git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - gnuradio-examples/python/usrp/usrp_nbfm_ptt.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2 #
   3 # Copyright 2005 Free Software Foundation, Inc.
   4 #
   5 # This file is part of GNU Radio
   6 #
   7 # GNU Radio is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 # it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 # the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  10 # any later version.
  11 #
  12 # GNU Radio is distributed in the hope that it will be useful,
  13 # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15 # GNU General Public License for more details.
  16 #
  17 # You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 # along with GNU Radio; see the file COPYING.  If not, write to
  19 # the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street,
  20 # Boston, MA 02110-1301, USA.
  21 #
  22
  23 import math
  24 import sys
  25 import wx
  26 from optparse import OptionParser
  27
  28 from gnuradio import gr, gru, eng_notation
  29 from gnuradio import usrp
  30 from gnuradio import audio
  31 from gnuradio import blks
  32 from gnuradio.eng_option import eng_option
  33 from gnuradio.wxgui import stdgui, fftsink, scopesink, slider, form
  34 import usrp_dbid
  35
  36 from Numeric import convolve, array
  37
  38 #import os
  39 #print "pid =", os.getpid()
  40 #raw_input('Press Enter to continue: ')
  41
  42 # ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  43 #                           Control Stuff
  44 # ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  45
  46 class ptt_graph(stdgui.gui_flow_graph):
  47     def __init__(self, frame, panel, vbox, argv):
  48         stdgui.gui_flow_graph.__init__ (self, frame, panel, vbox, argv)
  49
  50         self.frame = frame
  51         self.space_bar_pressed = False
  52
  53         parser = OptionParser (option_class=eng_option)
  54         parser.add_option("-R", "--rx-subdev-spec", type="subdev", default=None,
  55                           help="select USRP Rx side A or B")
  56         parser.add_option("-T", "--tx-subdev-spec", type="subdev", default=None,
  57                           help="select USRP Tx side A or B")
  58         parser.add_option ("-f", "--freq", type="eng_float", default=442.1e6,
  59                            help="set Tx and Rx frequency to FREQ", metavar="FREQ")
  60         parser.add_option ("-g", "--rx-gain", type="eng_float", default=None,
  61                            help="set rx gain [default=midpoint in dB]")
  62         parser.add_option("-I", "--audio-input", type="string", default="",
  63                           help="pcm input device name.  E.g., hw:0,0 or /dev/dsp")
  64         parser.add_option("-O", "--audio-output", type="string", default="",
  65                           help="pcm output device name.  E.g., hw:0,0 or /dev/dsp")
  66         parser.add_option ("-N", "--no-gui", action="store_true", default=False)
  67         (options, args) = parser.parse_args ()
  68
  69         if len(args) != 0:
  70             parser.print_help()
  71             sys.exit(1)
  72
  73         if options.freq < 1e6:
  74             options.freq *= 1e6
  75
  76         self.txpath = transmit_path(self, options.tx_subdev_spec, options.audio_input)
  77         self.rxpath = receive_path(self, options.rx_subdev_spec, options.rx_gain, options.audio_output)
  78         self._build_gui(frame, panel, vbox, argv, options.no_gui)
  79
  80         self.set_transmit(False)
  81         self.set_freq(options.freq)
  82         self.set_rx_gain(self.rxpath.gain)               # update gui
  83         self.set_volume(self.rxpath.volume)              # update gui
  84         self.set_squelch(self.rxpath.threshold())        # update gui
  85
  86
  87     def set_transmit(self, enabled):
  88         self.txpath.set_enable(enabled)
  89         self.rxpath.set_enable(not(enabled))
  90         if enabled:
  91             self.frame.SetStatusText ("Transmitter ON", 1)
  92         else:
  93             self.frame.SetStatusText ("Receiver ON", 1)
  94
  95
