摘要：按照v.23建議、利用TMS320C5402實(shí)現(xiàn)16路全雙工來(lái)電顯示的原理、算法分析及軟硬件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)已在深圳市鼎銘電子有限公司開(kāi)發(fā)成功，并投入了使用。

    關(guān)鍵詞：來(lái)電顯示（Caller ID Detection0） 數(shù)字信號(hào)處理器（DSP） 頻移鍵控（FSK）

來(lái)電顯示并非電話必須具備的功能，它可以作為附加功能有償提供給用戶。目前，實(shí)際來(lái)電顯示的方法很多，但隨著集成電路和DSP的飛速發(fā)展，利用DSP實(shí)現(xiàn)來(lái)電顯示具有成本低、可靠性高、軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、可維護(hù)性強(qiáng)等特點(diǎn)。TI公司的TMS320C5X系列特別適用于通信領(lǐng)域。本文主要介紹利用TMS320C5402實(shí)現(xiàn)符合v.23建議[1]的16路全雙工來(lái)電顯示。另外，此方案略作修改還可符合bell202建議。

1 基本原理及算法設(shè)計(jì)

v.23的波特率為1200Baud，調(diào)制方式為2FSK，發(fā)送"1"時(shí)載波頻率為F1=1300Hz，發(fā)送"0"時(shí)載波頻率為F0=2100Hz。采用FSK調(diào)制方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：①無(wú)需載波恢復(fù)，大大降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。②對(duì)幅度的非線性抗干擾能力強(qiáng)。因?yàn)镕SK信號(hào)為恒包絡(luò)信號(hào)，其信息完全包含在信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)上，所以比起AM信號(hào)，其對(duì)幅度非線性抗干擾能力要強(qiáng)。③調(diào)制解調(diào)易用軟硬件實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單易懂。其最大的缺點(diǎn)就是頻率利用率低。因?yàn)殡娫挼念l帶范圍為300～3400Hz，因此利用FSK調(diào)制方式僅適用于中低速通信。由于v.23波特率為1200Baud，采用2FSK調(diào)制方式，所以其比特率為1200bps，但完全可選用于來(lái)電顯示。

為了以下敘述方便，在此先給出FSK系統(tǒng)的原理框圖，如圖1所示。

整個(gè)系統(tǒng)的核心是FSK的算法設(shè)計(jì)。從圖1可以看出，關(guān)鍵幾步為：①調(diào)制，即如何實(shí)現(xiàn)任意頻率的正弦波發(fā)生器。②濾波器設(shè)計(jì)包括發(fā)送濾波器和接收端的低通濾波器。這一步相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，可以利用MATLAB軟件來(lái)計(jì)算其系數(shù)，只要給出要求的截止頻率等參數(shù)即可，這大大減輕了我們的工作。③解調(diào)方法使用延遲相乘法，其延遲步數(shù)k的選擇是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。④同步可使用鎖相環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這可以參考大多數(shù)文獻(xiàn)的鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法。為此，在討論中我們著重突出第①、③兩步。

1.1 調(diào)制部分

調(diào)制就是把數(shù)字信號(hào)變成適合于信道傳輸?shù)恼也�。在此利用查表法[2]來(lái)產(chǎn)生正弦波。因?yàn)門MS320C5402中包含一個(gè)N=256點(diǎn)的Q15正弦表。相位Ψi在[0,2π]上均勻分布：Ψi=2iπ/N i∈[0,N-1]。假設(shè)sin_addr為正弦表首地址，則sin(Ψi)的地址是sin)addr+i。

調(diào)制信號(hào)可表示為：x(t)=Asin(2πFt)=Asin（φ（t)),F={F0,F1}。設(shè)Te為抽樣間隔，則當(dāng)t=nTe時(shí)，φ（nTe)=φn=2πFnTe=φn-1+2πFTe

φn=(φn-1+ΔφF)MOD2π

ΔφF=2πFTe≤π （由仙農(nóng)定理知：1/Te≥2F）

φn的取�？衫枚M(jìn)制補(bǔ)碼的循環(huán)性實(shí)現(xiàn)。在程序中，φn以16位有符號(hào)整數(shù)In表示：In=2 15φn/π-2 15。例如，當(dāng)φn=0時(shí)，In=-2 15；當(dāng)φn=π時(shí)，In=0；當(dāng)φn=2π時(shí)，In=2 15，超出了表示范圍，變成-2 15,這樣便起到了取模的作用。