3.3.3 FPGA数字和模拟IO分配 ............................................................................................... 10 3.3.4 JTAG下载电路 .................................................................................................................. 11 3.4 UART发送模块 ..................................................................................................................... 11 3.5 FSK前置提取电路设计 ........................................................................................................ 12 3.6 DTMF解码电路的设计 ........................................................................................................ 12 3.7 语音提取电路的设计 ............................................................................................................. 13 3.8 摘机检测电路的设计 ............................................................................................................. 13 4
FPGA程序设计 ..................................................................................................................... 14
4.1 总体结构设计 ......................................................................................................................... 14 4.2 核心控制模块设计 ................................................................................................................. 14 4.2.1 端口介绍 ............................................................................................................................. 14 4.2.2 工作原理 ............................................................................................................................. 15 4.3 通道选择模块设计 ................................................................................................................. 16 4.3.1 端口介绍 ............................................................................................................................. 16 4.3.2 工作原理 ............................................................................................................................. 17 4.4 UART发送模块 ..................................................................................................................... 18 4.5 FSK解码模块设计 ................................................................................................................ 18 4.5.1 端口介绍 ............................................................................................................................. 18 4.5.2 工作原理 ............................................................................................................................. 19 4.6 DTMF解码模块设计 ............................................................................................................ 19 4.7 A/D采样模块设计 ................................................................................................................. 19 4.7.1 端口介绍 ............................................................................................................................. 19 4.7.2 模块结构 ............................................................................................................................. 20 5
上位机软件设计 ..................................................................................................................... 21
5.1 功能概述 ................................................................................................................................. 21 5.1.1 主界面 ................................................................................................................................. 21 5.1.2 通话记录界面 ..................................................................................................................... 21 5.1.3 电话簿界面 ......................................................................................................................... 22 5.2 程序结构框图 ......................................................................................................................... 22
