專業(yè)：電子信息工程201*級(jí)1班
小三號(hào)黑體，本頁(yè)最后一行指導(dǎo)教師一欄填寫(xiě)指導(dǎo)教師姓名、職稱年月日
綜合電子課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
學(xué)生姓名學(xué)生姓名設(shè)計(jì)項(xiàng)目學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)專業(yè)（班級(jí)）專業(yè)（班級(jí)）設(shè)計(jì)內(nèi)容主要技術(shù)指標(biāo)和要求設(shè)計(jì)所用儀器設(shè)備工作計(jì)劃參考資料指導(dǎo)教師簽字
基于Fusion單芯片的電話錄音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
摘要
三號(hào)黑體摘要前必須有題目，小二黑體，居中放置
本設(shè)計(jì)主要研究一種基于數(shù)字通信的電話錄音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。目前在國(guó)內(nèi)已有現(xiàn)成的USB電話錄音盒的產(chǎn)品，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，它是專門(mén)為小公司而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，具有經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、高效的特點(diǎn)。USB接口安裝安裝方便，即插即用，不需要其他配件就可以對(duì)電話進(jìn)行錄音。但是采用的都是專用解碼芯片，為了提高運(yùn)用PFGA的能力，本設(shè)計(jì)采用FPGA進(jìn)行FSK來(lái)電顯示解碼，語(yǔ)音采集以及進(jìn)行核心控制，實(shí)現(xiàn)單芯片系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
電話錄音系統(tǒng)主要由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成。下位機(jī)由Actel公司的Fusion系列FPGA實(shí)現(xiàn)，主要負(fù)責(zé)來(lái)電號(hào)碼識(shí)別，去電號(hào)碼識(shí)別以及語(yǔ)音采樣。來(lái)電的號(hào)碼識(shí)別通過(guò)FPGA對(duì)FSK信號(hào)進(jìn)行解碼來(lái)完成，去電號(hào)碼識(shí)別通過(guò)專用DTMF解碼芯片MT8870完成，語(yǔ)音采樣則由FPGA內(nèi)部集成的ADC完成。上位機(jī)由VC6.0編寫(xiě)，程序用ODBC（開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)互連）連接了Excel作為數(shù)據(jù)庫(kù)。通話的號(hào)碼、時(shí)間、類型等信息都會(huì)被存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，通話的語(yǔ)音則以WAV文件的形式保存。上位機(jī)與下位機(jī)通過(guò)RS232接口通信。
本系統(tǒng)完成的功能是在有來(lái)電時(shí)，上位機(jī)軟件能夠從最小托盤(pán)處彈出，并顯示來(lái)電號(hào)碼，若此號(hào)碼在數(shù)據(jù)庫(kù)中有對(duì)應(yīng)的聯(lián)系人，將顯示此聯(lián)系人的姓名。若摘機(jī)，軟件同樣會(huì)自動(dòng)彈出，顯示去電號(hào)碼，若有對(duì)應(yīng)聯(lián)系人，將顯示姓名。并將所有通話記錄以及通話語(yǔ)音進(jìn)行存儲(chǔ)，便于用戶查詢。
小四宋體，中文
關(guān)鍵詞：Fusion；FPGA；來(lái)電顯示；FSK解碼；DTMF
摘要字?jǐn)?shù)400左右
小四宋體加黑
DesignfortelephonerecordingbasedonFusionsingle-chip
Abstract英文題目，小二號(hào)TimesNewRoman加黑ThisdesignmainlystudiesthepreceptofdigitalcommunicationbasedonthetelephoneTimesNewRomanrecording.Atpresent,thereareready-madeinChinaUSBtelephonerecordingboxofproducts,三號(hào)加黑andthetechnologyisalreadyquitematurewhichisspecificallydesignedforsmallcompaniestodevelop,economically,stable,high-performancecharacteristics.USBinterfaceiseasytoinstall,plugandplay,nootheraccessoriescanberecordedonthephone.Butthechipsusedarealldedicateddecoderchips,inordertoenhancetheabilitytousePFGA,thedesignusesFPGAtodecodeFSKcallerID,voicecapture,aswellasthecoreofcontrol,toachievesingle-chipsolution.
Telephonerecordingsystemismainlygroupedwiththeupperandlowerplane.Subordinatemachine,implementedbyActel"sFusionfamilyFPGA,ismainlyresponsibleforCID,toidentifydialednumber,aswellasvoicesample.CIDsachievementisthroughtheFSKsdecodingbyFPGA.TheidentificationofdialednumbersiscompletedbyadedicatedDTMFdecoderchipMT8870.VoicesamplingiscompletedbytheinternalFPGAintegratedADC.PCisdevelopedbyVC6.0,proceduresuseODBC(opendatabaseconnectivity)toconnecttheExcelasadatabase.Callingnumber,timing,typeandotherinformationwillbestoredtothedatabase,thevoiceofcallsaretopreservetheformofWAVfiles.PositionmachineiscommunicatedwithSubordinatemachinethroughtheRS232interface.
Thefunctionofthefunctionofthesystemisinacall,thehostcomputersoftwaretoOffice,fromthesmallestpop-uptrayanddisplayscallerID,ifthenumberinthedatabasehascorrespondingcontacts,willshowthenameofthiscontact.Iftheremovableisdrived,thesoftwarewillautomaticallypopup,indicatingtothepowernumbers,ifthecorrespondingcontact,thenamewillbedisplayed.Allcallswillberecorded,aswellasvoicecallsforstorage.Keywords：Fusion;FPGA;CID;FSKDecoder;DTMF
TimesNewRoman小四,英文采用1.5倍行距TimesNewRoman小四，加黑
目錄
一級(jí)題序用小四宋體加黑
三號(hào)黑體
摘要AbstractTimesNewRoman小四號(hào)加黑，中、英文摘要不編頁(yè)碼。1.1課題研究的背景和意義...........................................................................................................11緒論...........................................................................................................................................11.2本設(shè)計(jì)的主要要求...................................................................................................................11.2.1基本要求...............................................................................................................................11.2.2擴(kuò)展功能要求.......................................................................................................................12
系統(tǒng)方案選擇...........................................................................................................................22.1系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)...........................................................................................................................22.2下位機(jī)核心控制.......................................................................................................................22.2.1器件選擇...............................................................................................................................2二級(jí)以下(包括二2.2.2控制方案選擇.......................................................................................................................32.3來(lái)電號(hào)碼識(shí)別...........................................................................................................................32.3.1來(lái)電數(shù)據(jù)的格式...................................................................................................................32.3.2來(lái)電數(shù)據(jù)的傳輸制式...........................................................................................................32.3.3來(lái)電數(shù)據(jù)的解調(diào)解碼...........................................................................................................42.4去電號(hào)碼識(shí)別...........................................................................................................................42.5語(yǔ)音記錄方式...........................................................................................................................52.5.1WAV格式簡(jiǎn)介.....................................................................................................................52.5.2WAV文件頭.........................................................................................................................62.6通信協(xié)議定義...........................................................................................................................63
硬件設(shè)計(jì)...................................................................................................................................8小四宋體加黑
級(jí)題序)用小四宋體3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖...................................................................................................................83.2電源設(shè)計(jì)...................................................................................................................................8
3.3FPGA最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)...............................................................................................................93.3.1時(shí)鐘和復(fù)位電路...................................................................................................................93.3.2FPGA電源和接地................................................................................................................9