  96     def set_rx_gain(self, gain):
  97         self.myform['rx_gain'].set_value(gain)            # update displayed value
  98         self.rxpath.set_gain(gain)
  99
 100     def set_tx_gain(self, gain):
 101         self.txpath.set_gain(gain)
 102
 103     def set_squelch(self, threshold):
 104         self.rxpath.set_squelch(threshold)
 105         self.myform['squelch'].set_value(self.rxpath.threshold())
 106
 107     def set_volume (self, vol):
 108         self.rxpath.set_volume(vol)
 109         self.myform['volume'].set_value(self.rxpath.volume)
 110         #self.update_status_bar ()
 111
 112     def set_freq(self, freq):
 113         r1 = self.txpath.set_freq(freq)
 114         r2 = self.rxpath.set_freq(freq)
 115         #print "txpath.set_freq =", r1
 116         #print "rxpath.set_freq =", r2
 117         if r1 and r2:
 118             self.myform['freq'].set_value(freq)     # update displayed value
 119         return r1 and r2
 120
 121     def _build_gui(self, frame, panel, vbox, argv, no_gui):
 122
 123         def _form_set_freq(kv):
 124             return self.set_freq(kv['freq'])
 125
 126         self.panel = panel
 127
 128         # FIXME This REALLY needs to be replaced with a hand-crafted button
 129         # that sends both button down and button up events
 130         hbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 131         hbox.Add((10,0), 1)
 132         self.status_msg = wx.StaticText(panel, -1, "Press Space Bar to Transmit")
 133         of = self.status_msg.GetFont()
 134         self.status_msg.SetFont(wx.Font(15, of.GetFamily(), of.GetStyle(), of.GetWeight()))
 135         hbox.Add(self.status_msg, 0, wx.ALIGN_CENTER)
 136         hbox.Add((10,0), 1)
 137         vbox.Add(hbox, 0, wx.EXPAND | wx.ALIGN_CENTER)
 138
 139         panel.Bind(wx.EVT_KEY_DOWN, self._on_key_down)
 140         panel.Bind(wx.EVT_KEY_UP, self._on_key_up)
 141         panel.Bind(wx.EVT_KILL_FOCUS, self._on_kill_focus)
 142         panel.SetFocus()
 143
 144         if 1 and not(no_gui):
 145             rx_fft = fftsink.fft_sink_c (self, panel, title="Rx Input", fft_size=512,
 146                                          sample_rate=self.rxpath.if_rate,
 147                                          ref_level=80, y_per_div=20)
 148             self.connect (self.rxpath.u, rx_fft)
 149             vbox.Add (rx_fft.win, 1, wx.EXPAND)
 150
 151         if 1 and not(no_gui):
 152             rx_fft = fftsink.fft_sink_c (self, panel, title="Post s/w DDC",
 153                                          fft_size=512, sample_rate=self.rxpath.quad_rate,
 154                                          ref_level=80, y_per_div=20)
 155             self.connect (self.rxpath.ddc, rx_fft)
 156             vbox.Add (rx_fft.win, 1, wx.EXPAND)
 157
 158         if 0 and not(no_gui):
 159             foo = scopesink.scope_sink_f (self, panel, title="Squelch",
 160                                                sample_rate=32000)
 161             self.connect (self.rxpath.fmrx.div, (foo,0))
 162             self.connect (self.rxpath.fmrx.gate, (foo,1))
 163             self.connect (self.rxpath.fmrx.squelch_lpf, (foo,2))
 164             vbox.Add (foo.win, 1, wx.EXPAND)
 165
 166         if 0 and not(no_gui):
 167             tx_fft = fftsink.fft_sink_c (self, panel, title="Tx Output",
 168                                          fft_size=512, sample_rate=self.txpath.usrp_rate)
 169             self.connect (self.txpath.amp, tx_fft)
 170             vbox.Add (tx_fft.win, 1, wx.EXPAND)
 171
 172
 173         # add control area at the bottom
 174
 175         self.myform = myform = form.form()
 176
 177         # first row
 178         hbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 179         hbox.Add((5,0), 0, 0)
 180         myform['freq'] = form.float_field(
 181             parent=panel, sizer=hbox, label="Freq", weight=1,
 182             callback=myform.check_input_and_call(_form_set_freq, self._set_status_msg))
 183
 184         hbox.Add((5,0), 0, 0)
 185         vbox.Add(hbox, 0, wx.EXPAND)
 186
 187
 188         # second row
