FINAL.m
%--------------- Universidade Federal de Itajubá ---------------%
% - Alisson Gomes Cerqueira             RA: 34410               %
% - Bruno Lacerda Costa da Rocha        RA: 33862               %
% - Davi Moreira Silva                  RA: 33541               %
% - Juarez de Paula Sena Junior         RA: 34398               %
% - Walter Soares Junior                RA: 34167               %
% ------------------------------------------------------------- %
% Trabalho: Análise do sinal DTMF                               %
% EELI39 - Manutenção Elétrica - T01                            %
% ------------------------------------------------------------- %
clc; 
clear; 
close all
% -------------------- Entrada do algoritmo ------------------- %
tempo_gravacao = 1; % [segundos]  
disp('--------------------- Algoritmo DTMF ----------------------')
disp(' ')
% Gravando: audirecorder(Freq. de amostragem, Bits por amostra, numero de canais) 
Freq_Amostragem = 10000; 
recObj = audiorecorder(Freq_Amostragem, 16, 2);
fprintf('O sinal está sendo gravado...  \n- Tempo de gravação: %d segundos', tempo_gravacao)
disp(' ') 
disp(' ')
recordblocking(recObj, tempo_gravacao);
disp('Final de gravação.');
dados_input = getaudiodata(recObj);
disp('-----------------------------------------------------------')

% ------------------ Processamento do sinal ------------------- %
% Determinando o número de amostras do sinal: 
tempo_amostras  = 1; % Delimitando o tempo para obter a amostra de 1s;
numero_amostras = length(dados_input); 
vetor_amostras  = [1:1:numero_amostras];

% Determinar intervalo entre as amostras
intervalo_amostras  = tempo_gravacao / numero_amostras;
numero_pontos_sinal = tempo_amostras/intervalo_amostras;

% Construção de vetores para auxílio no processamento:
% Ajuste de largura de banda: Ao inicio da largura de banda do sinal foi
% arredondado para cima,enquanto que no final foi arredondado para baixo.
ref_vet_sinal_aprox_1 = numero_pontos_sinal;            % Determina a largura de banda do sinal
ref_vet_sinal_1       = fix(ref_vet_sinal_aprox_1);     % Delimita para o valor inteiro inferior
Pontos_Sinal_1        = dados_input(1:ref_vet_sinal_1); % Gera um vetor correspondente ao sinal respeitando as coordenadas delimitadas
vet_posicao_sinal_1   = [1:1:ref_vet_sinal_1];          % Vetor de posições para os pontos do sinal
                
% ------------- Construção do algoritmo de DTMF ------------- %
k_1 = [1:1:length(Pontos_Sinal_1)];  
n_1 = [1:1:length(Pontos_Sinal_1)];
disp('Algoritmo em processamento...')

for Amostra_Amp_1 = k_1
    Vetor_Amostra_1 = Pontos_Sinal_1.*exp((-1i*2*deg2rad(180).*Amostra_Amp_1.*n_1)/length(Pontos_Sinal_1));
    X_1(Amostra_Amp_1 + 1) = sum(Vetor_Amostra_1);
end
% Obter magnitude e fase de cada frequência
                    
% Retorna um vetor com as magnitudes para cada ponto
Mag_X_1 = sqrt(real(X_1).^2 + imag(X_1).^2); 
           
% Retorna um vetor com as fases para cada ponto em radiano
Phase_X_1 = atan(imag(X_1)./real(X_1));
            
% Por causa do critério de Nyquist, o numero de amostras tem de ser
% dividido por dois
     
Mag_X_corrigido_nyquist_1   = 2*Mag_X_1(1:length(Pontos_Sinal_1));
Phase_X_corrigido_nyquist_1 = 2*Phase_X_1(1:length(Pontos_Sinal_1));
           
% Para obter a amplitude do sinal, tem de dividir a magnitude
% corrigida pelo critério de nyquist pelo número de amostras
       
Amplitude_1  = Mag_X_corrigido_nyquist_1/length(Pontos_Sinal_1);
                       
X_corrigido_nyquist_1       = (2*X_1(1:floor((length(X_1)/2)))/length(Pontos_Sinal_1));
Real_X_corrigido_nyquist_1  = real(X_corrigido_nyquist_1);
Imag_X_corrigido_nyquist_1  = imag(X_corrigido_nyquist_1);
phase_X_corrigido_nyquist_1 = angle(X_corrigido_nyquist_1);

% ------------- Apresentação gráfica do algoritmo ------------- %

figure(1)
subplot(2,1,2)
Aux_1    = (Freq_Amostragem)/length(Amplitude_1);
Eixo_y_1 = [1:Aux_1:Freq_Amostragem];
bar(Eixo_y_1,Amplitude_1,0.1)
title('Magnitude do sinal após análise')
xlabel('Frequência');ylabel('Magnitude');
xlim([500 2000])
          
figure(1);
subplot(2,1,1)
plot(dados_input);
title('Sinal sonoro obtido')
xlabel('Tempo');ylabel('Magnitude');

% ------------- Encontrando os valore na tabela ------------- %
% Identificar as frequências do sinal
% Para verificar o sinal e realizar as devidas comparações com a tabela de
% DTMF, foi fragmentado o mesmo em dois intervalos de frequência.

% Análise da primeira parte do sinal: 
auxiliar_02 =1;
while auxiliar_02 < 2        
    mega = max(Amplitude_1(1,500:1000)); % Encontra o maior valor no vetor - parte I
    for Percorre = [1:1:1000]            % Percorrendo todo o vetor para encontrar a frequência desejada       
        if Amplitude_1(Percorre) == mega 
            Maiores_Valores_1(1) = Eixo_y_1(Percorre);
        end        
    end  
    auxiliar_02 = auxiliar_02 + 1; 
end 

% Análise da segunda parte do sinal: 
auxiliar_02 =1;
while auxiliar_02 < 2   
    mega = max(Amplitude_1(1,1000:1477)); % Encontra o maior elemento na 2º parte  
    for Percorre = [1000:1:1477]  
        if Amplitude_1(Percorre) == mega
            Maiores_Valores_1(2) = Eixo_y_1(Percorre);
        end        
    end  
    auxiliar_02 = auxiliar_02 + 1; 
end 

% Matriz de DTMF 
% Salienta-se que a matriz não possui os números A,B e C. 
Freq_Busca_Y = [697 770 852 941];
Freq_Busca_X = [1209 1336 1477 1633];
Matriz_Retorno = [1 2 3 0; 4 5 6 0; 7 8 9 0; 0, 0, 0, 0];

% Comparação dos elementos encontrados com a matriz DTMF
for x = [1:1:length(Freq_Busca_Y)]
    % Encontrando a maior frequência          
    if (abs((Freq_Busca_Y(x)- Maiores_Valores_1(1))) < 50)
        Freq_menor_1 = Freq_Busca_Y(x);
    end
    % Encontrando a menor frequência 
    if (abs((Freq_Busca_X(x)- Maiores_Valores_1(2))) < 50)
        Freq_maior_1 = Freq_Busca_X(x);
    end      
        
end   
                        
% ------------- Apresentação do resultado final ------------- %
Linha_1  = find(Freq_Busca_Y == Freq_menor_1);  
Coluna_1 = find(Freq_Busca_X == Freq_maior_1);

disp('-----------------------------------------------------------')
Resultado_final = Matriz_Retorno(Linha_1,Coluna_1);
fprintf('O resultado final é: %d', Resultado_final)
disp(' ') 
disp('------------------------ FIM ------------------------------')