3.3.3FPGA數(shù)字和模擬IO分配...............................................................................................103.3.4JTAG下載電路..................................................................................................................113.4UART發(fā)送模塊.....................................................................................................................113.5FSK前置提取電路設(shè)計(jì)........................................................................................................123.6DTMF解碼電路的設(shè)計(jì)........................................................................................................123.7語(yǔ)音提取電路的設(shè)計(jì).............................................................................................................133.8摘機(jī)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì).............................................................................................................134
FPGA程序設(shè)計(jì).....................................................................................................................14
4.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).........................................................................................................................144.2核心控制模塊設(shè)計(jì).................................................................................................................144.2.1端口介紹.............................................................................................................................144.2.2工作原理.............................................................................................................................154.3通道選擇模塊設(shè)計(jì).................................................................................................................164.3.1端口介紹.............................................................................................................................164.3.2工作原理.............................................................................................................................174.4UART發(fā)送模塊.....................................................................................................................184.5FSK解碼模塊設(shè)計(jì)................................................................................................................184.5.1端口介紹.............................................................................................................................184.5.2工作原理.............................................................................................................................194.6DTMF解碼模塊設(shè)計(jì)............................................................................................................194.7A/D采樣模塊設(shè)計(jì).................................................................................................................194.7.1端口介紹.............................................................................................................................194.7.2模塊結(jié)構(gòu).............................................................................................................................205
上位機(jī)軟件設(shè)計(jì).....................................................................................................................21
5.1功能概述.................................................................................................................................215.1.1主界面.................................................................................................................................215.1.2通話記錄界面.....................................................................................................................215.1.3電話簿界面.........................................................................................................................225.2程序結(jié)構(gòu)框圖.........................................................................................................................22
5.3數(shù)據(jù)接收和信息記錄.............................................................................................................235.3.1引導(dǎo)字符的識(shí)別.................................................................................................................235.3.2來(lái)電信息記錄.....................................................................................................................245.3.3去電信息記錄.....................................................................................................................255.3.4語(yǔ)音信息記錄.....................................................................................................................265.3.5數(shù)據(jù)庫(kù)操作.........................................................................................................................275.4其他.........................................................................................................................................276
系統(tǒng)調(diào)試.................................................................................................................................28
6.1測(cè)試方案設(shè)計(jì).........................................................................................................................286.2系統(tǒng)典型故障與分析.............................................................................................................286.2.1下位機(jī)上電復(fù)位.................................................................................................................296.2.2FSK解碼.............................................................................................................................296.2.3上位機(jī)程序異常退出.........................................................................................................296.2.4上位機(jī)程序引導(dǎo)字符識(shí)別錯(cuò)誤.........................................................................................297
結(jié)論.........................................................................................................................................30
參考文獻(xiàn)附錄
參考文獻(xiàn)、附錄、致謝均不編頁(yè)碼
東北林業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
基于Fusion單芯片的電話錄音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1緒論1.1課題研究的背景和意義來(lái)電顯示，是近年來(lái)電信部門(mén)推出的一種新的業(yè)務(wù):顯示被叫方的電話號(hào)碼和呼叫時(shí)在論文正文前，應(yīng)闡述本課題研究間等信息。來(lái)電顯示電話機(jī)和來(lái)電顯示器產(chǎn)品應(yīng)用已十分廣泛，其技術(shù)也相當(dāng)成熟。但傳的目的、意義、對(duì)本研究國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)正文二級(jí)標(biāo)題統(tǒng)的來(lái)電顯示信息電話僅將數(shù)據(jù)顯示在自身的話機(jī)內(nèi)，無(wú)法將數(shù)據(jù)提供給計(jì)算機(jī)或其他設(shè)狀有針對(duì)性的簡(jiǎn)要綜合評(píng)述和本論文用小三號(hào)宋體字，與備。因此開(kāi)發(fā)來(lái)電顯示電話與計(jì)算機(jī)的接口和相關(guān)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是十分必要的，也是有所要解決的問(wèn)題等。三號(hào)宋體。論文標(biāo)下文單倍行距實(shí)用價(jià)值的。題及第一層次題序距下文空一行.來(lái)電顯示助手通過(guò)送入電腦的來(lái)電顯示，結(jié)合客戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)，將傳統(tǒng)的電話來(lái)電顯示功能進(jìn)行擴(kuò)展，使得客戶在來(lái)電時(shí)通過(guò)來(lái)電號(hào)碼在客戶數(shù)據(jù)中查詢相關(guān)的信息，顯示在電腦上，使得我們?cè)诘谝粫r(shí)間獲知客戶端基本信息、業(yè)務(wù)發(fā)生情況，占據(jù)業(yè)務(wù)的先機(jī)，把握談話的主動(dòng)性，拉近員工與客戶之間的距離、提升企業(yè)形象、提高工作效率。而電話錄音功能又可以讓員工對(duì)客戶提出的問(wèn)題以及我們當(dāng)時(shí)提出的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的記錄，有助于我們總結(jié)問(wèn)題，以便于員工對(duì)客戶進(jìn)行更好的服務(wù)。
