基于HT9032C的新型来电显示器设计

 据调查，市场上现有的来电显示器大致可以分为两类：一类是普通来电显示器；另一类是可以和上位机连接的高端来电显示设备。在单数据消息格式下，前者只能显示主叫号码、呼叫日期、时间等主叫识别信息，由于不能显示主叫用户的姓名，给用户的使用带来诸多不便。后者除了上述功能外，还具有主叫用户姓名显示、来电弹屏、语音报号、通话录音等多种功能，但需要上位机，待机耗电，且价格昂贵，适用范围受到一定的局限。
    本设计通过对原有的普通来电器加以改进，增加了液晶显示模块和语音报号芯片。在单数据消息格式下，该来电显示器不仅可以显示主叫号码、呼叫日期、时间，而且可以显示主叫用户的姓名，使被叫用户轻松地知道来电者的身份，方便用户选择接听。该来电显示器对有350个以下电话号码的用户最为实用，可以大大提高工作效率，具有很高的实用价值。

1 系统硬件设计
1．1 系统总体设计
    本系统采用Atmel公司的增强型单片机AT89S52作为控制芯片。如图1所示，系统由4个部分组成：FSK信号解调部分、来电信息显示部分、按键部分和语音播放部分。系统结构如图1所示。

1．2 系统各组成部分具体设计
1．2．1 FSK信号解调部分
    采用H0ltek公司生产的FSK解码芯片HT9032C。HT9032C是接收物理层主叫识别信息的低功耗CMOS集成芯片。它满足Bell 202和CCITT V．23 1200 b／sFSK数据传输标准，同时能检测振铃和载波。电话线经过接口电路接到HT9032C的TIP、RING、RDETl和RDET2引脚。当有振铃信号到来时，HT9032C的脚触发下降沿。在第1次和第2次振铃之间，HT9032C把逻辑&ldquo;1”=(1200±12)Hz、&ldquo;O”=(2 200±22)Hz，传输速率为1200 b／s的FSK信号解调成串行异步二进制数据。当检测到有效载波信号时，触发下降沿。在DOUTC脚只输出主叫识别信号；而在DOUT脚输出包括信道占用信号(由一组300个连续的O和1交替组成，第1位为0，最后1位为1，在通话状态下信道占用信号不发送)，标志信号(由180个<挂机状态下>或80个<通话状态下>标志位<逻辑1>组成，即持续的高电平)，以及主叫识别信号的所有信号。各脚的时序波形如图2所示。在VSS=0 V，VDD=5 V，晶振为3．58 MHz，工作温度Ta=0-70℃时，测得tDOSC=2ms，tSUPD≥15 ms，tDAQ=14ms，tDCH≥8 ms。

    HT9032C与AT89S52的硬件连接电路如图3所示。HT9032C的引脚接AT89S52的外部中断1，当有振铃信号时，脚触发外部中断1。HT9032C的引脚接AT89S52的外部中断O，当检测到有效解调后的主叫识别信号时，脚触发外部中断0。HT9032C的DOUTC引脚接AT89S52的串行接地引脚。当检测到振铃和有效载波信号时，便打开串口中断，接收解调的FSK信号，得到来电信息。

    HT9032C解调出的FSK基带信号送入AT89S52的捕获中断，信号的传送速率为1200 b／s，所以AT89S52设定波特率为1200 b／s，利用串口对信号进行采集，由此得到O、1比特流。将其按10位合成字节信息，每个字节起始位是1，结束位为O，中间8位为信息。最后根据主叫识别的单数据消息格式提取所需的消息字，得到来电日期与来电号码。

1．2．2 来电信息显示部分
    采用带汉字字库的YBl2232-Z液晶显示模块，用来显示主叫用户姓名、主叫号码、日期、时间等信息。判断到来电信息后，可依次取出各个信息并相应进行显示。YBl2232-Z与AT89S52的连接如图4所示。

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1．2．3 按键部分
    由于AT89S52具有8 KB在系统可编程Flash存储器、256字节RAM和32位I／O口线，所以该系统无需增加额外的存储器和按键控制部分。AT89S52的8 KB Flash存储器除了存储系统程序外，还可以存储至少350个用户的姓名和电话号码。按键(DEL、UP、DOWN分别用于删除、查阅主叫信息。)直接与AT89S52相连，用软件实现按键消抖。
1．2．4 语音播放部分
    采用录放一体化的高保真单片固态语音集成电路ISD1420实现自动语音播放来电号码。ISD1420内部有128 KB的E2PROM用于存放语音信息，并可分成1 60段，每段存储O．125 s的语音信息，总共可存储20 s的信息。语音分段的信息是由ISD1420的地址线A0～A7的值决定的。在录制过程中，将可能要播放的语音库按每个O．5 s的单位进行录制。每个汉字或数字的语音信息对应一个地址。在判断到来电号码后，依次给定A0～A7的值就能构成一句话，从而播放来电号码。

2 系统软件设计
    系统的软件主要实现HT9032C FSK解调信号的采集、数据处理、来电用户姓名查询、来电信息数据显示、语音报号功能。主程序流程如图5所示。

3 数据记录
3．1 数据分析
    HT9032C解码输出比特信号为：
    
    其写成字符串为：Ox04，Oxl4，0x30，0x38，0x33，Ox30，Ox3l，0x30，Ox33，Ox34，0x30，Ox31，Ox33，0x38，Ox33，Ox34，Ox31，Ox34，0x32，Ox33，0x32，Ox37，0xEF
    经过分析，此消息数据为单数据消息格式，来电显示的时间为08月30日lO时34分，来电号码为013834142327，校验字为OxEP。所有数据(包括校验位)和按256的模求和为00，证明收到的数据完全正确。
3．2 上电时序
    设计中，为了确保FSK解码芯片正常工作，需要PDWN引脚在VDD上电和晶振振荡稳定后，才能拉低，否则会导致复位不良。如果PDWN外接RC电路，可适当加大C值，以延长PDWN下降的时间。图6为C=0．1μF，R=81 kΩ时，VDD、PDWN和晶振X1的波形。其中，VT为输入低限门槛电压。

结语
    本文采用模块化设计方案设计了一种来电显示器。其电路简单，性能可靠，且功耗低。该产品在试用中，收到了很好的效果，大大提高了用户的工作效率。