چکیده: DTMF یا Dual Tone Multiple Frequecies روشی است برای تولید سیگنالهای Tone به منظور استفاده در سیستمهای تلفن، مودم، کارتهای صوتی و غیره. این روش با توجه به استاندارهای مشخصی که دارد این امکان و قابلیت را به ما می دهد تا سیگنال Tone مورد نظر را توسط میکروکنترلرها و یا AVR طراحی و پیاده سازی کنیم. فهرست مطالب: • مقدمه • DTMF و روش تولید آن - DTMF چیست؟ - روش تولید DTMF - مدولاسیون پهنای پالس PWM • میکروکنترلز AVR AT9058515 - اجزاء اصلی - توضیح پایه ها - معماری AVR - ساختمان فضای حافظه - مدهای آدرس دهی • تولید DTMF نوسط AT9058515 - آشنایی با تایمر 1 - تعیین مدهای تایمر برای تولید DTMF • نرم افزار مربوط به پروژه: - الگوریتم و فلوچارت برنامه - جزئیات برنامه • سخت افزار و شماتیک پروژه مقدمه: در این پروژه ما به بررسی چگونگی عملکرد DTMF Generator می پردازیم و خواهیم دید که سیگنال DTMF چیست و چگونه می توان آنرا تولید کرد برای این منظور روشی را باختصار توضیح می دهیم که با نحوه ساخت یک سیگنال DTMF بطور کامل آشنا شویم. بعد از اینکه در مورد DTMF صحبت کردیم با میکروکنترلری که در این پروژه مورد استفاده قرار گرفته اشنا می شویم. میکروکنترلر AVR با سریال AT9058515 ساخت شرکت Atmel می باشد که ابتدا با قابلیتها و اجزاء آشنا می شویم و بعد از آن خواهیم دید چگونه می توان برای تولید موج DTMF به ما کمک کند. بعد از اینکه با DTMF آشنا شدیم و AT9058515 را مورد بررسی قرار دادیم می خواهیم ببینیم که چگونه می توان با استفاده از AT9058515 سیگنال مورد نظر را تولید کرد. برای این منظور رجیسترها، پایه ها و دیگر اجزایی که در تولید DTMF سهیم هستند را بررسی می کنیم. در قسمت بعدی نرم افزار مربوط به پروژه را خواهیم دید و الکوریتمها و فلوچارتهای مربوط به برنامه را بررسی می کنیم. در نهایت و در آخرین بخش سخت افزار و شماتیک پروژه را می بینیم و راجع به آن صحبت خواهیم کرد. البته لازم به ذکر است با توجه به اینکه در این پروژه ما به طراحی و پیاده سازی DTMF توسط AT9058515 پرداختیم و عملاً این مسئله را شبیه سازی کردیم لذا IC هایی که در بازار موجود هستند، موج DTMF را تولید می کنند معرفی می کنیم، ICهایی مانند AT94K یا AT94S یا AT90S4414 و غیره ساخت شرکت Atmel برای همین منظور طراحی و ساخته شده اند و می توان از آنها برای مصارف مربوط به DTMF استفاده کرد. • DTMF و روش تولید آن: DTMF چیست؟ (Uual Tone Multiple Freg.) در این قسمت می خواهیم به شرح DTMF بپردازیم و ببینیم چگونه می توان آنرا توسط یک میکروکنترلر AVR با PWM و SRAM پیاده سازی کرد. در کاربردهایی مانند تلفن برای انتقال اطلاعات شماره گیری از DTMF استفاده می کنند. عملاً در تولید یک سیگنال DTMF، دو فرکانس متفاوت با هم جمع می شوند و یک سیگنال DTMF صحیح را تولید می کنند. یک فرکانس پائین یا (fb) و یک فرکانس بالا یا (fa) جدول زیر نشان مکی دهد که چگونه دو فرکانس متفاوت با هم ترمیب می شوند و به فرم موج DTMF درمی آیند. (فایل DTMFTable از پوشه Articlepix) . شکل جدول DTMFTable. سطرهای نشان داده شده در جدول فوق ارائه دهنده فرکانسهای پائین (fb) درحالیکه ستونهای جدول ارائه دهنده مقدار فرکانسهای بالا (fa) هستند. بطور مثال، این جدول ماتریسی نشان می دهد که عدد 5 توسط دو فرکانس پائین fb=770Hz و فرکانس بالای fa=1336Hz نشان داده می شود. دو فرکانس fa و fb بوسیله فرمول فوق به یک موج DTMF تبدیل می شوند. (فایل Formula 182 از پوشه Articlepix) که البته باید به نکته و شرط بالا در مورد دامنه دو فرکانس توجه داشت. - روش تولید DTMF: در این قسمت ابتدا باید یک توضیح کلی از استفاده PNM برای تولید DTMF می دهیم و می بینیم که DWM چطور به ما کمک می کند که یک موج سینوسی تولید کنیم. تولید موج سینوسی: با توجه به رابطه میان سطح بالایی ولتاژ و سطح پائینی ولتاژ خروجی پایه PWM می بینیم که ولتاژ میانگین در این پایه چطور تغییر خواهد کرد. همانطوذ که می بینیم اگر در رابطه زیر هر دو سطح ولتاژ ثابت باشند لذا یک سطح ولتاژ ثابت خواهیم داشت. اما اگر x و y را تغییر دهیم با کم و زیاد کردن ط و y مقدار VAV ما تغییر خواهد کرد. پس به این ترتیب می بینیم که یک موج سینوسی در صورتی تولید می شود که میانگین ولتاژ پایه PWM در هر سیکل تغییر کند. (فایل VAV از پوشه Articlepix) (فایل VAV Formula از پوشه Articlepix) رابزه میان سطح بالا و پائین ولتاژ در رابطه فوق سطح ولتاژ سینوسی ما را در زمانهای مخصوص تنظیم می کند با توجه به شکل زیر می بینیم که یک موج سینوسی با پریود T چطور تولید شده است. (فایل Sinware از پوشه Articlepix) شکل بالا رابطه میان فرکانس پایه موج سینوسی و میزان نمونه ها را بایان می کند هرچه تعداد نمونه ها (Nc) بیشتر باشد دقت سیگنال خروجی بیشتر خواهد بود. معادله زیر بیانگر رابطه میان فرکانس موج پایه و تعداد نمونه هاست. (فایل FpwmFormula از پوشه Articlepix) همانطور که می بینیم فرکانس pwm به دقت وضوح pwm بستگی دارد بطور مثال برای دقت وضوح 8 بیتی بیشترین مقدار تایید براب با OXFF یا همان (255) می باشد. برای اینکه تایمر بالا و پائین می رود این مقدار باید دو برابر باشد با تقسیم فرکانس FCK یز عدد 510 فرکانس موج pwm بدست می اید پس اگر فرض کنیم فرکانس FCK برابر با 8MHZ باشد درنتیجه فرکانس موج PWM برابر 15.6KHZ می باشد. شکل زری مشخص کننده موج سینوسی با 12 نمونه پالس است.