摘要：按照v.23建议、利用TMS320C5402实现16路全双工来电显示的原理、算法分析及软硬件设计。该系统已在深圳市鼎铭电子有限公司开发成功，并投入了使用。

    关键词：来电显示（Caller ID Detection0） 数字信号处理器（DSP） 频移键控（FSK）

来电显示并非电话必须具备的功能，它可以作为附加功能有偿提供给用户。目前，实际来电显示的方法很多，但随着集成电路和DSP的飞速发展，利用DSP实现来电显示具有成本低、可靠性高、软硬件设计简单、可维护性强等特点。TI公司的TMS320C5X系列特别适用于通信领域。本文主要介绍利用TMS320C5402实现符合v.23建议[1]的16路全双工来电显示。另外，此方案略作修改还可符合bell202建议。

1 基本原理及算法设计

v.23的波特率为1200Baud，调制方式为2FSK，发送"1"时载波频率为F1=1300Hz，发送"0"时载波频率为F0=2100Hz。采用FSK调制方式的主要优点是：①无需载波恢复，大大降低了系统复杂度。②对幅度的非线性抗干扰能力强。因为FSK信号为恒包络信号，其信息完全包含在信号的过零点上，所以比起AM信号，其对幅度非线性抗干扰能力要强。③调制解调易用软硬件实现，简单易懂。其最大的缺点就是频率利用率低。因为电话的频带范围为300～3400Hz，因此利用FSK调制方式仅适用于中低速通信。由于v.23波特率为1200Baud，采用2FSK调制方式，所以其比特率为1200bps，但完全可选用于来电显示。

为了以下叙述方便，在此先给出FSK系统的原理框图，如图1所示。

整个系统的核心是FSK的算法设计。从图1可以看出，关键几步为：①调制，即如何实现任意频率的正弦波发生器。②滤波器设计包括发送滤波器和接收端的低通滤波器。这一步相对来说比较简单，可以利用MATLAB软件来计算其系数，只要给出要求的截止频率等参数即可，这大大减轻了我们的工作。③解调方法使用延迟相乘法，其延迟步数k的选择是整个系统的关键。④同步可使用锁相环来实现，这可以参考大多数文献的锁相环实现方法。为此，在讨论中我们着重突出第①、③两步。

1.1 调制部分

调制就是把数字信号变成适合于信道传输的正弦波。在此利用查表法[2]来产生正弦波。因为TMS320C5402中包含一个N=256点的Q15正弦表。相位Ψi在[0,2π]上均匀分布：Ψi=2iπ/N i∈[0,N-1]。假设sin_addr为正弦表首地址，则sin(Ψi)的地址是sin)addr+i。

调制信号可表示为：x(t)=Asin(2πFt)=Asin（φ（t)),F={F0,F1}。设Te为抽样间隔，则当t=nTe时，φ（nTe)=φn=2πFnTe=φn-1+2πFTe

φn=(φn-1+ΔφF)MOD2π

ΔφF=2πFTe≤π （由仙农定理知：1/Te≥2F）

φn的取模可利用二进制补码的循环性实现。在程序中，φn以16位有符号整数In表示：In=2 15φn/π-2 15。例如，当φn=0时，In=-2 15；当φn=π时，In=0；当φn=2π时，In=2 15，超出了表示范围，变成-2 15,这样便起到了取模的作用。