 189         hbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 190         myform['volume'] = \
 191             form.quantized_slider_field(parent=self.panel, sizer=hbox, label="Volume",
 192                                         weight=3, range=self.rxpath.volume_range(),
 193                                         callback=self.set_volume)
 194         hbox.Add((5,0), 0)
 195         myform['squelch'] = \
 196             form.quantized_slider_field(parent=self.panel, sizer=hbox, label="Squelch",
 197                                         weight=3, range=self.rxpath.squelch_range(),
 198                                         callback=self.set_squelch)
 199         hbox.Add((5,0), 0)
 200         myform['rx_gain'] = \
 201             form.quantized_slider_field(parent=self.panel, sizer=hbox, label="Rx Gain",
 202                                         weight=3, range=self.rxpath.subdev.gain_range(),
 203                                         callback=self.set_rx_gain)
 204         hbox.Add((5,0), 0)
 205         vbox.Add(hbox, 0, wx.EXPAND)
 206
 207
 208         self._build_subpanel(vbox)
 209
 210     def _build_subpanel(self, vbox_arg):
 211         # build a secondary information panel (sometimes hidden)
 212
 213         # FIXME figure out how to have this be a subpanel that is always
 214         # created, but has its visibility controlled by foo.Show(True/False)
 215
 216         #if not(self.show_debug_info):
 217         #    return
 218
 219         panel = self.panel
 220         vbox = vbox_arg
 221         myform = self.myform
 222
 223         #panel = wx.Panel(self.panel, -1)
 224         #vbox = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
 225
 226         hbox = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
 227         hbox.Add((5,0), 0)
 228         #myform['decim'] = form.static_float_field(
 229         #    parent=panel, sizer=hbox, label="Decim")
 230
 231         #hbox.Add((5,0), 1)
 232         #myform['fs@usb'] = form.static_float_field(
 233         #    parent=panel, sizer=hbox, label="Fs@USB")
 234
 235         #hbox.Add((5,0), 1)
 236         #myform['dbname'] = form.static_text_field(
 237         #    parent=panel, sizer=hbox)
 238
 239         hbox.Add((5,0), 0)
 240         vbox.Add(hbox, 0, wx.EXPAND)
 241
 242
 243     def _set_status_msg(self, msg, which=0):
 244         self.frame.GetStatusBar().SetStatusText(msg, which)
 245
 246     def _on_key_down(self, evt):
 247         # print "key_down:", evt.m_keyCode
 248         if evt.m_keyCode == wx.WXK_SPACE and not(self.space_bar_pressed):
 249             self.space_bar_pressed = True
 250             self.set_transmit(True)
 251
 252     def _on_key_up(self, evt):
 253         # print "key_up", evt.m_keyCode
 254         if evt.m_keyCode == wx.WXK_SPACE:
 255             self.space_bar_pressed = False
 256             self.set_transmit(False)
 257
 258     def _on_kill_focus(self, evt):
 259         # if we lose the keyboard focus, turn off the transmitter
 260         self.space_bar_pressed = False
 261         self.set_transmit(False)
 262
 263
 264 # ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 265 #                           Transmit Path
 266 # ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 267
 268 class transmit_path(gr.hier_block):
 269     def __init__(self, fg, subdev_spec, audio_input):
 270
 271         self.u = usrp.sink_c ()
 272
 273         dac_rate = self.u.dac_rate();
 274         self.if_rate = 320e3                               # 320 kS/s
 275         self.usrp_interp = int(dac_rate // self.if_rate)
 276         self.u.set_interp_rate(self.usrp_interp)
 277         self.sw_interp = 10
 278         self.audio_rate = self.if_rate // self.sw_interp   #  32 kS/s
 279
 280         self.audio_gain = 10
 281         self.normal_gain = 32000
 282
 283         self.audio = audio.source(int(self.audio_rate), audio_input)
 284         self.audio_amp = gr.multiply_const_ff(self.audio_gain)
 285
 286         lpf = gr.firdes.low_pass (1,                # gain
 287                                   self.audio_rate,            # sampling rate