小二號(hào)黑體居中放置。論文標(biāo)題及第一層次題序距上下文空一行1.2本設(shè)計(jì)的主要要求
1.2.1基本要求
（1）解碼FSK制式來(lái)電顯示；（2）能記錄語(yǔ)音信息；小四宋體（3）使用FusionFPGA實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案；1.2.2擴(kuò)展功能要求
（1）通過(guò)串口將來(lái)電號(hào)碼送往PC并做記錄；（2）通過(guò)串口將語(yǔ)音信息傳到PC并做記錄；（3）能記錄去電號(hào)碼及語(yǔ)音信息；
1頁(yè)面上邊距2.5cm,下邊距2cm，左邊距2.5cm，右邊距2cm，裝訂線位置選擇左側(cè)。東北林業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)2系統(tǒng)方案選擇頁(yè)眉為：東北林業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)，字體設(shè)置為小五號(hào)宋體居中，頁(yè)眉以通檔橫線與正文間隔2.1系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大部分構(gòu)成，其中硬件又由前端電路，F(xiàn)PGA以及隔離模塊三大部分構(gòu)成，其中前端電路將電話線上的信號(hào)進(jìn)行并行處理并接入FPGA的內(nèi)部進(jìn)行進(jìn)一步的處理，通過(guò)檢測(cè)到的忙音信號(hào)，振鈴信號(hào)，摘機(jī)信號(hào)進(jìn)行判斷當(dāng)前狀態(tài)并對(duì)通道選擇模塊進(jìn)行控制，將FSK解碼，DTMF解碼以及AD采樣中的某一路與串口隔離模塊相連，最后通過(guò)串口隔離模塊后與PC機(jī)相連。
軟件部分是由VC6.0編寫(xiě)的一個(gè)小型應(yīng)用軟件，具有良好的人機(jī)界面，便于使用。
前端電路忙音檢測(cè)忙音檢測(cè)忙音信號(hào)振鈴信號(hào)振鈴檢測(cè)核心控制摘機(jī)信號(hào)電話信號(hào)摘機(jī)檢測(cè)串口隔離RS232接口FusionFPGA隔離模塊FSK提取FSK解碼通道選擇串口發(fā)送串口轉(zhuǎn)USBPC機(jī)DTMF解碼DTMF解碼語(yǔ)音提取AD采樣USB接口圖21系統(tǒng)框圖
2.2下位機(jī)核心控制2.2.1器件選擇由于本系統(tǒng)要對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，因此我們選擇了Actel公司的Fusion系列FPGA作為核心控制器，針對(duì)本系統(tǒng)該系列FPGA提供了以下特點(diǎn)：
（1）片內(nèi)集成了采樣精度最高12位，采樣頻率最高600kps的ADC
2正文三級(jí)標(biāo)題用四號(hào)宋體字東北林業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
（2）片內(nèi)集成了1.5V電壓調(diào)整器，可以實(shí)現(xiàn)低功耗的睡眠模式（3）基于Flash架構(gòu)，配置數(shù)據(jù)掉電不丟失
基于以上的特點(diǎn)，我們選擇了Fusion系列FPGA中AFS250來(lái)實(shí)現(xiàn)我們系統(tǒng)，不僅簡(jiǎn)化了外圍電路的設(shè)計(jì)，同時(shí)還減小了PCB面積，有效實(shí)現(xiàn)了單芯片系統(tǒng)[1]。
2.2.2控制方案選擇
下位機(jī)有兩種控制方案可供選擇，分別是使用狀態(tài)機(jī)和使用MCU軟核。狀態(tài)機(jī)占用的資源較少，運(yùn)行也很穩(wěn)定，然而當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的通信協(xié)議時(shí)，狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)會(huì)變得異常復(fù)雜，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力才能完成。MCU軟核則正好相反，它可以運(yùn)行常規(guī)的C程序，從而能夠高效的處理人機(jī)界面和進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)，然而為了獲得強(qiáng)大的功能，軟核通常需要以占用大量的邏輯資源為代價(jià)，在一些小型設(shè)計(jì)中顯得得不償失。
本系統(tǒng)下位機(jī)的主要任務(wù)是對(duì)來(lái)電、去電信息進(jìn)行解碼并對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，然后將這些數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)，狀態(tài)非常簡(jiǎn)單，其中并未涉及復(fù)雜的拆包、打包過(guò)程以及握手協(xié)議，因此我們使用了狀態(tài)機(jī)來(lái)完成核心的控制。
2.3來(lái)電號(hào)碼識(shí)別
2.3.1來(lái)電數(shù)據(jù)的格式
目前我國(guó)的來(lái)電顯示主要有復(fù)合數(shù)據(jù)格式和單數(shù)據(jù)格式兩種，復(fù)消息數(shù)據(jù)格式如表21所示。表中值定義一欄的M、N、O表示該字節(jié)的值不確定，表示該串字節(jié)的值不確定[2]。
表21復(fù)合數(shù)據(jù)格式字段位置01234~12131415~15+N15+N+1
功能描述復(fù)合數(shù)據(jù)格式標(biāo)識(shí)字符值定義80H表例子：“表2-1復(fù)合數(shù)據(jù)格從該字節(jié)之后到BCC字節(jié)之間的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度式”位于表的上方居中，M五號(hào)呼叫時(shí)間消息類型標(biāo)識(shí)01H表格內(nèi)中文用小五宋體加黑，呼叫時(shí)間消息長(zhǎng)度08H英文或其文字用小五號(hào)宋體，以ASCLL碼表示的呼叫時(shí)間號(hào)TimesNewRoman字體。主叫號(hào)碼消息類型標(biāo)識(shí)主叫號(hào)碼消息長(zhǎng)度
以ASCLL碼表示的主叫號(hào)碼BCC校驗(yàn)字
02HNˉO
單數(shù)據(jù)格式的標(biāo)識(shí)字符為04H，相對(duì)于復(fù)合數(shù)據(jù)格式，它省去了呼叫時(shí)間消息長(zhǎng)度和
主叫號(hào)碼消息長(zhǎng)度兩個(gè)參數(shù)，其它參數(shù)的定義與復(fù)合數(shù)據(jù)格式相同，在此不再贅述。
2.3.2來(lái)電數(shù)據(jù)的傳輸制式
電話交換機(jī)是通過(guò)FSK調(diào)制波將來(lái)電信息發(fā)送給電話終端的，具體的調(diào)制特性如下所示：
（1）調(diào)制方式：BFSK（相位連續(xù)二進(jìn)制移頻鍵控）（2）邏輯1：1200Hz
頁(yè)腳為頁(yè)碼，頁(yè)碼格式為阿拉（3）邏輯0：2200Hz
伯?dāng)?shù)字，字體設(shè)置為小五號(hào)（4）傳輸速率：1200bps
TimesNewRoman字體居中（5）數(shù)據(jù)傳送方式：二進(jìn)制異步串行方式在掛機(jī)狀態(tài)時(shí)，電話線上是50V左右的直流電平，當(dāng)有電話呼入時(shí)，會(huì)有峰峰值為90V的振鈴信號(hào)疊加到50V的直流電平上。承載著來(lái)電信息的FSK調(diào)制波會(huì)在第一聲振東北林業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
鈴和第二聲振鈴之間發(fā)送給電話終端，具體波形如圖22所示[3]。
空閑時(shí)50V來(lái)電時(shí)50VFSK信號(hào)振鈴信號(hào)振鈴信號(hào)振鈴信號(hào)通話時(shí)語(yǔ)音信號(hào)5V坐標(biāo)圖例子：橫縱坐標(biāo)必須標(biāo)注量、單位，坐標(biāo)名置于圖的下方居中，五號(hào)宋體加黑圖22不同狀態(tài)下的電話信號(hào)波形
2.3.3來(lái)電數(shù)據(jù)的解調(diào)解碼
對(duì)于FSK調(diào)制波，有很多種成熟的解調(diào)方案，如使用模擬或數(shù)字濾波器，或使用鎖相環(huán)，然而這些方案在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)都比較復(fù)雜。在本系統(tǒng)中，考慮到來(lái)電數(shù)據(jù)的傳輸速率較慢而且是單位傳輸，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率與載波頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系也較為單一，因此我們沒(méi)有用傳統(tǒng)的解調(diào)方案，而是將FSK調(diào)制波整形成矩形波后直接送入了FPGA，然后由FPGA根據(jù)波形的特性進(jìn)行0、1判斷，完成解調(diào)過(guò)程。
來(lái)電信息是用UART的方式以1200bps發(fā)送的，因此在數(shù)據(jù)解調(diào)完畢后幾乎不需要額外的解碼處理，解調(diào)模塊可直接將輸出通過(guò)RS232接口發(fā)送給上位機(jī)。
2.4去電號(hào)碼識(shí)別
電話終端是以DTMF（雙音多頻）的方式將呼叫號(hào)碼發(fā)送給電話交換機(jī)的，為了獲知用戶撥出的號(hào)碼，下位機(jī)需要完成DTMF解碼。DTMF解碼過(guò)程中需要完成對(duì)多種頻率的識(shí)別，并將這些頻率的組合方式譯碼成有效的數(shù)據(jù)，這一過(guò)程的實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜，因此在本系統(tǒng)中我們選用了專用的解碼芯片MT8870[4]。
MT8870能將DTMF信號(hào)譯為四位二進(jìn)制碼，表22是該芯片的譯碼表。其中Digit為實(shí)際的按鍵，TOE是輸出使能信號(hào)，Q1-Q4為4位數(shù)字輸出，每當(dāng)解碼芯片檢測(cè)到有效載波時(shí)，就會(huì)進(jìn)行解碼，解碼完成后Q4~Q1的值會(huì)立即被更新，同時(shí)STD輸出一個(gè)高電平信號(hào)，下位機(jī)可以根據(jù)STD的狀態(tài)判斷是否有按鍵，當(dāng)檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，通過(guò)讀取Q4~Q1的值即可獲得按鍵代碼，從而識(shí)別用戶撥出的電話號(hào)碼。
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表22MT8870譯碼表
DigitANY1234567890*#ABCDABCD
TOELHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH
INHXXXXXXXXXXXXXLLLLHHHH
STDHHHHHHHHHHHHHHHHHLLLL
Q4Z0000000111111110
沒(méi)有檢測(cè)到按鍵時(shí)Q4~Q1保持不變STD返回低電平
Q3Z0001111000011110
Q2Z0110011001100110
Q1Z1010101010101010
2.5語(yǔ)音記錄方式
本系統(tǒng)的語(yǔ)音采集工作，由下位機(jī)通過(guò)FPGA內(nèi)部集成的ADC完成，下位機(jī)采樣到的語(yǔ)音數(shù)據(jù)通過(guò)RS232接口發(fā)送給上位機(jī)，然后由上位機(jī)保存成WAV格式。
2.5.1WAV格式簡(jiǎn)介
WAV格式是微軟公司開(kāi)發(fā)的一種聲音文件格式，也叫波形聲音文件，是最早的數(shù)字音頻格式，被Windows平臺(tái)及其應(yīng)用程序廣泛支持。WAV格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道，采用44.1kHz的采樣頻率，16位量化位數(shù)，因此WAV的音質(zhì)與CD相差無(wú)幾，但WAV格式對(duì)存儲(chǔ)空間需求太大不便于交流和傳播[5]。
WAV來(lái)源于對(duì)聲音模擬波形的采樣。用不同的采樣頻率對(duì)聲音的模擬波形進(jìn)行采樣可以得到一系列離散的采樣點(diǎn)，以不同的量化位數(shù)（8位或16位）把這些采樣點(diǎn)的值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，然后存入磁盤(pán)，這就產(chǎn)生了聲音的WAV文件，即波形文件。該格式記錄聲音的波形，故只要采樣率高、采樣字節(jié)長(zhǎng)、機(jī)器速度快，利用該格式記錄的聲音文件能夠和原聲基本一致，質(zhì)量非常高，但這樣做的代價(jià)就是文件太大。但電腦的存儲(chǔ)空間很大，而且文件可以隨時(shí)進(jìn)行清理與刪除，對(duì)于本設(shè)計(jì)文件大并不是問(wèn)題，我們還可以進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，如將WAV文件進(jìn)行壓縮后再保存等。
由于只需要對(duì)聲音進(jìn)行采樣，即將模擬信號(hào)送入FPGA的內(nèi)部進(jìn)行A/D采樣后再經(jīng)串口傳給計(jì)算機(jī)，并以WAV格式進(jìn)行保存，以這種方式我們就能將語(yǔ)音信號(hào)保存并進(jìn)行播放，因此語(yǔ)音記錄方式采用的是WAV格式文件。
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2.5.2WAV文件頭
為了創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)的WAV文件，上位機(jī)程序用結(jié)構(gòu)體定義了一個(gè)WAV文件頭，程序如下。
typedefstruct{
charRIFFID[4];
DWORDFileSize;charWAVEfmt[8];
DWORDsizeofPCM;
WORDWAVE_FORMAT;WORDChanel;
DWORDSamPerSec;DWORDDatPerSec;WORDALian;
WORDSamBitL;WORDSamBitH;charfactID[4];
WORDfactSizeL;WORDfactSizeH;WORDfactDataL;WORDfactDataH;chardataID[4];
WORDdataSizeL;WORDdataSizeH;
}WaveHead;
文件頭中包含了文件大小、采樣速率、通道數(shù)等信息，其中有些成員的值是固定的，如采樣速率SamPerSec和通道數(shù)SamPerSec，而有些成員的值則需要在程序運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)計(jì)算，如文件大小FileSize。關(guān)于WAV文件頭中各個(gè)成員的進(jìn)一步介紹，在此不再贅述。
2.6通信協(xié)議定義
本系統(tǒng)的程序主要有下位機(jī)和上位機(jī)程序兩大部分組成，下位機(jī)負(fù)責(zé)來(lái)電和去電信息的解碼以及語(yǔ)音的采樣，而上位機(jī)則負(fù)責(zé)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和管理。在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程
