1 引言
來電顯示業(yè)務(wù)，它的專業(yè)名稱為主叫識(shí)別信息傳送及顯示業(yè)務(wù)，簡(jiǎn)稱CID，它是電信公司的一項(xiàng)增值業(yè)務(wù)，其原理是交換機(jī)在給用戶提供正常電話業(yè)務(wù)的同時(shí)，按照一定的時(shí)序向用戶終端提供主叫號(hào)碼、日期、時(shí)間等信息，用戶終端接收并顯示。目前，來電顯示業(yè)務(wù)已廣泛應(yīng)用到遠(yuǎn)程控制、信息查詢、信息尋呼臺(tái)等系統(tǒng)中。
2 來電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介
來電顯示數(shù)據(jù)傳送有兩種制式：頻移鍵控(FSK)和雙音多頻(DTMF)。這兩種制式無論是從信號(hào)傳達(dá)方式、信號(hào)格式和內(nèi)容上都有較大差異，由于DTMF制式本身有一些缺點(diǎn)，它將逐步被FSK制式所取代。
在FSK制式中，來電信號(hào)的發(fā)送時(shí)序是在第一次振鈴與第二次振鈴之間，根據(jù)信號(hào)格式的不同可以分為：?jiǎn)螖?shù)據(jù)消息格式(Single date Message Format)和復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式(MultipleDate Message Format)。前者的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可容納的信息內(nèi)容較少，如主叫號(hào)碼、日期和時(shí)間；后者的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可容納的信息內(nèi)容較多，除傳送單數(shù)據(jù)格式的內(nèi)容以外還可傳送主叫用戶的姓名。
2.1 單數(shù)據(jù)格式
單數(shù)據(jù)消息格式由同步信號(hào)(01010101……共30字節(jié)占250ms)、標(biāo)志信號(hào)(11111111……占70ms)、消息類型（04H）、消息長(zhǎng)度（可變，它是其后到校驗(yàn)字之前總字節(jié)數(shù)之和）、消息字（包括日期、時(shí)間、主叫號(hào)碼）、校驗(yàn)字等組成。
2.2 復(fù)合數(shù)據(jù)格式
復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式如圖1所示，它由同步信號(hào)、標(biāo)志信號(hào)、消息類型（80H）、消息長(zhǎng)度、若干參數(shù)消息（由參數(shù)類型、參數(shù)長(zhǎng)度、參數(shù)字構(gòu)成）及校驗(yàn)字等組成。其中參數(shù)類型有5種：01H、02H、04H、07H、08H。0lH后面跟隨來電日期和時(shí)間，02H后跟隨主叫電話號(hào)碼，04H表示主叫者的電話號(hào)碼或姓名是來自長(zhǎng)途線路，07H后跟隨主叫姓名，08H表示話碼被有意隱藏而不能顯示。

各地?cái)?shù)據(jù)消息格式可能不一樣，經(jīng)實(shí)測(cè)，筆者所在地使用復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式，因此本設(shè)計(jì)模塊使用復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式，數(shù)據(jù)包格式舉例：
55H，55H，55H…… ；150 對(duì)0/1 相間的同步信號(hào)
80H， 17H，01H，08H，30H，36H，30H，32H，31H，32H，32H，35H，02H，0BH，31H，33H，
38H，35H，32H，33H，38H，30H，36H，32H，36H ；
BCC 校驗(yàn)字。
80H 表示復(fù)合數(shù)據(jù)消息格式；17H 表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（從其后到校驗(yàn)字之前）為23 字節(jié)，這個(gè)值是可變的，它隨著各地的電話號(hào)碼長(zhǎng)度的不同而變化；01H 表示第一消息類型，即時(shí)間類型；
08H 表示第一消息類型數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，月、日、時(shí)、分共8 字節(jié)，且長(zhǎng)度固定，本例為06 月02 日12 時(shí)25 分，采用ASCII 碼；再后面02H 表示第二消息類型，即電話消息類型；0BH 表示電話號(hào)碼長(zhǎng)度，為11 位，由于各地區(qū)的電話號(hào)碼長(zhǎng)度不一致，其長(zhǎng)度是可變的（本例為13852380626）。
BCC 校驗(yàn)字，為所有字符（帶下劃線的）按256 的模求和取補(bǔ)。
3 硬件電路設(shè)計(jì)
本模塊由MCU AT89C2051、FSK解碼芯片HT9032C、RS232電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232、串行EEPROM芯片AT24C02、看門狗芯片IMP813等組成。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。
系統(tǒng)工作原理：在沒有振鈴的情況下，HT9032C的RDET端輸出高電平，當(dāng)有振鈴時(shí)，RDET輸出低電平直到振鈴結(jié)束，MCU P1.2通過檢測(cè)RDET端口，得知是否有振鈴信號(hào)來到，單片機(jī)在第一次振鈴結(jié)束后，設(shè)置T9032C PDWN信號(hào)端為低電平，HT9032C脫離省電模式，并接收FSK信號(hào)，在MCU接收數(shù)據(jù)經(jīng)校驗(yàn)后，將接收到的主叫來電號(hào)碼通過光耦經(jīng)MAX232電平轉(zhuǎn)換后送上位機(jī)，若接收有錯(cuò)，則向上位機(jī)發(fā)送錯(cuò)誤數(shù)據(jù)�？撮T狗電路防止程序跑飛或死機(jī)，AT24C02存儲(chǔ)所需電話號(hào)碼。系統(tǒng)中，MAX232和光耦采用隔離變壓器單獨(dú)供電。

