根據HT9032C的新型來電顯示器設計策略

概述
??? 據調查，市場上現有的來電顯示器大致可以分為兩類：一類是普通來電顯示器；另一類是可以和上位機連接的高端來電顯示設備。在單數據消息格式下，前者只能顯示主叫號碼、呼叫日期、時間等主叫識別信息，由于不能顯示主叫用戶的姓名，給用戶的使用帶來諸多不便。后者除了上述功能外，還具有主叫用戶姓名顯示、來電彈屏、語音報號、通話錄音等多種功能，但需要上位機，待機耗電，且價格昂貴，適用范圍受到一定的局限。
??? 本設計通過對原有的普通來電器加以改進，增加了液晶顯示模塊和語音報號芯片。在單數據消息格式下，該來電顯示器不僅可以顯示主叫號碼、呼叫日期、時間，而且可以顯示主叫用戶的姓名，使被叫用戶輕松地知道來電者的身份，方便用戶選擇接聽。該來電顯示器對有350個以下電話號碼的用戶最為實用，可以大大提高工作效率，具有很高的實用價值。

1 系統硬件設計
1．1 系統總體設計
??? 本系統采用Atmel 公司的增強型單片機AT89S52作為控制芯片。如圖1所示，系統由4個部分組成：FSK信號解調部分、來電信息顯示部分、按鍵部分和語音播放部分。系統結構如圖1所示。

1．2 系統各組成部分具體設計
1．2．1 FSK信號解調部分
??? 采用H0ltek公司生產的FSK解碼芯片HT9032C。HT9032C是接收物理層主叫識別信息的低功耗CMOS集成芯片。它滿足Bell 202和CCITT V．23 1200 b／sFSK數據傳輸標準，同時能檢測振鈴和載波。電話線經過接口電路接到HT9032C的TIP、RING、RDETl和RDET2引腳。當有振鈴信號到來時，HT9032C的腳觸發下降沿。在第1次和第2次振鈴之間，HT9032C把邏輯“1”=(1200±12)Hz、“O”=(2 200±22)Hz，傳輸速率為1200 b／s的FSK信號解調成串行異步二進制數據。當檢測到有效載波信號時，觸發下降沿。在DOUTC腳只輸出主叫識別信號；而在DOUT腳輸出包括信道占用信號(由一組300個連續的O和1交替組成，第1位為0，最后1位為1，在通話狀態下信道占用信號不發送)，標志信號(由180個<掛機狀態下>或80個<通話狀態下>標志位<邏輯1>組成，即持續的高電平)，以及主叫識別信號的所有信號。各腳的時序波形如圖2所示。在VSS=0 V，VDD=5 V，晶振為3．58 MHz，工作溫度Ta=0-70℃時，測得tDOSC=2ms，tSUPD≥15 ms，tDAQ=14ms，tDCH≥8 ms。

??? HT9032C與AT89S52的硬件連接電路如圖3所示。HT9032C的引腳接AT89S52的外部中斷1，當有振鈴信號時，腳觸發外部中斷1。HT9032C的引腳接AT89S52的外部中斷O，當檢測到有效解調后的主叫識別信號時，腳觸發外部中斷0。HT9032C的DOUTC引腳接AT89S52的串行接地引腳。當檢測到振鈴和有效載波信號時，便打開串口中斷，接收解調的FSK信號，得到來電信息。

??? HT9032C解調出的FSK基帶信號送入AT89S52的捕獲中斷，信號的傳送速率為1200 b／s，所以AT89S52設定波特率為1200 b／s，利用串口對信號進行采集，由此得到O、1比特流。將其按10位合成字節信息，每個字節起始位是1，結束位為O，中間8位為信息。最后根據主叫識別的單數據消息格式提取所需的消息字，得到來電日期與來電號碼。

1．2．2 來電信息顯示部分
??? 采用帶漢字字庫的YBl2232-Z液晶顯示模塊，用來顯示主叫用戶姓名、主叫號碼、日期、時間等信息。判斷到來電信息后，可依次取出各個信息并相應進行顯示。YBl2232-Z與AT89S52的連接如圖4所示。

1．2．3 按鍵部分
??? 由于AT89S52具有8 KB在系統可編程Flash存儲器、256字節RAM和32位I／O口線，所以該系統無需增加額外的存儲器和按鍵控制部分。AT89S52的8 KB Flash存儲器除了存儲系統程序外，還可以存儲至少350個用戶的姓名和電話號碼。按鍵(DEL、UP、DOWN分別用于刪除、查閱主叫信息。)直接與AT89S52相連，用軟件實現按鍵消抖。
1．2．4 語音播放部分
??? 采用錄放一體化的高保真單片固態語音集成電路ISD1420實現自動語音播放來電號碼。ISD1420內部有128 KB的E2PROM用于存放語音信息，并可分成1 60段，每段存儲O．125 s的語音信息，總共可存儲20 s的信息。語音分段的信息是由ISD1420的地址線A0～A7的值決定的。在錄制過程中，將可能要播放的語音庫按每個O．5 s的單位進行錄制。每個漢字或數字的語音信息對應一個地址。在判斷到來電號碼后，依次給定A0～A7的值就能構成一句話，從而播放來電號碼。

2 系統軟件設計
??? 系統的軟件主要實現HT9032C FSK解調信號的采集、數據處理、來電用戶姓名查詢、來電信息數據顯示、語音報號功能。主程序流程如圖5所示。

3 數據記錄
3．1 數據分析
??? HT9032C解碼輸出比特信號為：
????
??? 其寫成字符串為：Ox04，Oxl4，0x30，0x38，0x33，Ox30，Ox3l，0x30，Ox33，Ox34，0x30，Ox31，Ox33，0x38，Ox33，Ox34，Ox31，Ox34，0x32，Ox33，0x32，Ox37，0xEF
??? 經過分析，此消息數據為單數據消息格式，來電顯示的時間為08月30日lO時34分，來電號碼為013834142327，校驗字為OxEP。所有數據(包括校驗位)和按256的模求和為00，證明收到的數據完全正確。
3．2 上電時序
??? 設計中，為了確保FSK解碼芯片正常工作，需要PDWN引腳在VDD上電和晶振振蕩穩定后，才能拉低，否則會導致復位不良。如果PDWN外接RC電路，可適當加大C值，以延長PDWN下降的時間。圖6為C=0．1μF，R=81 kΩ時，VDD、PDWN和晶振X1的波形。其中，VT為輸入低限門檻電壓。