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中，下位機(jī)共有三種類型的數(shù)據(jù)需要上傳，分別是來(lái)電信息數(shù)據(jù)，去電信息數(shù)據(jù)和語(yǔ)音數(shù)據(jù)，為了讓上位機(jī)能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)區(qū)分開(kāi)來(lái)，需要定義一組簡(jiǎn)單的通信協(xié)議[6]。
下位對(duì)引導(dǎo)字符的發(fā)送和上位機(jī)對(duì)引導(dǎo)字符的識(shí)別是本系統(tǒng)通信協(xié)議的核心，具體的實(shí)現(xiàn)機(jī)制是，當(dāng)下位機(jī)有數(shù)據(jù)需要上傳時(shí)，首先要向上位機(jī)發(fā)送一段引導(dǎo)字符，上位機(jī)識(shí)別到引導(dǎo)字符后要根據(jù)引導(dǎo)字符的類型進(jìn)入相應(yīng)的數(shù)據(jù)接收準(zhǔn)備狀態(tài)。引導(dǎo)字符的定義如表33所示。表33引導(dǎo)字符定義引導(dǎo)字符類型1024個(gè)AAH1024個(gè)BBH1024個(gè)CCH
功能描述撥號(hào)信息前導(dǎo)，指示上位機(jī)準(zhǔn)備接收撥號(hào)信息數(shù)據(jù)來(lái)電信息前導(dǎo)，指示上位機(jī)準(zhǔn)備接收來(lái)電信息數(shù)據(jù)語(yǔ)音數(shù)據(jù)前導(dǎo)，指示上位機(jī)準(zhǔn)備接收語(yǔ)音數(shù)據(jù)
由表33可以看出，下位機(jī)與上位機(jī)的通信過(guò)程非常簡(jiǎn)單，上位機(jī)只需要接收下位機(jī)發(fā)送的引導(dǎo)字符，然后根據(jù)引導(dǎo)字符的類型進(jìn)入相應(yīng)的狀態(tài)并等待下位機(jī)上傳的數(shù)據(jù)即可。協(xié)議中數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束是通過(guò)等待超時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)上位機(jī)在超過(guò)了規(guī)定的時(shí)間后還未接收到數(shù)據(jù)時(shí)則認(rèn)為傳輸結(jié)束，然后會(huì)返回到空閑狀態(tài)。
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3硬件設(shè)計(jì)
3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖
如圖3所示，整個(gè)系統(tǒng)由FusionFPGA和外圍電路兩大部分組成，其中外圍電路又分為摘機(jī)檢測(cè)電路、FSK提取電路、DTMF解碼電路和語(yǔ)音提取電路四個(gè)單元。
摘機(jī)檢測(cè)電路用于檢測(cè)話機(jī)的狀態(tài)，掛機(jī)時(shí)檢測(cè)電路會(huì)輸出高電平，摘機(jī)時(shí)檢測(cè)電路會(huì)輸出低電平。振鈴檢測(cè)及FSK提取電路用于提取振鈴信號(hào)以及電話交換機(jī)發(fā)送的FSK來(lái)電信息，并將其處理為規(guī)則的矩形波信號(hào)，然后送由FPGA解碼處理。DTMF解碼電路用于解碼用戶的撥號(hào)的信息，當(dāng)電路檢測(cè)到有效的載波時(shí)，會(huì)自動(dòng)對(duì)載波進(jìn)行解碼，并后將解碼得到的數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)四位總線并行輸出。語(yǔ)音提取電路用于提取和處理通話過(guò)程中的語(yǔ)音信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后的信號(hào)會(huì)被直接送至FPGA的ADC輸入端口進(jìn)行采樣。
FusionFPGA是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它對(duì)外圍電路的輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷，然后執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作并完成所需的功能。
由于電話系統(tǒng)與PC機(jī)是共地的，因此當(dāng)上位機(jī)與下位機(jī)通過(guò)RS232接口直接相連時(shí)，上位機(jī)會(huì)對(duì)下位機(jī)產(chǎn)生很大的干擾，如圖31中的串口隔離模塊用于實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的電氣隔離，從而有效避免干擾。
圖31系統(tǒng)硬件框圖
3.2電源設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的電源電路如圖3所示。外接電源通過(guò)線性穩(wěn)壓器7805和SPX1117-3.3后得到VCC_5和VCC_33兩路電源，VCC_5用于對(duì)外圍模擬電路供電，VCC_33則用于對(duì)FPGA的數(shù)字IO等供電。VCC_5通過(guò)DC-DC模塊BS0505S隔離后得到UART_VCC，該路電源用于對(duì)UART發(fā)送模塊供電。
Fusion系列FPGA內(nèi)部集成了一個(gè)1.5V的電壓調(diào)整器，通過(guò)它可以給FPGA的內(nèi)核以及其它1.5V外設(shè)供電。集成電壓調(diào)整器最大可以輸出20mA的電流，為了使其具有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，需要用一個(gè)三極管進(jìn)行電流放大。在圖32中，Q1的基極和發(fā)射極分別連接到了FPGA的PTBASE和PTEM引腳，電壓調(diào)整器會(huì)根據(jù)PTEM反饋的電壓自動(dòng)調(diào)整PTBASE電壓，從而在Q1的發(fā)射極得到穩(wěn)定的1.5V輸出。
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VCC_15經(jīng)過(guò)由R17、C14、C15組成的阻容濾波網(wǎng)絡(luò)后生成PVCC，此路電源用于對(duì)FPGA內(nèi)部的PLL供電。AGND、GND、PGND分別是系統(tǒng)的模擬地、數(shù)字地以及PLL地，為減少數(shù)字地對(duì)模擬地和PLL地的干擾，電路中用0Ω電阻對(duì)它們進(jìn)行了隔離。
圖32電源電路
3.3FPGA最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.1時(shí)鐘和復(fù)位電路
系統(tǒng)時(shí)鐘采用的是48MHz的有源晶振，為了使時(shí)鐘電路能夠輸出穩(wěn)定的電壓波形，必須保證供電電壓的穩(wěn)定，因此在時(shí)鐘電路的前端添加了LC濾波電路，如圖33所示，電阻R6的作用是抑制高次諧波和實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
圖3中的C8和R5組成了上電自動(dòng)復(fù)位電路，在上電瞬間C8的充電電流會(huì)將RST拉高，從而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。
圖33時(shí)鐘和復(fù)位電路
3.3.2FPGA電源和接地
Fusion系列FPGA內(nèi)部集成了ADC模塊，是一個(gè)模數(shù)混合的系統(tǒng)，因此需要恰當(dāng)?shù)奶幚硇酒碾娫春徒拥�。如圖34所示，電路中為每個(gè)電源引腳都添加了去耦電容，同時(shí)遵循了將模擬電路與數(shù)字電路分開(kāi)接地的原則。
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圖34FPGA的電源和接地
3.3.3FPGA數(shù)字和模擬IO分配
FPGA擁有豐富的IO資源，在本系統(tǒng)中我們只用到了少數(shù)幾個(gè)。如圖3所示，其中CLK和RST是時(shí)鐘和復(fù)位信號(hào)，它們需要連接到芯片的全局網(wǎng)絡(luò)上，144引腳和142引腳位于芯片東邊的時(shí)鐘調(diào)整電路上，可以通過(guò)多路選擇邏輯連接到全局網(wǎng)絡(luò)，符合我們的需求。SOUND_IO是語(yǔ)音信號(hào)輸入信號(hào)，可以分配到AV0~AV5中的任意一個(gè)，在此我們使用了AV0。圖35中的其它信號(hào)均為來(lái)自外圍電路數(shù)字信號(hào)，對(duì)IO分配沒(méi)有特殊要求，在此是根據(jù)PCB布線情況分配的。
圖35數(shù)字和模擬IO分配
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3.3.4JTAG下載電路
如圖3所示，JP1即為JTAG插座，JTAG下載電路非常簡(jiǎn)單，只需要將對(duì)應(yīng)引腳與下載插座相連即可。Fusion芯片內(nèi)部集成的電壓調(diào)整器是通過(guò)電荷泵工作的，因此需要外接電容C16。圖36中的JP3是雙排插針，它左邊的端口直接與FPGA相連，右邊的端口則與外圍電路相連，左右兩邊的端口可以通過(guò)跳線連接起來(lái)，這樣設(shè)計(jì)的好處是容易隔離故障，方便調(diào)試。
圖36JTAG下載電路
3.4UART發(fā)送模塊
UART發(fā)送模塊的電路如圖37所示，電路中用SP3232E完成TTL電平到RS232電平的轉(zhuǎn)換，由高速光耦6N137實(shí)現(xiàn)電氣隔離。
圖37UART發(fā)送模塊
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3.5FSK前置提取電路設(shè)計(jì)
FSK前置電路如圖38所示，電感L2、L3用于濾除電話信號(hào)上高頻噪聲，電容C42、C44用于隔直通交，三極管Q2與其外圍的電阻構(gòu)成了一個(gè)共射極放大電路。由于FSK信號(hào)是在第一聲振鈴和第二聲振鈴之間進(jìn)行發(fā)送的，而且振鈴信號(hào)的幅值比FSK信號(hào)的幅值高出很多倍，因此需要對(duì)振鈴信號(hào)進(jìn)行一定程度的衰減，圖38中的C45,R25,C43,R26構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的阻容帶通濾波器，它一方面可以有效的衰減振鈴信號(hào)的幅值，另一方面還可濾除電話信號(hào)中的噪聲。比較器U7用于將電路提取得到的FSK波形整形成矩形波，它的輸出會(huì)被直接送入FPGA的數(shù)字I/O進(jìn)行解調(diào)和解碼處理。電位器W1用于調(diào)整比較器的參考電壓，從而調(diào)整輸出信號(hào)高電平的寬度，在干擾較大的環(huán)境下可以將比較電壓調(diào)節(jié)的稍高一些，這樣可以有效濾除干擾信號(hào)。
圖38FSK前置摘取電路
3.6DTMF解碼電路的設(shè)計(jì)
DTMF解碼的實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，在此我們直接使用專用解碼芯片MT8870來(lái)完成。如圖39所示，BG_OUT是電話線上的信號(hào)經(jīng)過(guò)整流橋反極后得到的，可直接通過(guò)隔直電容耦合到MT8870當(dāng)中，在檢測(cè)到有效載波后，MT8870會(huì)將解碼得到的數(shù)據(jù)并行輸出到Q1~Q4上，然后置高StD信號(hào)，F(xiàn)PGA檢測(cè)到StD信號(hào)的上升沿后即可從Q1~Q4上讀取到有效的數(shù)據(jù)。MT8870的工作電壓為5V，而FPGA端口的工作電平為3.3V，R9、R11~R14的作用是限制當(dāng)Std或Q1~Q4為高電平時(shí)灌入FPGA端口的電流，從而保護(hù)FPGA的IO不被損壞。
圖39DTMF解碼電路
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3.7語(yǔ)音提取電路的設(shè)計(jì)
語(yǔ)音信號(hào)是直接在電話線上傳輸?shù)�，因此語(yǔ)音提取電路的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，如圖310所示，電話信號(hào)通過(guò)整流橋反極后被送到Q3的發(fā)射極，電路中的Q3和Q4組成了一個(gè)達(dá)林頓型三極管，當(dāng)CTRL為低電平電時(shí)，光耦導(dǎo)通，達(dá)林頓三極管飽和，語(yǔ)音信號(hào)被耦合到下一級(jí)電路，當(dāng)CTRL為高電平時(shí)，光耦截止，達(dá)林頓三極管截止，此時(shí)電話線上信號(hào)被切斷。CTRL信號(hào)由FPGA控制，只有在啟動(dòng)錄音時(shí)，該信號(hào)才會(huì)變?yōu)榈碗娖�，空閑狀態(tài)下該信號(hào)為高電平。這樣做一方面可以降低系統(tǒng)負(fù)載對(duì)電話線的影響，另一方面可有效防止高壓振鈴信號(hào)損壞后級(jí)電路。
圖310中，D4、D5的作用是對(duì)SOUND信號(hào)進(jìn)行鉗位。當(dāng)由于系統(tǒng)異常導(dǎo)致振鈴信號(hào)在CTRL為低電平時(shí)進(jìn)入時(shí)，90V的振鈴信號(hào)會(huì)直接耦合到FPGA的模擬IO端口，這有可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成致命的損壞。電路中的鉗位二極管會(huì)將SOUND的電平鉗在-0.7V~+5.7V之間，可有效避免因振鈴信號(hào)異常進(jìn)入而導(dǎo)致的FPGA損壞。
圖310語(yǔ)音提取電路
3.8摘機(jī)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)
在掛機(jī)情況下，電話線上的電壓為50V左右，在摘機(jī)情況下電壓會(huì)降低到6V左右，因此用電阻分壓的方式即可實(shí)現(xiàn)摘機(jī)和掛機(jī)的檢測(cè)，如圖311所示，電路中二極管D6和D7的作用也是進(jìn)行電壓鉗位，從而保護(hù)后級(jí)電路。
圖311摘機(jī)檢測(cè)電路
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4FPGA程序設(shè)計(jì)
4.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
FPGA程序的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖41所示，核心控制邏輯通過(guò)檢測(cè)振鈴和摘機(jī)信號(hào)來(lái)控制通道選擇模塊選擇相應(yīng)的傳輸通道，其中摘機(jī)信號(hào)由摘機(jī)檢測(cè)電路產(chǎn)生，振鈴信號(hào)由FSK解碼模塊產(chǎn)生。FSK解碼模塊、ADC采樣模塊和DTMF解碼模塊的數(shù)據(jù)輸出時(shí)序與UART發(fā)送模塊相匹配，它們通過(guò)通道選擇模塊相連。UART發(fā)送模塊以115200b/s的波特率發(fā)送數(shù)據(jù)，它的輸入數(shù)據(jù)來(lái)自通道選擇模塊，通道選擇選擇模塊則在核心控制模塊的控制下將UART發(fā)送模塊與FSK解碼模塊、ADC采樣模塊或DTMF解碼模塊接通。
核心控制振鈴信號(hào)FSK解碼AD采樣DTMF解碼通道選擇UART發(fā)送
圖41總體結(jié)構(gòu)框圖
4.2核心控制模塊設(shè)計(jì)
4.2.1端口介紹
圖42核心控制模塊端口結(jié)構(gòu)圖
核心控制模塊的端口結(jié)構(gòu)如圖42所示，左邊是輸入端口，右邊是輸出端口，關(guān)于各個(gè)端口的功能描述請(qǐng)參見(jiàn)表41。