 288                                   3800,               # low pass cutoff freq
 289                                   300,                # width of trans. band
 290                                   gr.firdes.WIN_HANN) # filter type
 291
 292         hpf = gr.firdes.high_pass (1,                # gain
 293                                   self.audio_rate,            # sampling rate
 294                                   325,               # low pass cutoff freq
 295                                   50,                # width of trans. band
 296                                   gr.firdes.WIN_HANN) # filter type
 297
 298         audio_taps = convolve(array(lpf),array(hpf))
 299         self.audio_filt = gr.fir_filter_fff(1,audio_taps)
 300
 301         self.pl = blks.ctcss_gen_f(fg, self.audio_rate,123.0)
 302         self.add_pl = gr.add_ff()
 303         fg.connect(self.pl,(self.add_pl,1))
 304
 305         self.fmtx = blks.nbfm_tx(fg, self.audio_rate, self.if_rate)
 306         self.amp = gr.multiply_const_cc (self.normal_gain)
 307
 308         # determine the daughterboard subdevice we're using
 309         if subdev_spec is None:
 310             subdev_spec = usrp.pick_tx_subdevice(self.u)
 311         self.u.set_mux(usrp.determine_tx_mux_value(self.u, subdev_spec))
 312         self.subdev = usrp.selected_subdev(self.u, subdev_spec)
 313         print "TX using", self.subdev.name()
 314
 315         fg.connect(self.audio, self.audio_amp, self.audio_filt,
 316                    (self.add_pl,0), self.fmtx, self.amp, self.u)
 317
 318         gr.hier_block.__init__(self, fg, None, None)
 319
 320         self.set_gain(self.subdev.gain_range()[1])  # set max Tx gain
 321
 322
 323     def set_freq(self, target_freq):
 324         """
 325         Set the center frequency we're interested in.
 326
 327         @param target_freq: frequency in Hz
 328         @rypte: bool
 329
 330         Tuning is a two step process.  First we ask the front-end to
 331         tune as close to the desired frequency as it can.  Then we use
 332         the result of that operation and our target_frequency to
 333         determine the value for the digital up converter.  Finally, we feed
 334         any residual_freq to the s/w freq translater.
 335         """
 336         r = self.u.tune(self.subdev._which, self.subdev, target_freq)
 337         if r:
 338             # Use residual_freq in s/w freq translator
 339             return True
 340
 341         return False
 342
 343     def set_gain(self, gain):
 344         self.gain = gain
 345         self.subdev.set_gain(gain)
 346
 347     def set_enable(self, enable):
 348         self.subdev.set_enable(enable)            # set H/W Tx enable
 349         if enable:
 350             self.amp.set_k (self.normal_gain)
 351         else:
 352             self.amp.set_k (0)
 353
 354
 355
 356 # ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 357 #                           Receive Path
 358 # ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 359
 360 class receive_path(gr.hier_block):
 361     def __init__(self, fg, subdev_spec, gain, audio_output):
 362
 363         self.u = usrp.source_c ()
 364         adc_rate = self.u.adc_rate()
 365
 366         self.if_rate = 256e3                         # 256 kS/s
 367         usrp_decim = int(adc_rate // self.if_rate)
 368         if_decim = 4
 369         self.u.set_decim_rate(usrp_decim)
 370         self.quad_rate = self.if_rate // if_decim    #  64 kS/s
 371         audio_decim = 2
 372         audio_rate = self.quad_rate // audio_decim   #  32 kS/s
 373
 374         if subdev_spec is None:
 375             subdev_spec = usrp.pick_rx_subdevice(self.u)
 376         self.subdev = usrp.selected_subdev(self.u, subdev_spec)
 377         print "RX using", self.subdev.name()
 378
 379         self.u.set_mux(usrp.determine_rx_mux_value(self.u, subdev_spec))
 380
 381         # Create filter to get actual channel we want
 382         chan_coeffs = gr.firdes.low_pass (1.0,                # gain
 383                                           self.if_rate,       # sampling rate
