信息電話機(jī)關(guān)鍵模塊的研究與應(yīng)用

摘要 本裝置利用來電顯示服務(wù)，通過FSK解碼芯片MC14LC5447完成對來電顯示數(shù)據(jù)的解碼；使用AT89C2051單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲；通過 DLL動態(tài)鏈接庫控制USB203（8位并行輸入USB傳輸模塊），完成對存儲數(shù)據(jù)的傳輸，并對該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。通過本裝置，可完成對來電數(shù)據(jù)的采集、分析與處理，使用改進(jìn)后的軟件接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，且提供可用于VC、VB和DELPHI語言編程環(huán)境的接口函數(shù)。

關(guān)鍵詞  主叫號碼顯示  移頻鍵控（FSK）  單片機(jī)  USB接口設(shè)計  USB203

　　來電顯示是近年來電信部門推出的一種新的業(yè)務(wù)——顯示被叫方的電話號碼和呼叫時間等信息。來電顯示電話機(jī)和來電顯示器產(chǎn)品應(yīng)用十分廣泛，其技術(shù)也相當(dāng)成熟。

圖1  來電顯示信號解碼模塊電路原理

　　傳統(tǒng)的來電顯示信息電話僅將數(shù)據(jù)顯示在自身的話機(jī)上，而無法將數(shù)據(jù)提供給計算機(jī)或其他設(shè)備。所以，開發(fā)來電顯示電話與計算機(jī)的接口和相關(guān)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是十分必要的，也是有實用價值的。

　　本裝置共分為4個子模塊設(shè)計，分別為來電顯示信號解碼模塊、信號采集模塊、電話信號處理模塊、USB傳輸模塊。其中USB傳輸模塊通過接口函數(shù)調(diào)用，且通過接口函數(shù)即可得到來電顯示號碼。

1  來電顯示信號解碼模塊設(shè)計

　　來電顯示信號解碼模塊主要采用FSK解碼芯片MC14LC5447實現(xiàn)，其原理如圖1所示。來電顯示輸出有兩路信號，分別為DOC、DOR。其數(shù)據(jù)格式不同的地方在于，DOC處理了來電顯示的信道占用信號（由前導(dǎo)的300個連續(xù)的0、1交替的位組成），而DOR為芯片解碼后的數(shù)據(jù)，沒有刪減。由于兩路信號的差別僅在于信道占用信號的不同，那么，使用DOC將比DOR方便，因為DOC的數(shù)據(jù)流即為來電顯示的數(shù)據(jù)流。

　　數(shù)據(jù)檢測有兩路，分別為RDO與CDO。RDO為振鈴檢測輸出，在沒有振鈴的情況下，RDO輸出高電平，當(dāng)有振鈴時，RDO輸出低電平直到振鈴結(jié)束；CDO為載波檢測輸出，在沒有載波時，CDO輸出高電平，當(dāng)有載波時，CDO輸出低電平直到載波結(jié)束。RDO不受芯片開關(guān)（PWRUP）信號的限制，而在芯片開關(guān)為高電平時，無論是否檢測到載波信號，都將始終保持高電平。

　　TIP和RING為電話線，連接無要求，可隨意連接。TIP線與RING線的區(qū)別在于承載的電壓不同，TIP線電壓為負(fù)電壓，RING線電壓為正電壓。兩線路之間的壓差為60 V或48 V（地區(qū)差異）。

　　PWRUP信號接地可以作為測試端（PWRUP接地使芯片始終處于打開狀態(tài)），DOR信號在本測試中始終存在干擾信號，但當(dāng)有來電時，信號正常。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一般不使用DOR作為數(shù)據(jù)信號輸出。CDO需要PWRUP支持，如果使PWRUP接地，并使芯片始終處于工作的狀態(tài)，則CDO 可做觸發(fā)信號使用?？紤]到系統(tǒng)的低功耗要求，必須使芯片在不使用的狀態(tài)下關(guān)閉；但芯片在關(guān)閉狀態(tài)下，CDO無任何信號發(fā)出，而RDO不受電源控制，更容易使用。另外，將芯片關(guān)閉也可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時提高數(shù)據(jù)的安全可靠性。

圖2  來電顯示時序

　　圖2是DOC信號的測試結(jié)果（數(shù)字示波器中采集結(jié)果）。由于分時分段采集，僅作數(shù)據(jù)參考，時間幀和校驗幀不為一次采集的結(jié)果。圖3是經(jīng)過圖形化處理后的時序。

圖3  來電顯示時序(計算機(jī)圖形化處理后)

　　由采樣時序圖可知，來電顯示波形按異步串行數(shù)據(jù)格式排列，以0作為起始位，1作為終止位；但與多種資料不同的是，無字段校驗位，按排列應(yīng)是每個數(shù)據(jù)包的第9位，類型字段和長度字段以及最后的校驗字段除外?？梢钥吹?，采集的數(shù)據(jù)均無校驗位。來電顯示數(shù)據(jù)包的速率為1 200 bps，由數(shù)字示波器測量也可得到，每位數(shù)據(jù)占用時間為830 μs（由于數(shù)字示波器的時間精度不能準(zhǔn)確地調(diào)整到1 μs，所以只能精確到830  μs），基本與1 200 bps的速率相同（1 s÷1 200位≈833.333 μs），所以來電數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的。需要指出的是，在來電數(shù)據(jù)包結(jié)束后，即在本采樣包81H結(jié)束后，實際上還有數(shù)據(jù)信號，每位信號占用的時間為410  μs，數(shù)據(jù)速率為2 400 bps。此信號是空閑信號，所以在采集時需要通過濾波器進(jìn)行濾除。