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表41核心控制模塊端口描述名稱clk_48mresetringholdstdCSfsk_overadc_overdtmf_overctrl
方向輸入輸入輸入輸入輸入輸出輸出輸出輸出輸出
寬度1111131111
功能描述48MHz時(shí)鐘信號(hào)高電平有效的復(fù)位信號(hào)
振鈴信號(hào)，當(dāng)有振鈴時(shí)該信號(hào)為變?yōu)楦唠娖?/p>
摘機(jī)信號(hào)，摘機(jī)時(shí)該信號(hào)低電平，掛機(jī)時(shí)該信號(hào)為高電平DTMF有效信號(hào)，解碼芯片有數(shù)據(jù)輸出時(shí)，該信號(hào)會(huì)被置高通道選擇信號(hào)，每個(gè)位對(duì)應(yīng)著一個(gè)數(shù)據(jù)通道用于結(jié)束FSK通道的標(biāo)志信號(hào)用于結(jié)束ADC通道的標(biāo)志信號(hào)用于結(jié)束DTMF通道的標(biāo)志信號(hào)語(yǔ)音提取電路的選通信號(hào)
4.2.2工作原理
核心控制模塊是一個(gè)米利型狀態(tài)機(jī)，它根據(jù)hold、ring和std信號(hào)進(jìn)行狀態(tài)跳轉(zhuǎn)并對(duì)CS、fsk_over等輸出信號(hào)進(jìn)行控制，核心控制模塊的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖43所示，關(guān)于各個(gè)狀態(tài)的詳細(xì)描述請(qǐng)參見(jiàn)表42所示。狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的輸出列中未描述的信號(hào)表示該信號(hào)的值與前一個(gè)狀態(tài)相同。
圖43核心控制模塊狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
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表42核心控制模塊狀態(tài)描述狀態(tài)描述循環(huán)檢測(cè)hold_valid和ring信號(hào)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)hold_valid為0時(shí)則
IDLE
表明用戶摘機(jī)撥號(hào)，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到DTMF，當(dāng)發(fā)現(xiàn)ring信號(hào)為1時(shí)，則表明有電話呼入，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到FSK。
啟動(dòng)wait_cnt計(jì)數(shù)，用戶的每次撥號(hào)都會(huì)使wait_cnt清零，當(dāng)
DTMF
wait_cnt超過(guò)某值后則表明用戶撥號(hào)結(jié)束，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到DTMF_idle
DTMF_idleDTMF_over
該狀態(tài)用于使輸出信號(hào)dtmf_over產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)時(shí)鐘周期的高電平信號(hào)
該狀態(tài)用于使輸出信號(hào)dtmf_over產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)時(shí)鐘周期的高電平信號(hào)，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到ADC
啟動(dòng)fsk_wait計(jì)數(shù)并檢測(cè)hold_valid，fsk_wait超過(guò)某值后則表
FSK
明主叫方放棄呼叫，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到FSK_out，hold_valid為0表明用戶摘機(jī)接聽(tīng)電話，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到ADC。
FSK_outFSK_overADCADC_over
該狀態(tài)用于使輸出信號(hào)fsk_over產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)時(shí)鐘周期的高電平信號(hào)
該狀態(tài)用于使輸入信號(hào)fsk_over產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)時(shí)鐘周期的高電平信號(hào)，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到ADC。
檢測(cè)hold_valid信號(hào)，若為1則表明用戶掛機(jī)，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到ADC_over
該狀態(tài)用于使輸出信號(hào)adc_over產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)時(shí)鐘周期的高電平信號(hào)
CS=2ctrl=0adc_over=1;fsk_over=1fsk_over=1CS=1dtmf_over=1dtmf_over=1輸出fsk_over=0dtmf_over=0adc_over=0ctrl=1CS=0CS=4
4.3通道選擇模塊設(shè)計(jì)
4.3.1端口介紹
圖4-4通道選擇模塊端口結(jié)構(gòu)圖
通道選擇模塊的端口結(jié)構(gòu)如圖44所示，詳細(xì)描述了各個(gè)端口的屬性和功能。
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表43通道選擇模塊端口描述
名稱clk_48mresettxd_busyfsk_overadc_overdtmf_overCSFSK_dataADC_data
方向輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入
寬度111111388811118
功能描述48MHz時(shí)鐘信號(hào)高電平有效的復(fù)位信號(hào)
UART發(fā)送忙信號(hào)，高電平時(shí)表示UART模塊正在發(fā)送數(shù)據(jù)用于結(jié)束FSK通道的標(biāo)志信號(hào)用于結(jié)束ADC通道的標(biāo)志信號(hào)用于結(jié)束DTMF通道的標(biāo)志信號(hào)
通道選擇信號(hào)，每個(gè)位對(duì)應(yīng)著一個(gè)數(shù)據(jù)通道來(lái)自FSK解碼模塊的8位并行數(shù)據(jù)來(lái)自AD采樣模塊的8位并行數(shù)據(jù)來(lái)自DTMF解碼模塊的8位并行數(shù)據(jù)
當(dāng)FSK_data上的數(shù)據(jù)有效時(shí)，該端口上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿觸發(fā)UART發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)發(fā)出
當(dāng)ADC_data上的數(shù)據(jù)有效時(shí)，該端口會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿觸發(fā)UART發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)發(fā)出
當(dāng)ADC_data上的數(shù)據(jù)有效時(shí)，該端口會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿觸發(fā)UART發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)發(fā)出
該端口直接與UART發(fā)送模塊相連，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)它會(huì)被選擇連接到FSK_tirg、ADC_trig或DTMF_trig上
該端口直接與UART發(fā)送模塊相連，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)它會(huì)被選擇連接到FSK_data、ADC_data或DTMF_data上
DTMF_data輸入FSK_trigADC_trigDTMF_trigtxd_trigtxd_data
輸入輸入輸入輸出輸出
4.3.2工作原理
通道選擇模塊也是一個(gè)米利型的狀態(tài)機(jī)，它的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖45所示。表中“”表示該狀態(tài)下的輸出不是確定電平狀態(tài)，而是一串序列。
圖45通道選擇模塊狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
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表44通道選擇模塊狀態(tài)描述狀態(tài)IDLEPre_FSKFSKPre_ADCADCPre_DTMFDTMF
描述該狀態(tài)循環(huán)檢測(cè)CS的值，當(dāng)CS為1時(shí)跳轉(zhuǎn)到Pre_FSK，該狀態(tài)發(fā)送1024個(gè)CCH前導(dǎo)，發(fā)送完成后跳轉(zhuǎn)到FSK該狀態(tài)將輸出與FSK解碼模塊相連，當(dāng)檢測(cè)fsk_over信號(hào)為1時(shí)跳轉(zhuǎn)到IDLE
該狀態(tài)發(fā)送1024個(gè)BBH前導(dǎo)，發(fā)送完成后跳轉(zhuǎn)到ADC該狀態(tài)將輸出與AD采樣模塊相連，當(dāng)檢測(cè)到adc_over信號(hào)為1時(shí)跳轉(zhuǎn)到IDLE
該狀態(tài)發(fā)送1024個(gè)AAH前導(dǎo)，發(fā)送完成后跳轉(zhuǎn)到DTMF狀態(tài)
該狀態(tài)將輸出與DTMF解碼模塊相連，當(dāng)檢測(cè)到dtmf_over信號(hào)為1時(shí)跳轉(zhuǎn)到End_DTMF。
輸出txd_trig東北林業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
表45FSK解碼模塊端口描述名稱fre_inclkresetdecode_outring_outdecode_cr
方向輸入輸入輸入輸出輸出輸出
寬度111111
功能描述FSK信號(hào)輸入端口，該端口直接與FSK前置提取電路的輸出相連系統(tǒng)時(shí)鐘輸入端口
高電平有效的復(fù)位信號(hào)輸入端口
數(shù)據(jù)輸出端口，格式為1200bps，8N1，UART振鈴輸出端口，當(dāng)有振鈴時(shí)該端口輸出高電平
數(shù)據(jù)有效端口，當(dāng)模塊解碼到數(shù)據(jù)時(shí)，該端口輸出高電平
4.5.2工作原理
FSK解碼模塊首先對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，因?yàn)殡娫捑�上的信號(hào)難免會(huì)有一些干擾，我們首先要將這些毛刺濾除干凈，否則會(huì)對(duì)后端的信號(hào)判斷產(chǎn)生影響，因?yàn)樵诮獯a程序中我們都是在檢測(cè)信號(hào)的邊沿，然后通過(guò)窗口信號(hào)來(lái)檢測(cè)信號(hào)的頻率，從而判斷是振鈴信號(hào)還是FSK信號(hào)，如果是振鈴信號(hào)，則將ring_out置1，并且一直檢測(cè)后面是否有FSK信號(hào)；如果是FSK信號(hào)（通過(guò)判斷是否有連續(xù)的175個(gè)1），則在連續(xù)的“1”之后同步1200hz的窗口信號(hào)，在此波特率下檢測(cè)信號(hào)的邊沿，若有4個(gè)邊沿，則輸出0，若有2個(gè)沿則輸出1，若有三個(gè)沿，則計(jì)第一個(gè)沿到第三個(gè)沿之間的頻率，如果在1200hz左右則輸出1，若在2200hz左右則輸出0，這樣就將FSK信號(hào)解碼輸出了。沒(méi)有信號(hào)的時(shí)候，輸出高電平，因?yàn)樵诖谕ㄐ胖懈唠娖绞钦J(rèn)為沒(méi)有數(shù)據(jù)的。
4.6DTMF解碼模塊設(shè)計(jì)
DTMF解碼模塊的端口結(jié)構(gòu)如圖48所示，由于在外圍電路中使用了專用的解碼芯片MT8870，因此該模塊僅僅需要完成接口邏輯的轉(zhuǎn)換即可。圖4中的q和std端口直接與解碼芯片的對(duì)應(yīng)管腳相連，當(dāng)解碼芯片捕獲到有效數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)在std管腳產(chǎn)生一個(gè)上升沿，解碼模塊檢測(cè)到該上升沿后會(huì)將q端口上的數(shù)據(jù)讀取到dtmf_data端口上，同時(shí)在dtmf_trig端口上產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，后級(jí)的串口發(fā)送模塊在該脈沖的觸發(fā)下會(huì)將dtmf_data上的數(shù)據(jù)串行發(fā)送出去。
圖48DTMF解碼模塊端口結(jié)構(gòu)
4.7A/D采樣模塊設(shè)計(jì)
4.7.1端口介紹
A/D采樣模塊的頂層端口結(jié)構(gòu)如圖49所示，vol_in是模擬信號(hào)輸入端口，它直接與外圍語(yǔ)音提取電路相連，vref是參考電壓輸入輸出端口，由于在本系統(tǒng)中我們使用了芯片內(nèi)部的2.56V參考電壓，因此vref為2.56V的輸出端口。ADC_data端口是A/D模塊采樣得到的8位并行數(shù)據(jù)，ADC_trig端口用于輸出觸發(fā)信號(hào)，在每完成一次采樣后，該端口會(huì)輸出一個(gè)正脈沖觸發(fā)UART發(fā)送模塊將ADC_data上的數(shù)據(jù)串行輸出。
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圖49ADC采樣模塊頂層端口結(jié)構(gòu)
4.7.2模塊結(jié)構(gòu)
如圖410所示，A/D采樣模塊由flash模塊，ADC模塊、PLL模塊和接口邏輯四部分組成。flash模塊中存儲(chǔ)著ADC模塊的配置數(shù)據(jù)，每次上電時(shí)它會(huì)自動(dòng)將配置數(shù)據(jù)寫(xiě)入ADC模塊中，PLL模塊用于生成配置時(shí)鐘。在配置完成后，ADC模塊會(huì)以固定的采樣頻率對(duì)vol_in端口上的信號(hào)進(jìn)行采樣。接口邏輯的作用是連續(xù)對(duì)ADC的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣，在每次抽樣完成后它會(huì)將抽樣得到的數(shù)據(jù)寫(xiě)到ADC_data，并在ADC_trig上生成一個(gè)正脈沖。
vol_inADC模塊flash模塊clk_48mPLL模塊接口邏輯ADC_trigADC_data[7:0]
圖410AD采樣模塊結(jié)構(gòu)圖