4 軟件流程圖
由于來電顯示接收涉及比較精準(zhǔn)的時(shí)序，因此，這些問題需要在軟件設(shè)計(jì)中加以解決，針對(duì)時(shí)序信號(hào)的判斷與接收是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中，MCU串口設(shè)置了兩種波特率，一種設(shè)置為1200bps，用于與HT9032C通信，接收來電顯示數(shù)據(jù)；另一種設(shè)置為9600bps，用于與上位機(jī)進(jìn)行通信。主程序中主要完成系統(tǒng)初始化、振鈴檢測(cè)、延時(shí)750ms、檢測(cè)同步信號(hào)、接收來電號(hào)碼數(shù)據(jù)、向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)等，串口中斷程序主要完成保存從HT9032C接收來的數(shù)據(jù)。主程序流程圖和串口中斷程序流程圖如圖3、圖4所示。
5 模塊抗干擾措施
本模塊在電話網(wǎng)與PC機(jī)之間起橋梁作用，軟件編程對(duì)時(shí)序要求比較嚴(yán)格，模塊的抗干擾能力是解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，若不能很好的解決模塊的抗干擾能力，將直接導(dǎo)致無法進(jìn)行FSK解碼或解碼經(jīng)常出錯(cuò)。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)比，歸納起來，系統(tǒng)的干擾源主要有以下幾種：電話線傳輸距離遠(yuǎn)，容易受外界電磁干擾；電話線相對(duì)“大地”電阻很小，模塊和PC機(jī)相連受PC機(jī)“接地”影響；電話線上并機(jī)使用比較常見，模塊接收數(shù)據(jù)受并線話機(jī)影響。為了提高模塊的抗干擾能力，主要從軟件、硬件兩方面入手解決干擾源引起的解碼失效。對(duì)于電磁干擾，主要從軟件編程上入手加以解決，檢測(cè)振鈴信號(hào)，采用延時(shí)并多次采樣的方法解決干擾問題。70ms高電平標(biāo)志信號(hào)（如圖1所示）最容易受電磁干擾，該信號(hào)檢測(cè)失效（在70ms期間出現(xiàn)有效低電平），將引起串口接收啟動(dòng)，導(dǎo)致解碼失效，解決該問題，則采用檢測(cè)同步信號(hào)和嚴(yán)格定時(shí)的方法加以解決，也就是在檢測(cè)完同步信號(hào)（30字節(jié)01010101串）結(jié)束后，精確延時(shí)65ms后再開串口中斷，這大大提高了模塊的抗干擾能力，否則模塊解碼經(jīng)常出錯(cuò)。
對(duì)于PC機(jī)“接地”干擾，它的干擾原因是：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“地”與“大地”直接相連，而電話線相對(duì)“大地”內(nèi)阻很小，當(dāng)電話線上出現(xiàn)FSK或振鈴等交流信號(hào)時(shí)，信號(hào)被電容交流短路，這將導(dǎo)致不能正確解碼或解碼出錯(cuò)。解決該問題，主要是采用隔離電源分別對(duì)主控電路、RS232接口電路分別供電的辦法，效果很好。
筆者在進(jìn)行模塊調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)并線的電話沒有人使用時(shí)，F(xiàn)SK解碼非常穩(wěn)定，但當(dāng)并線電話頻繁使用，特別是第一次振鈴結(jié)束時(shí)，并線電話摘機(jī)，則經(jīng)常出現(xiàn)解碼失效。因此，筆者建議，該模塊使用應(yīng)專線專用，或要求在兩次振鈴其間不要摘機(jī)。

6 結(jié)束語
本模塊基于來電顯示技術(shù)規(guī)范，利用MCU控制FSK解碼芯片，實(shí)現(xiàn)主叫電話號(hào)碼識(shí)別，并通過RS232口將主叫號(hào)碼送往上位PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)各種控制功能。本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：模塊串口電路采用隔離變壓器單獨(dú)供電，硬件、軟件上采用多種抗干擾措施，性能穩(wěn)定，可靠性高，最大的特點(diǎn)是具有RS232接口，能方便實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的通信。該模塊功能擴(kuò)展靈活，能與功能強(qiáng)大的PC機(jī)、DTMF信號(hào)接收與識(shí)別模塊、摘掛機(jī)模塊結(jié)合，實(shí)現(xiàn)基于來電顯示的各種控制功能。
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