 384                                           13e3,               # low pass cutoff freq
 385                                           4e3,                # width of trans. band
 386                                           gr.firdes.WIN_HANN) # filter type
 387
 388         print "len(rx_chan_coeffs) =", len(chan_coeffs)
 389
 390         # Decimating Channel filter with frequency translation
 391         # complex in and out, float taps
 392         self.ddc = gr.freq_xlating_fir_filter_ccf(if_decim,       # decimation rate
 393                                                   chan_coeffs,    # taps
 394                                                   0,              # frequency translation amount
 395                                                   self.if_rate)   # input sample rate
 396
 397         # instantiate the guts of the single channel receiver
 398         self.fmrx = blks.nbfm_rx(fg, audio_rate, self.quad_rate)
 399
 400         # standard squelch block
 401         self.squelch = blks.standard_squelch(fg, audio_rate)
 402
 403         # audio gain / mute block
 404         self._audio_gain = gr.multiply_const_ff(1.0)
 405
 406         # sound card as final sink
 407         audio_sink = audio.sink (int(audio_rate), audio_output)
 408
 409         # now wire it all together
 410         fg.connect (self.u, self.ddc, self.fmrx, self.squelch, self._audio_gain, audio_sink)
 411         gr.hier_block.__init__(self, fg, self.u, audio_sink)
 412
 413         if gain is None:
 414             # if no gain was specified, use the mid-point in dB
 415             g = self.subdev.gain_range()
 416             gain = float(g[0]+g[1])/2
 417
 418         self.enabled = True
 419         self.set_gain(gain)
 420         v = self.volume_range()
 421         self.set_volume((v[0]+v[1])/2)
 422         s = self.squelch_range()
 423         self.set_squelch((s[0]+s[1])/2)
 424
 425
 426     def volume_range(self):
 427         return (-20.0, 0.0, 0.5)
 428
 429     def set_volume (self, vol):
 430         g = self.volume_range()
 431         self.volume = max(g[0], min(g[1], vol))
 432         self._update_audio_gain()
 433
 434     def set_enable(self, enable):
 435         self.enabled = enable
 436         self._update_audio_gain()
 437
 438     def _update_audio_gain(self):
 439         if self.enabled:
 440             self._audio_gain.set_k(10**(self.volume/10))
 441         else:
 442             self._audio_gain.set_k(0)
 443
 444     def squelch_range(self):
 445         return self.squelch.squelch_range()
 446
 447     def set_squelch(self, threshold):
 448         print "SQL =", threshold
 449         self.squelch.set_threshold(threshold)
 450
 451     def threshold(self):
 452         return self.squelch.threshold()
 453
 454     def set_freq(self, target_freq):
 455         """
 456         Set the center frequency we're interested in.
 457
 458         @param target_freq: frequency in Hz
 459         @rypte: bool
 460
 461         Tuning is a two step process.  First we ask the front-end to
 462         tune as close to the desired frequency as it can.  Then we use
 463         the result of that operation and our target_frequency to
 464         determine the value for the digital down converter in the
 465         FPGA.  Finally, we feed any residual_freq to the s/w freq
 466         translator.
 467         """
 468         r = self.u.tune(0, self.subdev, target_freq)
 469         if r:
 470             # Use residual_freq in s/w freq translater
 471             # print "residual_freq =", r.residual_freq
 472             self.ddc.set_center_freq(-r.residual_freq)
 473             return True
 474
 475         return False
 476
 477     def set_gain(self, gain):
 478         self.gain = gain
 479         self.subdev.set_gain(gain)
 480
 481
 482 # ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 483 #                                Main
 484 # ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 485
 486 def main():
 487     app = stdgui.stdapp(ptt_graph, "NBFM Push to Talk")
 488     app.MainLoop()
 489
 490 if __name__ == '__main__':
 491     main()