圖410中的flash模塊、ADC模塊和PLL模塊均為Fusion系列FPGA的集成外設(shè)，在Libero集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下可以通過(guò)向?qū)�，其中的配置邏輯也是由開(kāi)發(fā)環(huán)境自動(dòng)生成的，在應(yīng)用時(shí)不需要考慮其實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。在Libero開(kāi)發(fā)環(huán)境下，ADC模塊的采樣頻是根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘自動(dòng)計(jì)算的，不可以手動(dòng)設(shè)置。在本系統(tǒng)中，軟件計(jì)算的ADC的采樣頻率為83.9KHz，而我們需要的采樣頻率為8KHz，為了滿足需求，接口邏輯需要以10為步長(zhǎng)對(duì)ADC的采樣結(jié)果進(jìn)行間隔抽樣。基于這種思路，實(shí)際獲得的語(yǔ)音采樣頻率為8.39KHz，實(shí)測(cè)證明該采樣頻率下的語(yǔ)音采集效果良好。
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5上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
5.1功能概述
本系統(tǒng)的上位機(jī)軟件由VC6.0編寫(xiě)，可以實(shí)現(xiàn)通話錄音和來(lái)電顯示等功能，程序還通過(guò)ODBC連接了Excel數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)電話簿和通話記錄的管理。上位機(jī)軟件共有三個(gè)界面，下面分別介紹。
5.1.1主界面
圖51是程序運(yùn)行時(shí)的主界面，通過(guò)最小化到托盤(pán)按鈕可以將程序隱藏在后臺(tái)運(yùn)行，當(dāng)有電話呼入或用戶摘機(jī)撥號(hào)時(shí)，程序界面會(huì)自動(dòng)彈出。電話交換機(jī)是在第一聲振鈴后發(fā)送來(lái)電信息的，當(dāng)上位機(jī)程序接收到來(lái)電信息后，會(huì)將來(lái)電號(hào)碼提取出來(lái)并在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找對(duì)應(yīng)的姓名，然后將姓名和號(hào)碼分別顯示到姓名欄和號(hào)碼欄。用戶摘機(jī)撥號(hào)時(shí)，上位機(jī)會(huì)將撥出的號(hào)碼逐個(gè)捕獲并顯示在號(hào)碼欄中，撥號(hào)完成后上位機(jī)根據(jù)撥出的號(hào)碼從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢姓名并將其顯示在姓名欄中，如果姓名未查到則顯示未知。在程序的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，電話圖標(biāo)的狀態(tài)會(huì)始終與系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)保持同步。
圖51主界面
5.1.2通話記錄界面
通話記錄界面如圖52所示，程序運(yùn)行過(guò)程中的所有來(lái)電和去電信息都會(huì)被記錄在列表框中。通過(guò)查詢選項(xiàng)可以對(duì)通話記錄進(jìn)行查詢，如查詢某人某時(shí)段的通話記錄或查詢某時(shí)段所有人的通話記錄，也可以對(duì)通話類型進(jìn)行篩選。程序的查詢操作在后臺(tái)是通過(guò)SQL語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)的，查詢通配符為“_”，如查詢201*年4月的所有通話記錄，可以在日期欄中輸入“201*-04-__”，然后點(diǎn)擊查詢按鈕即可。
通話的語(yǔ)音信息被記錄在WAV文件中，雙擊某條通話記錄或選中記錄后點(diǎn)擊播放按鍵即可播放對(duì)應(yīng)的WAV聲音文件。選中某一條或多條通話記錄然后點(diǎn)擊刪除按鈕，即可將其刪除。
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圖52通話記錄界面
5.1.3電話簿界面
電話簿界面如圖53所示，在該界面下可以對(duì)電話簿進(jìn)行添加、刪除、查找和修改操作。它的操作方法非常簡(jiǎn)單，在此不再贅述。
圖53電話簿界面
5.2程序結(jié)構(gòu)框圖
上位機(jī)程序的結(jié)構(gòu)框架如圖54所示，其中的通話記錄窗口、電話簿窗口和主界面窗口都是作為子窗口依托于應(yīng)用程序存在的。
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ODBC電話簿窗口MSC控件通話記錄窗口應(yīng)用程序后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)下位機(jī)主界面窗口
圖54程序結(jié)構(gòu)框架圖
通話記錄窗口在整個(gè)程序中的作用最為關(guān)鍵，它通過(guò)MSComm控件直接接收下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)并根據(jù)數(shù)據(jù)類型將其記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中或存儲(chǔ)為WAV聲音文件。電話簿窗口的功能較為獨(dú)立，它只對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的電話簿進(jìn)行管理，不與程序的其它部分交互。主界面窗口需要顯示來(lái)電姓名、號(hào)碼以及系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，而這些信息產(chǎn)生在通話記錄窗口，主界面窗口由通話記錄窗口間接控制。為了實(shí)現(xiàn)跨窗口的信息傳遞，通話記錄窗口需要首先向父窗口發(fā)送消息，父窗口響應(yīng)消息會(huì)通過(guò)主窗口對(duì)象調(diào)用其中對(duì)應(yīng)的成員函數(shù)完成特定操作。
5.3數(shù)據(jù)接收和信息記錄
數(shù)據(jù)接收和信息記錄工作是在通話記錄窗口中完成的，具體流程如圖55所示，空閑狀態(tài)下MSC控件的RThreshold屬性被設(shè)置為1024，也就是說(shuō)上位機(jī)每接收到1024個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后才會(huì)產(chǎn)生MSC事件，當(dāng)查詢到MSC事件后，即表明有數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)上傳，上位機(jī)程序首先根據(jù)引導(dǎo)字符的類型設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志，在隨后的MSC事件中，程序會(huì)根據(jù)狀態(tài)標(biāo)志選擇數(shù)據(jù)記錄方式。數(shù)據(jù)接收完成后，狀態(tài)標(biāo)志會(huì)被設(shè)置為空閑，程序進(jìn)入等待下次數(shù)據(jù)上傳的狀態(tài)。
MCS事件N狀態(tài)為空閑Y識(shí)別引導(dǎo)字符設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)為FSKY來(lái)電信息記錄N狀態(tài)為DTMFY去電信息記錄N狀態(tài)為語(yǔ)音Y語(yǔ)音信息記錄結(jié)束狀態(tài)復(fù)位
圖55數(shù)據(jù)接收流程圖
5.3.1引導(dǎo)字符的識(shí)別
本系統(tǒng)定義的引導(dǎo)字符是1024個(gè)字節(jié)的0xAA、0xBB或0xCC，它的識(shí)別方式如下
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所示，MSC事件響應(yīng)后，上位機(jī)程序接收到的數(shù)據(jù)被會(huì)被存儲(chǔ)在數(shù)組rxdata中，為了提高識(shí)別效率，程序以32為步長(zhǎng)抽樣判斷接收到的數(shù)據(jù)是否為有效引導(dǎo)字符，若接收到的數(shù)據(jù)中包含有非0xAA、0xBB或0xCC的字節(jié)，則表明系統(tǒng)出現(xiàn)了異常，程序會(huì)彈出“引導(dǎo)字符識(shí)別錯(cuò)誤”對(duì)話框。引導(dǎo)字符識(shí)別成功后，狀態(tài)標(biāo)志state的值會(huì)被設(shè)置成引導(dǎo)字符的值，在隨后的MSC事件中，程序會(huì)根據(jù)state的值來(lái)選擇數(shù)據(jù)記錄的方式。state為0xAA表示DTMF數(shù)據(jù)，state為0xBB表示語(yǔ)音數(shù)據(jù)，state為0xCC表示FSK數(shù)據(jù)，state為0表示空閑，只有state為0程序才會(huì)對(duì)引導(dǎo)字符進(jìn)行識(shí)別。
if(state==0){}
for(k=10;k東北林業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
FSK狀態(tài)FSK超時(shí)定時(shí)器超時(shí)振鈴超時(shí)定時(shí)器超時(shí)第一聲振鈴Y彈出用戶界面通過(guò)消息向主界面窗口發(fā)送等待接聽(tīng)動(dòng)畫(huà)N接收FSK數(shù)據(jù)設(shè)置FSK超時(shí)定時(shí)器設(shè)置振鈴超時(shí)定時(shí)器提取來(lái)電號(hào)碼提取來(lái)電號(hào)碼查詢來(lái)電者姓名查詢來(lái)電者姓名識(shí)別語(yǔ)音向?qū)ㄟ^(guò)消息將號(hào)碼和姓名發(fā)送給主界面窗口將來(lái)電信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，并將類型標(biāo)示為未接N發(fā)現(xiàn)語(yǔ)音前導(dǎo)Y狀態(tài)標(biāo)示為語(yǔ)音結(jié)束結(jié)束結(jié)束
圖56來(lái)電信息記錄流程圖
在接收到FSK數(shù)據(jù)后，程序會(huì)設(shè)置一個(gè)FSK超時(shí)定時(shí)器和振鈴超時(shí)定時(shí)器，F(xiàn)SK的超時(shí)表明下位機(jī)的FSK數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢，超時(shí)函數(shù)會(huì)從接收到的數(shù)據(jù)中提取出來(lái)電號(hào)碼并從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢姓名，然后發(fā)送給主界面窗口顯示。振鈴的超時(shí)表明主叫方在呼叫無(wú)人接聽(tīng)的情況下終止了呼叫，超時(shí)函數(shù)根據(jù)來(lái)電號(hào)碼查詢出來(lái)電姓名，然后將來(lái)電信息記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)會(huì)將號(hào)碼和姓名發(fā)送給主界面窗口，并將主界面窗口狀態(tài)標(biāo)志為“未接來(lái)電”。
下位機(jī)在用戶接聽(tīng)電話后會(huì)發(fā)送語(yǔ)音前導(dǎo)，以指示上位機(jī)開(kāi)始錄音，因此上位機(jī)在接收FSK的數(shù)據(jù)的過(guò)程中同時(shí)要檢測(cè)語(yǔ)音前導(dǎo)，語(yǔ)音前導(dǎo)是1024個(gè)0xBB，然而此時(shí)MSC控件的RThreshold屬性為1，因此在事件響應(yīng)時(shí)不可能將1024個(gè)0xBB全部接收到，我們的實(shí)現(xiàn)方法是只要檢測(cè)到5個(gè)連續(xù)的0xBB即會(huì)將狀態(tài)標(biāo)志為語(yǔ)音，在下次MSC事件中便會(huì)啟動(dòng)錄音。
5.3.3去電信息記錄
去電信息的記錄是在DTMF狀態(tài)下完成的，該狀態(tài)下的程序流程如圖57所示。DTMF狀態(tài)初次進(jìn)入時(shí)，上位機(jī)程序的界面會(huì)自動(dòng)彈出，同時(shí)MSC控件的RThreshold屬性會(huì)被設(shè)置為1，以便逐個(gè)接收用戶撥出的號(hào)碼，此后用戶的每次撥號(hào)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)MSC事件，事件被響應(yīng)后，程序會(huì)設(shè)置撥號(hào)超時(shí)定時(shí)器并將號(hào)碼逐個(gè)發(fā)送給主界面窗口，撥號(hào)超時(shí)后程序則認(rèn)為撥號(hào)結(jié)束，撥號(hào)超時(shí)函數(shù)被執(zhí)行。在撥號(hào)超時(shí)函數(shù)中程序會(huì)根據(jù)撥出的號(hào)碼從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢出姓名并將其發(fā)送給主界面窗口顯示，然后程序復(fù)位到初始狀態(tài)。
程序復(fù)位到初始狀態(tài)后，會(huì)不斷的檢測(cè)引導(dǎo)字符，若檢測(cè)到0xBB語(yǔ)音前導(dǎo)，則開(kāi)始
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錄音。理想的處理情況是下位機(jī)在檢測(cè)到對(duì)方接聽(tīng)電話后便向上位機(jī)發(fā)送語(yǔ)音前導(dǎo)，指示上位機(jī)開(kāi)始錄音，然而受電話業(yè)務(wù)的局限，對(duì)方的摘機(jī)信號(hào)并不會(huì)發(fā)送給主叫用戶端，因此下位機(jī)只能通過(guò)撥號(hào)超時(shí)機(jī)制來(lái)向上位機(jī)發(fā)送語(yǔ)音前導(dǎo)的，這樣做的壞處是可能會(huì)錄到一些回鈴音或彩鈴音。
如果用戶在撥號(hào)超時(shí)前就掛機(jī)停止撥號(hào)，下位機(jī)會(huì)向上位機(jī)發(fā)送一個(gè)0xDD結(jié)束標(biāo)志，上位機(jī)在檢測(cè)到該字節(jié)后也會(huì)復(fù)位到初始狀態(tài)。
DTMF狀態(tài)首次進(jìn)入Y彈出用戶界面發(fā)送正在撥號(hào)動(dòng)畫(huà)Rthreshold屬性設(shè)為1N撥號(hào)超時(shí)設(shè)置撥號(hào)超時(shí)定時(shí)器接收號(hào)碼查詢姓名將姓名發(fā)送給主界面有結(jié)束標(biāo)志N將號(hào)碼發(fā)送給主界面窗口Y系統(tǒng)復(fù)位到初始狀態(tài)系統(tǒng)復(fù)位到初始狀態(tài)結(jié)束結(jié)束
圖57去電信息記錄流程圖
5.3.4語(yǔ)音信息記錄
語(yǔ)音信息的記錄流程如圖58所示，首次進(jìn)入語(yǔ)音狀態(tài)時(shí)，程序會(huì)以系統(tǒng)的當(dāng)前日期和時(shí)間為名稱創(chuàng)建一個(gè)文件，文件名的的格式為“XXXX_XX_XXXX_XX_XX.wav”。此時(shí)MSC控件的RThreshold屬性為1024，也就是說(shuō)程序每接收1024個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)才會(huì)產(chǎn)生一次MSC事件，每次事件響應(yīng)后，程序都會(huì)將接收到的數(shù)據(jù)添加文件的末尾。當(dāng)用戶掛機(jī)后，下位機(jī)即會(huì)停止向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，上位機(jī)等待超時(shí)后會(huì)執(zhí)行語(yǔ)音超時(shí)函數(shù)，在該函數(shù)中程序會(huì)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間計(jì)算WAV文件頭和通話時(shí)長(zhǎng)，并將相應(yīng)信息寫(xiě)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