5.3 数据接收和信息记录 ............................................................................................................. 23 5.3.1 引导字符的识别 ................................................................................................................. 23 5.3.2 来电信息记录 ..................................................................................................................... 24 5.3.3 去电信息记录 ..................................................................................................................... 25 5.3.4 语音信息记录 ..................................................................................................................... 26 5.3.5 数据库操作 ......................................................................................................................... 27 5.4 其他 ......................................................................................................................................... 27 6
系统调试 ................................................................................................................................. 28
6.1 测试方案设计 ......................................................................................................................... 28 6.2 系统典型故障与分析 ............................................................................................................. 28 6.2.1 下位机上电复位 ................................................................................................................. 29 6.2.2 FSK解码 ............................................................................................................................. 29 6.2.3 上位机程序异常退出 ......................................................................................................... 29 6.2.4 上位机程序引导字符识别错误 ......................................................................................... 29 7
结论 ......................................................................................................................................... 30
参考文献 附录
参考文献、附录、致谢均不编页码
东北林业大学课程设计
基于Fusion单芯片的电话录音系统的设计 1 绪论 1.1 课题研究的背景和意义 来电显示，是近年来电信部门推出的一种新的业务:显示被叫方的电话号码和呼叫时在论文正文前，应阐述本课题研究间等信息。来电显示电话机和来电显示器产品应用已十分广泛，其技术也相当成熟。但传的目的、意义、对本研究国内外研究现正文二级标题统的来电显示信息电话仅将数据显示在自身的话机内，无法将数据提供给计算机或其他设状有针对性的简要综合评述和本论文用小三号宋体字，与备。因此开发来电显示电话与计算机的接口和相关的数据采集系统是十分必要的，也是有所要解决的问题等。三号宋体。论文标下文单倍行距 实用价值的。 题及第一层次题序距下文空一行. 来电显示助手通过送入电脑的来电显示，结合客户信息数据库，将传统的电话来电显示功能进行扩展，使得客户在来电时通过来电号码在客户数据中查询相关的信息，显示在电脑上，使得我们在第一时间获知客户端基本信息、业务发生情况，占据业务的先机，把握谈话的主动性，拉近员工与客户之间的距离、提升企业形象、提高工作效率。而电话录音功能又可以让员工对客户提出的问题以及我们当时提出的系统的设计进行进一步的记录，有助于我们总结问题，以便于员工对客户进行更好的服务。
小二号黑体居中放置。论文标题及第一层次题序距上下文空一行 1.2 本设计的主要要求
1.2.1 基本要求
（1） 解码FSK制式来电显示； （2） 能记录语音信息； 小四宋体 （3） 使用Fusion FPGA实现设计方案； 1.2.2 扩展功能要求
（1） 通过串口将来电号码送往PC并做记录； （2） 通过串口将语音信息传到PC并做记录； （3） 能记录去电号码及语音信息；
1
页面上边距2.5cm,下边距 2cm，左边距2.5 cm，右边距2cm，装订线位置选择左侧。 东北林业大学课程设计 2 系统方案选择 页眉为：东北林业大学课程设计，字体设置为小五号宋体居中，页眉以通档横线与正文间隔 2.1 系统方案实现 系统主要由硬件和软件两大部分构成，其中硬件又由前端电路，FPGA以及隔离模块三大部分构成，其中前端电路将电话线上的信号进行并行处理并接入FPGA的内部进行进一步的处理，通过检测到的忙音信号，振铃信号，摘机信号进行判断当前状态并对通道选择模块进行控制，将FSK解码，DTMF解码以及AD采样中的某一路与串口隔离模块相连，最后通过串口隔离模块后与PC机相连。
软件部分是由VC6.0编写的一个小型应用软件，具有良好的人机界面，便于使用。
前端电路忙音检测忙音检测忙音信号振铃信号振铃检测核心控制摘机信号电话信号摘机检测串 口隔离RS232接口Fusion FPGA隔离模块FSK提取FSK解码通道选择串口发送串口转USBPC机DTMF解码DTMF解码语音提取AD采样USB接口 图2—1 系统框图
2.2 下位机核心控制 2.2.1 器件选择 由于本系统要对语音信号进行采样，因此我们选择了Actel公司的Fusion系列FPGA作为核心控制器，针对本系统该系列FPGA提供了以下特点：
（1）片内集成了采样精度最高12位，采样频率最高600kps的ADC
2
正文三级标题用四号宋体字 东北林业大学课程设计
（2）片内集成了1.5V电压调整器，可以实现低功耗的睡眠模式 （3）基于Flash架构，配置数据掉电不丢失
基于以上的特点，我们选择了Fusion系列FPGA中AFS250来实现我们系统，不仅简化了外围电路的设计，同时还减小了PCB面积，有效实现了单芯片系统[1]。
2.2.2 控制方案选择
下位机有两种控制方案可供选择，分别是使用状态机和使用MCU软核。状态机占用的资源较少，运行也很稳定，然而当需要实现复杂的通信协议时，状态机的设计会变得异常复杂，需要花费大量的时间和精力才能完成。MCU软核则正好相反，它可以运行常规的C程序，从而能够高效的处理人机界面和进行协议转发，然而为了获得强大的功能，软核通常需要以占用大量的逻辑资源为代价，在一些小型设计中显得得不偿失。
本系统下位机的主要任务是对来电、去电信息进行解码并对语音信号进行采样，然后将这些数据上传给上位机，状态非常简单，其中并未涉及复杂的拆包、打包过程以及握手协议，因此我们使用了状态机来完成核心的控制。
2.3 来电号码识别
2.3.1 来电数据的格式
目前我国的来电显示主要有复合数据格式和单数据格式两种，复消息数据格式如表2—1所示。表中值定义一栏的M、N、O表示该字节的值不确定，?—?表示该串字节的值不确定[2]。
表 2—1 复合数据格式 字段位置 0 1 2 3 4~12 13 14 15~15+N 15+N+1
功能描述 复合数据格式标识字符 值定义 80H 表例子：“表2-1 复合数据格从该字节之后到BCC字节之间的数据长度 式”位于表的上方居中，M 五号呼叫时间消息类型标识 01H 表格内中文用小五宋体加黑，呼叫时间消息长度 08H 英文或其文字用小五号宋体，以ASCLL码表示的呼叫时间 — 号Times New Roman字体。 主叫号码消息类型标识 主叫号码消息长度
以ASCLL码表示的主叫号码 BCC校验字
02H N ˉ O
单数据格式的标识字符为04H，相对于复合数据格式，它省去了呼叫时间消息长度和
主叫号码消息长度两个参数，其它参数的定义与复合数据格式相同，在此不再赘述。
2.3.2 来电数据的传输制式
电话交换机是通过FSK调制波将来电信息发送给电话终端的，具体的调制特性如下所示：
（1） 调制方式： BFSK（相位连续二进制移频键控） （2） 逻辑 1： 1200Hz
页脚为页码，页码格式为阿拉（3） 逻辑 0： 2200Hz
伯数字，字体设置为小五号（4） 传输速率： 1200bps
Times New Roman字体居中 （5） 数据传送方式： 二进制异步串行方式 在挂机状态时，电话线上是50V左右的直流电平，当有电话呼入时，会有峰峰值为90V的振铃信号叠加到50V的直流电平上。承载着来电信息的FSK调制波会在第一声振3