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語(yǔ)音狀態(tài)語(yǔ)音定時(shí)器超時(shí)首次進(jìn)入Y向主界面窗口發(fā)送正在錄音動(dòng)畫(huà)N計(jì)算WAV文件頭并將其寫(xiě)入文件接收語(yǔ)音數(shù)據(jù)并將其存入文件獲取系統(tǒng)時(shí)間并計(jì)算時(shí)長(zhǎng)來(lái)電信息寫(xiě)入根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間計(jì)算文件名并創(chuàng)建文件設(shè)置語(yǔ)言超時(shí)定時(shí)器系統(tǒng)復(fù)位到初始狀態(tài)結(jié)束數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)束
圖58語(yǔ)音信息記錄流程圖
5.3.5數(shù)據(jù)庫(kù)操作
為了方便對(duì)通話記錄和電話簿進(jìn)行管理，程序用ODBC（OpenDatabaseConnectivity，開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)互連）連接了Execl數(shù)據(jù)庫(kù)。ODBC是微軟公司開(kāi)放服務(wù)結(jié)構(gòu)中有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)組成部分，它建立了一組規(guī)范，并提供了一組對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的標(biāo)準(zhǔn)API函數(shù)，這些API利用SQL來(lái)完成其大部分的任務(wù)，同時(shí)ODBC也保留了對(duì)SQL語(yǔ)言的的支持，用戶可以直接將SQL語(yǔ)句傳遞給ODBC。
程序中關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作如記錄的添加、刪除和查找等在后臺(tái)都是由SQL語(yǔ)句通過(guò)ODBC實(shí)現(xiàn)的，關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)編程不是本系統(tǒng)的重點(diǎn)，在此不再贅述。
5.4其他
為了提供友好的用戶界面，上位機(jī)程序添加了GIF動(dòng)畫(huà)顯示的功能，該功能由免費(fèi)的CPictureEx類實(shí)現(xiàn)，程序還用SkinMagicToolkit美化了界面的皮膚。
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6系統(tǒng)調(diào)試
6.1測(cè)試方案設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試是系統(tǒng)調(diào)試的關(guān)鍵，即使硬件出現(xiàn)一個(gè)小小的問(wèn)題，都會(huì)對(duì)以后的軟件調(diào)試產(chǎn)生很大的影響。常見(jiàn)的硬件故障主要有：
（1）焊接工藝不善，虛焊造成焊點(diǎn)接觸不良，由于系統(tǒng)大量采用貼片元件，而且還有一片很大的FPGA，增加了焊接的難度，虛焊的問(wèn)題更為常見(jiàn)。
（2）元件管腳與焊盤(pán)不對(duì)應(yīng)。焊接時(shí)，貼片元件管腳與焊點(diǎn)不對(duì)應(yīng)，直插元件插接錯(cuò)誤都會(huì)使電路不能工作，甚至導(dǎo)致元件永久損壞。
（3）電路連接錯(cuò)誤。在電路原理圖繪制過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)連線錯(cuò)誤，而導(dǎo)致電路不能工作。
（4）電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或不完善。電路設(shè)計(jì)的原理性錯(cuò)誤或不完善會(huì)導(dǎo)致電路不能工作或不能達(dá)到預(yù)期功能。
（5）元器件未經(jīng)檢查或篩選不嚴(yán)格，造成元器件失效。
（6）電路布局不合理。常見(jiàn)的有對(duì)電源地的處理，如果處理不當(dāng)，電源地會(huì)出現(xiàn)回路等問(wèn)題，導(dǎo)致電路工作不穩(wěn)定；一些高頻信號(hào)的走線，若設(shè)計(jì)不符合規(guī)定對(duì)其它電路產(chǎn)生高頻干擾；信號(hào)線之間的屏蔽問(wèn)題，若走線不當(dāng)，相互之間會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_。
根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，硬件調(diào)試的一般方法有：
（1）在焊接電路時(shí)，確認(rèn)元件沒(méi)有損壞，對(duì)元件進(jìn)行篩選，焊接時(shí)與焊盤(pán)對(duì)應(yīng)，焊接完一個(gè)元件后用萬(wàn)用表測(cè)試一下焊點(diǎn)，保證焊接正確。（2）在插芯片時(shí)，保證插接正確，防止元件損壞。
（3）如果碰到電路連接錯(cuò)誤，常用方法就是用跳線進(jìn)行更正。
（4）若電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或不完善，假如電路更改較容易實(shí)現(xiàn)的話就對(duì)電路進(jìn)行改正，否則應(yīng)該重新設(shè)計(jì)。
（5）電路布局不當(dāng)出現(xiàn)的問(wèn)題較不易發(fā)現(xiàn)，而解決此問(wèn)題的方法也不容易。避免這些問(wèn)題的最好方法是在設(shè)計(jì)之初時(shí)慎重考慮電路板布局。
軟件調(diào)試是系統(tǒng)調(diào)試中最艱巨的任務(wù)了，調(diào)試開(kāi)始時(shí)，軟件開(kāi)發(fā)者僅僅面對(duì)著錯(cuò)誤的征兆，然而在問(wèn)題的外部現(xiàn)象和內(nèi)在原因之間往往并沒(méi)有明顯的聯(lián)系，在組成程序的密密麻麻的元素中，每一個(gè)都可能是錯(cuò)誤的根源。然而使用正確的高級(jí)的調(diào)試工具會(huì)使調(diào)試過(guò)程變的簡(jiǎn)單，從而加快開(kāi)發(fā)速度。在調(diào)試FPGA程序時(shí)使用邏輯分析儀，可以很快定位錯(cuò)誤出現(xiàn)在哪一個(gè)信號(hào)，首先通過(guò)軟件的探針設(shè)置可以將任何一個(gè)內(nèi)部信號(hào)引到外部IO，這樣將邏輯分析儀的引線與FPGA的IO一一對(duì)應(yīng)連接，在程序開(kāi)始運(yùn)行之后，通過(guò)一個(gè)信號(hào)觸發(fā)邏輯分析儀開(kāi)始工作，她可以將所有信號(hào)捕捉并存儲(chǔ)，通過(guò)上位機(jī)軟件我們可以清楚的觀察到在任意時(shí)刻信號(hào)的變化情況，是否正常，從而迅速定位錯(cuò)誤并進(jìn)行修正，然后進(jìn)行驗(yàn)證。
6.2系統(tǒng)典型故障與分析
雖然系統(tǒng)的硬件電路不是很復(fù)雜，但是由于涉及到前端模擬電路，F(xiàn)PGA以及上位機(jī)軟件三大部分，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致工作不正常，所以在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)了很多故障，在這里對(duì)出現(xiàn)的典型故障進(jìn)行解釋說(shuō)明，希望對(duì)以后的學(xué)習(xí)與教學(xué)實(shí)驗(yàn)有一定幫助。
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6.2.1下位機(jī)上電復(fù)位
我們的上電復(fù)位電路是模仿單片機(jī)設(shè)計(jì)的，實(shí)踐證明這種復(fù)位方式在FPGA中效果很不好。通常FPGA中的各個(gè)子模塊之間都互相牽扯，因此要求有特定的復(fù)位時(shí)序，如果復(fù)位時(shí)序處理不好，就會(huì)使某些狀態(tài)機(jī)在上電后處于非空閑狀態(tài)，從而導(dǎo)致下位機(jī)向上位機(jī)發(fā)送錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。針對(duì)此問(wèn)題，一方面要合理的設(shè)計(jì)外圍復(fù)位電路，另一方面要設(shè)計(jì)專門(mén)的模塊處理FPGA內(nèi)各個(gè)模塊之間的復(fù)位時(shí)序。
6.2.2FSK解碼
下位機(jī)對(duì)FSK信號(hào)的解碼偶爾會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這與FSK提取電路的設(shè)計(jì)有很大關(guān)系，我們的FSK提取電路在將正弦波整形為矩形波時(shí)沒(méi)有使用滯回比較器，這就導(dǎo)致了在波形的邊沿有很多毛刺，為了正確的解碼FPGA不得不對(duì)波形濾波后再做解碼處理。如果毛刺持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，那么濾波過(guò)程中波形參數(shù)的改變必然會(huì)超過(guò)解碼模塊所能承受的容限，從而導(dǎo)致解碼錯(cuò)誤，這一問(wèn)題可以通過(guò)使用滯回比較器來(lái)解決。
6.2.3上位機(jī)程序異常退出
上位機(jī)程序由C++編寫(xiě)，其中大量的使用了指針，指針是C++一把雙刃劍，它的優(yōu)點(diǎn)是靈活，可以巧妙的完成許多操作。缺點(diǎn)是它是直接操作內(nèi)存的，不恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用很容易造成內(nèi)存錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致程序異常退出。
6.2.4上位機(jī)程序引導(dǎo)字符識(shí)別錯(cuò)誤
所有的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸都通過(guò)1024個(gè)前導(dǎo)字符識(shí)別，而對(duì)前導(dǎo)字符的識(shí)別發(fā)生在上位機(jī)的空閑狀態(tài)，如果在上位機(jī)在空閑狀態(tài)時(shí)下位機(jī)發(fā)送的不是引導(dǎo)字符而是有效數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)下位機(jī)與上位機(jī)失去了同步，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)引導(dǎo)字符識(shí)別錯(cuò)誤的情況。這一問(wèn)題可以通過(guò)完善通信協(xié)議來(lái)解決，比如將數(shù)據(jù)分包，這樣上位機(jī)每接到一個(gè)數(shù)據(jù)包都可以與下位機(jī)進(jìn)行一次同步。另外，當(dāng)使用USB通信，偶爾也會(huì)出現(xiàn)引導(dǎo)字符識(shí)別錯(cuò)誤的情況，通過(guò)用串口助手調(diào)試發(fā)現(xiàn)是通信本身出現(xiàn)了問(wèn)題。我們的USB轉(zhuǎn)UART電路是后期手工焊接的，不是很穩(wěn)定，很容易因外界干擾而出現(xiàn)通信錯(cuò)誤。
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7結(jié)論
結(jié)論應(yīng)該明確、精煉、完整、準(zhǔn)確。是最終的、總體的結(jié)論，不是正文中各段小結(jié)的簡(jiǎn)
單重復(fù)。應(yīng)認(rèn)真闡述自己的創(chuàng)造性工作在本本設(shè)計(jì)采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基于Fusion單芯片的電話錄音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要解碼領(lǐng)域中的地位和作用，自己的新見(jiàn)解的意義，F(xiàn)SK制式來(lái)電顯示以及對(duì)通話過(guò)程進(jìn)行錄音。系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作，它主要由上位也可以在結(jié)論中提出建議、研究設(shè)想、改進(jìn)機(jī)和下位機(jī)兩大部分組成。下位機(jī)又主要包括前端模擬電路和FPGA兩大部分，其中FPGA意見(jiàn)、尚待解決的問(wèn)題等。字號(hào)：三號(hào)宋體。根據(jù)前端處理后的振鈴信號(hào)，忙音信號(hào)，摘機(jī)信號(hào)等進(jìn)行處理后由核心控制模塊來(lái)判斷當(dāng)前的狀態(tài)，然后控制通道選擇模塊選通FSK解碼，DTMF解碼或者語(yǔ)音提取中的一路與串口發(fā)送模塊相連，從而將信號(hào)以串口通信的模式發(fā)送至上位機(jī)，進(jìn)行下一步的處理。
在有來(lái)電時(shí)，上位機(jī)軟件能夠從最小托盤(pán)處彈出，并顯示來(lái)電號(hào)碼，若此號(hào)碼在數(shù)據(jù)庫(kù)中有對(duì)應(yīng)的聯(lián)系人，將顯示此聯(lián)系人的姓名。若摘機(jī)，軟件同樣會(huì)自動(dòng)彈出，顯示去電號(hào)碼，若有對(duì)應(yīng)聯(lián)系人，將顯示姓名。并將所有通話記錄以及通話語(yǔ)音進(jìn)行存儲(chǔ)，可以進(jìn)行查詢、播放、刪除等操作。
系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了所要求的所有的功能，解碼來(lái)電號(hào)碼以及去電號(hào)碼，對(duì)通話過(guò)程進(jìn)行錄音。為了滿足沒(méi)有串口的用戶的使用要求，在下位機(jī)中擴(kuò)展了USB通信的功能，上位機(jī)中擴(kuò)展了用數(shù)據(jù)庫(kù)管理通話記錄及通話語(yǔ)音的功能。受時(shí)間、精力和能力的限制，系統(tǒng)中還存在著一些不足，如通信協(xié)議的定義過(guò)于簡(jiǎn)單，沒(méi)有任何的握手機(jī)制，不夠優(yōu)化；FSK的解碼不夠穩(wěn)定，解碼機(jī)制存在一定的缺陷，偶爾會(huì)出現(xiàn)解碼錯(cuò)誤。
若有機(jī)會(huì)將對(duì)系統(tǒng)做進(jìn)一步的改進(jìn)：例如制定一套完整的通信協(xié)議，帶有握手機(jī)制，使用包協(xié)議，這樣可以在一定程度上避免通信錯(cuò)誤；前端模擬電路的FSK解碼電路中使用滯回比較器，這樣可以濾除一些毛刺，減輕后端濾除毛刺的負(fù)擔(dān)；對(duì)解碼程序進(jìn)行優(yōu)化，使之穩(wěn)定解碼。
東北林業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
普通圖書(shū)引用例子參考文獻(xiàn)標(biāo)題[1]周立功，ActelFPGA原理與應(yīng)用基于Fusion系列[M]，廣州致遠(yuǎn)電子有限公司，201*．用四號(hào)宋體，正文[2]樊昌信，詹道庸，徐炳祥，等，通信原理(第4版)[M]，北京:國(guó)防工業(yè)出版社，1995.
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連續(xù)出版物引用例子
附錄A
FSK提取電路原理圖UART電路原理圖
DTMF解碼電路原理圖
對(duì)于一些不宜放入正文中、但作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）又不可缺少的組成部分，或有主要參考價(jià)值的內(nèi)容，可編入畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的附錄中，例如，圖紙、翻譯外文資料、公式的推演、編寫(xiě)的算法、語(yǔ)言程序等。“附錄”三號(hào)宋體，正文小四宋體。
摘機(jī)檢測(cè)電路原理圖
語(yǔ)音提取電路原理圖
電源電路原理圖
時(shí)鐘及復(fù)位電路原理圖
367890012345102423121210241216321887654321132457567891234221221141134365872391001211121414131615218171201*121922212423181FPGA電路原理圖主板PCB圖217212121631154145132119171513116975311222201*1614121078642118431092152361121233221041102211112201*
附錄B
FPGA程序
/*============================================File:analog.v
Function:以8.3Kbps采樣vol_in上的語(yǔ)音信號(hào)，并通過(guò)ADC_data端口輸出=============================================*/
moduleanalog(clk_48m,reset,vol_in,vref,ADC_trig,ADC_data);
inputclk_48m;//系統(tǒng)輸入時(shí)鐘48Minputreset;//異步復(fù)位信號(hào)
inputvol_in;//模擬語(yǔ)音信號(hào)輸入outputvref;//參考電壓輸出
outputADC_trig;//在此信號(hào)的上升沿，輸出數(shù)據(jù)output[7:0]ADC_data;//采樣后的8位并行數(shù)據(jù)
regirq;//在此信號(hào)的上升沿輸出數(shù)據(jù)reg[3:0]samp_div;//數(shù)據(jù)抽樣步長(zhǎng)寄存器reg[7:0]ADC_out;//ADC抽樣輸出reg[7:0]ADC_temp;//ADC輸出寄存regedge_detect1,edge_detect2;//邊沿檢測(cè)寄存器
wire[11:0]ADC_result;//ADC輸出
wire[8:0]init_data;//ADC初始化數(shù)據(jù)總線wire[8:0]init_addr;//ADC初始化地址總線wire[4:0]chanel;//ADC的采樣通道號(hào)
wireassc_done;//ADC在此信號(hào)上升沿輸出有效采樣數(shù)據(jù)wireedge_found;//標(biāo)識(shí)assc_done的上升沿assignADC_data=ADC_out;assignADC_trig=irq;
//*****************************************************************************//模塊名稱：邊沿檢測(cè)
//功能描述：檢測(cè)assc_done信號(hào)的上升沿
//*****************************************************************************assignedge_found=edge_detect1&&(~edge_detect2);always@(posedgeclk_48morposedgereset)begin
if(reset)begin
edge_detect1
endend
//*****************************************************************************//模塊名稱：ADC抽樣輸出
//功能描述：以10為步長(zhǎng)抽樣輸出ADC的采樣結(jié)果
//*****************************************************************************always@(posedgeclk_48morposedgereset)begin
if(reset)begin
samp_div
(.SYS_CLK(clk_48m),.SYS_RESET(~reset),.VAREF(vref),
.DATAVALID(datavalid),.in_vol(vol_in),
.ASSC_DONE(assc_done),.ASSC_WAIT(),.ASSC_CHSAT(),.ASSC_CHLATD(),.INIT_ADDR(init_addr),.INIT_DATA(init_data),
.INIT_ACM_WEN(init_acm_wen),.INIT_ASSC_WEN(init_assc_wen),.INIT_EV_WEN(init_ev_wen),.INIT_TR_WEN(init_tr_wen),.INIT_DONE(init_done),
.ADC_RESULT(ADC_result),.ADC_CHNUMBER(chanel),.ACMCLK(acm_clk));
//*****************************************************************************//模塊名稱：pll_fusion_0
//功能描述：給AD采樣模塊提供2M的配置時(shí)鐘
//*****************************************************************************pll_fusionpll_fusion_0(
.POWERDOWN(1"b1),.CLKA(clk_48m),.LOCK(),.GLA(),
.GLB(acm_clk),.OADIVRST(1"b0));
endmodule
/*============================================File:top.v
Function:電話錄音系統(tǒng)頂層模塊，用于將各個(gè)子模塊連接起來(lái)=============================================*
moduletop(
reset/*synthesissyn_noclockbuf=1*/,clk_48m,vol_in,hold,q,std,
fsk_in,vref,pub,
phonesnd,vr_ok,txd,ctrl);
inputreset;//48MHz時(shí)鐘信號(hào)inputclk_48m;//異步復(fù)位信號(hào)inputvol_in;//語(yǔ)音輸入inputhold;//摘機(jī)信號(hào)
input[3:0]q;//MT8870解碼輸出
inputstd;//MT8870數(shù)據(jù)有效標(biāo)識(shí)inputfsk_in;//fsk信號(hào)輸入outputvref;//參考電壓inputpub;//VR喚醒輸入inputphonesnd;//忙音輸入
outputvr_ok;//VR初始化完畢標(biāo)識(shí)outputtxd;//UART發(fā)送線
outputctrl;//外部語(yǔ)音提取電路選通控制
wire[7:0]ADC_data;//ADC采樣模塊數(shù)據(jù)輸出wireADC_trig;//ADC采樣模塊發(fā)送觸發(fā)wire[3:0]dtmf_data;//DTMF解碼模塊數(shù)據(jù)輸出wiredtmf_trig;//DTMF解碼模塊發(fā)送觸發(fā)wire[7:0]fsk_data;//FSK解碼模塊數(shù)據(jù)輸出wirefsk_trig;//FSK解碼模塊發(fā)送觸發(fā)wire[7:0]txd_data;//UART發(fā)送模塊數(shù)據(jù)輸出wire[7:0]Dataout;//UART接收模塊數(shù)據(jù)輸出wire[2:0]CS;//通道選擇控制信號(hào)
wiredecode_out;//FSK解碼模塊bit流輸出wirering_out;//振鈴信號(hào)
wirefsk_over;//FSK通道結(jié)束信號(hào)wiredtmf_over;//DTMF通道結(jié)束信號(hào)wireadc_over;//ADC通道結(jié)束信號(hào)wirebusy_snd;//忙音信號(hào)
//*****************************************************************************//模塊名稱：analog_0//功能描述：ADC采樣
//*****************************************************************************analoganalog_0(
.reset(reset),//高電平有效的異步復(fù)位信號(hào).clk_48m(clk_48m),//48M時(shí)鐘.vol_in(vol_in),//語(yǔ)音輸入
.vref(vref),//參考電壓輸出.ADC_data(ADC_data),//AD采樣輸出.ADC_trig(ADC_trig)//發(fā)送觸發(fā));
//*****************************************************************************//模塊名稱：uart_txd_0//功能描述：UART發(fā)送
//*****************************************************************************uart_txd_0(.clk_48m(clk_48m),//48MHz時(shí)鐘.reset(reset),//復(fù)位，高有效.txd_start(txd_trig),//發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，上升沿有效.txd_data(txd_data),//將要發(fā)送的的數(shù)據(jù)，字節(jié)
uart_txd
.txd(txd),//發(fā)送線.txd_busy(txd_busy)//表示沒(méi)有發(fā)送完畢，發(fā)送忙);
//*****************************************************************************//模塊名稱：Chan_Select_0
//功能描述：處理通信協(xié)議，選擇數(shù)據(jù)通道
//*****************************************************************************Chan_SelectChan_Select_0(
.clk_48m(clk_48m),//48M時(shí)鐘輸入.reset(reset),//高電平有效的異步復(fù)位信號(hào).txd_busy(txd_busy),//發(fā)送忙標(biāo)志
.fsk_over(fsk_over),//FSK通道結(jié)束信號(hào).adc_over(adc_over),//ADC通道結(jié)束信號(hào).dtmf_over(dtmf_over),//DTMF通道結(jié)束信號(hào).CS(CS),//通道選擇信號(hào).FSK_data(fsk_data),//FSK解碼數(shù)據(jù).ADC_data(ADC_data),//AD采樣數(shù)據(jù).DTMF_data({4"b0,dtmf_data}),//DTMF解碼數(shù)據(jù).FSK_trig(fsk_trig),//FSK數(shù)據(jù)發(fā)送觸發(fā).ADC_trig(ADC_trig),//AD采樣數(shù)據(jù)發(fā)送觸發(fā).DTMF_trig(dtmf_trig),//DTMF數(shù)據(jù)發(fā)送觸發(fā).txd_trig(txd_trig),//UART發(fā)送觸發(fā)
.txd_data(txd_data)//UART待發(fā)送8位并行數(shù)據(jù));
//*****************************************************************************//模塊名稱：MT8870_0
//功能描述：DTMF解碼模塊
//*****************************************************************************MT8870MT8870_0(
.clk_48m(clk_48m),//48M時(shí)鐘
.reset(reset),//高電平有效的異步復(fù)位.q(q),//MT8870解碼輸出.std(std),//解碼有效標(biāo)識(shí)信號(hào).dtmf_data(dtmf_data),//解碼模塊數(shù)據(jù)輸出.dtmf_trig(dtmf_trig)//數(shù)據(jù)發(fā)送觸發(fā));
//*****************************************************************************//模塊名稱：decoder_0//功能描述：FSK解碼模塊
//*****************************************************************************decoder_0(
.fre_in(fsk_in),//FSK信號(hào)輸入.clk(clk_48m),//48M時(shí)鐘
.reset(reset),//高電平有效的異步復(fù)位信號(hào).decode_out(decode_out),//解碼輸出.ring_out(ring_out),//振鈴信號(hào).decode_cr(),//數(shù)據(jù)有效標(biāo)識(shí).ring_up()//振鈴邊沿);
//*****************************************************************************//模塊名稱：uart_rxd_0
decoder
//功能描述：UART接收模塊，用于將FSK解碼模塊的數(shù)據(jù)輸出速率由1200改為115200
//******************************************************************************uart_rxduart_rxd_0(
.reset(reset),//高電平有效的異步復(fù)位信號(hào).clk(clk_48m),//48M時(shí)鐘輸入.Dataout(Dataout),//8位數(shù)據(jù)輸出.RXD(decode_out),//數(shù)據(jù)串行輸入
.trig(trig)//標(biāo)識(shí)一個(gè)字節(jié)接收完畢);
//*****************************************************************************//模塊名稱：core_ctrl_0
//功能描述：控制Chan_Select_0選擇不同的數(shù)據(jù)通道
//*****************************************************************************core_ctrlcore_ctrl_0(
.clk_48m(clk_48m),//48M時(shí)鐘輸入
.reset(reset),//高電平有效的異步復(fù)位.ring(ring_out),//振鈴信號(hào).hold(hold),//摘機(jī)信號(hào).std(dtmf_trig),//指示有撥號(hào).CS(CS),//通道選擇信號(hào)
.fsk_over(fsk_over),//FSK通道結(jié)束信號(hào).adc_over(adc_over),//ADC通道結(jié)束信號(hào).dtmf_over(dtmf_over),//DTMF通道結(jié)束信號(hào).ctrl(ctrl),//語(yǔ)音采集電路選通信號(hào).busy_snd(busy_snd)//忙音信號(hào));
//*****************************************************************************//模塊名稱：vr_15_0
//功能描述：產(chǎn)生1.5V的內(nèi)核電壓
//*****************************************************************************vr_15vr_15_0(
.PUB(pub),//喚醒信號(hào).VRPU(1"b0),//使能信號(hào)
.FPGAGOOD(vr_ok),//VR初始化完畢標(biāo)識(shí).PUCORE());
//*****************************************************************************//模塊名稱：ring_send_0
//功能描述：標(biāo)識(shí)有振鈴到來(lái)
//*****************************************************************************ring_sendring_send_0(
.clk_48m(clk_48m),//48M時(shí)鐘輸入
.reset(reset),//高電平有效的異步復(fù)位信號(hào).ring(ring_out),//振鈴信號(hào).trig(trig),//發(fā)送觸發(fā)信號(hào).data(Dataout),//8位并行數(shù)據(jù)
.fsk_data(fsk_data),//FSK解碼數(shù)據(jù)輸出.fsk_trig(fsk_trig)//FSK數(shù)據(jù)發(fā)送觸發(fā));
//*****************************************************************************
//模塊名稱：busy_snd_0//功能描述：檢測(cè)忙音
//*****************************************************************************busy_soundbusy_snd_0(
.clk(clk_48m),//48M時(shí)鐘輸入
.reset(reset),//高電平有效的異步復(fù)位信號(hào).phonesnd(phonesnd),//忙音輸入.busy_snd(busy_snd)//檢測(cè)輸出);
Endmodule
/*============================================File:uart_rxd.v
Function:uart的接收模塊，接收采樣率為波特率的16倍=============================================*
moduleuart_rxd(reset,clk,Dataout,RXD,trig);inputclk,RXD;//時(shí)鐘與數(shù)據(jù)輸入inputreset;outputtrig;//數(shù)據(jù)有效標(biāo)志output[7:0]Dataout;//并行數(shù)據(jù)輸出regStartF;//開(kāi)始與接收中斷標(biāo)志reg[9:0]UartBuff;//接收緩存區(qū)reg[3:0]count,count_bit;//位接收計(jì)數(shù)器reg[15:0]cnt;//時(shí)鐘節(jié)拍計(jì)數(shù)器reg[2:0]bit_collect;//采集數(shù)據(jù)緩存區(qū)regedge_detect1,edge_detect2;regRI;
wireclk_equ,bit1,bit2,bit3,bit4;//連線
parametercout=2500;//時(shí)鐘是48M所以16*1200的分頻數(shù)為2500,這里取整數(shù)assigntrig=edge_detect1&&(~edge_detect2);always@(posedgeclkorposedgereset)begin
if(reset==1"b1)begin
edge_detect1
begin
if(clk_equ)
cnt
endelseif(count_bit>4"d9)beginRI
友情提示：本文中關(guān)于《課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告模版》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告模版：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。
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