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1、来电显示装置摘要：本设计是由单片机 STC89C52RC、来电显示模块 HT9032C及其它外围电路构成的来电显示系统，并描述了系统的硬件构成和软件流程。该系统可显示主叫电话号码、呼叫时间，带有 E2PROM存储等功能，方便用户清楚地预知来电者身份。关键词：89C52RC、来电显示、HT9032C、FSK一、 引言来电显示，全称为主叫识别信息传送及显示（CID） ，是指在被叫用户终端设备上显示主叫电话号码、主叫用户姓名、呼叫日期和时间等主叫识别信息，并进行存储，以供用户查阅的服务项目。目前，我国已具备程控交换机开放多种新业务的条件，公众通信网络的扎实基础，成熟的传输和交换技术，加快了我国电信网
2、络基础建设，电话普及率逐年上升。我国在信息发送格式上一般有 DTMF和 FSK两种。本设计主要利用 80C52RC和 HT9032C对 FSK格式的电话信息进行解释，并在LCD1602液晶上显示以实现电话来电显示功能。二、 系统的功能及原理描述来电显示作为现代电信交换网络可以提供的一项业务，以 FSK信号进行传输，当交换机发出第一次振铃后，紧接着发送 FSK信号，该信号包括了电话号码、日期、时间等信息。本设计在每一次振铃信号的唤醒下开始接收 FSK信号，解码芯片 HT9032C及其外围电路构成解码电路，对传输过来的 FSK信号进行解码，传送给 MCU处理。89C52RC作为主控单片机，用于控制
3、解码后的 FSK信号的接收，信息截取、数据存储、信息显示以及翻查等功能。单片机扫描 HT9032C的 RDET和 CDET两个引脚，当扫描到 RDET为高电平，CDET 为低电平后，检测“消息类型” ，最后通过 DOUTC串行接受完整的来电显示信息。三、 系统的结构框图及其结构原理本设计电路分为五个部分，分别为：电话线接口部分；FSK 信号解调部分；单片机控制部分；来电信息显示部分；翻查部分。振铃信号和 FSK信号通过四脚电话线插座接入电路，经由 HT9032C芯片及其外围电路对 FSK信号进行解释，信号传入单片机中进行进一步的处理，最后通过液晶显示出来。其结构框图如图 3.1所示：电话线接口
4、 FSK 信号解调 MCU 来电显示按键翻查图 3.1 系统组成框图四、 电路的结构和分析本设计具体硬件连接图如图 4.1所示。图 4.1 系统硬件连接图下面对系统硬件各部分具体说明。电话线接口部分电话线接线部分采用电话线专用接口 623PCB与电话线相连，623PCB 为四脚电话线插座，其中主要用到中间两只脚，其余两脚用作功能扩展使用，本设计中不对另外两脚做处理。FSK 信号解调部分本设计 FSK信号的解调采用专用解码芯片 HT9032C，相应引脚如图 4.2所示。图 4.2 HT9032C 引脚图HT9032C满足 Bell 202的 CCITT V.23 1200b/s FSK数据传输标
5、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、RDET 引脚。当有振铃信号来时。HT9032C 的 RDET脚触发下降沿。在第一次和第二次振铃之间，HT9032C 把逻辑“1”=（120012）Hz、 “0”=（220022）Hz，传输速率为 1200b/s的 FSK信号解调成串行异步二进制数据。当检测到有载波信号时，CDET 触发下降沿。在 DOUTC脚趾输出主叫识别信号。各引脚时序图如图 4.3所示。图 4.3 HT9032C 时序图具体硬件电路图如图 4.4所示图 4.4 HT9032C 硬件连接图其中，C1、C2、C3、C4 起到隔离电话线直流作
6、用。C1、C4、R1、R3 用于采集来电显示数据，输入到 HT9032C的引脚 TIP和 RING。整流桥、C2、C3、R2、R4、R5 构成振铃检测电路，输入到 HT9032C的 RDET1、RDET2 引脚。在没有来电时 R7给 C5充电，把RTIME、PDWN 拉至高电平，HT9032C 进入节电休眠状态。当振铃时，PDWN 被拉低并保持一段时间，此时芯片振荡器起振，开始工作，接收到来电信息时会把解码后的串行数据通过 DOUTC发送出去。具体工作模式如图 4.5所示、图 4.5 HT9032C 工作模式单片机控制部分控制部分使用 STC89C52RC单片机，通过软件对解调后的 FSK信号
7、的进一步分析和信息提取，对数据的存储和显示系统软件流程如图 4.6所示。图 4.6 单片机软件控制主程序如图所示，单片机主要执行两个任务，分别是按键扫描和串口接收，其中按键扫描是实现电话号码翻查功能的，具体执行步骤在其它部分将做详细分析。具体硬件电路由单片机最小系统构成，如图 4.7所示。图 4.7 单片机最小系统终端交换机向被叫用户传送主叫识别信息数据，单片机通过串口接收处理这些数据。主叫识别信息数据传送时序如图 4.8所示。图 4.8 主叫识别信息数据传送时序第一次振铃 信道占用信号 标志信号 数据包 第二次振铃A B C D E符号时间值：A-0.51.5s 第一次振铃结束与数据传送开始
8、之间的时间间隔。B+C-2.9s 传送数据的时间包括信道占用信号和标志信号。D-200ms 数据传送结束与第二次振铃开始之间的时间间隔。E-1s 铃流。B+C+D-3.6s 各时段可根据具体情况定。信道占用信号和标志信号的目的是提示电话终端准备接收数据。校验字用作差错检验。信道占用信号：有一组 300个连续的“0”和“1”交替的位组成，其中第一个比特位“0” ，最后一个比特为“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）或 80个（通话）标志位（逻辑“1” ）组成。每个数字之前先行一位“0”作为起始位，在最后加一位“1”作为结束位。每个数据字的最低位先发送。这样，实
9、际每个字占 10bit，即 1PXXXXXXX0（P 为奇偶校验位） 。数据传送时，信道占用信号发送后接收标志信号。主叫识别数据格式有两种：单数据消息格式（SDMF）和复合数据消息格式（MDMF） 。单数据消息格式（SDMF）如图 4.9所示，由消息头和消息体组成，只传递呼叫建立日期、时间和主叫号码。消息头由消息类型和消息长度组成，他们均为 8bit。消息类型的值用来识别消息的特征。消息长度指明后面所跟的消息字的长度。消息体包括交换机需传给终端用户的消息，消息体可容纳 1255个 8bit消息字。每个字用 8bit带校验位的 7位编码字符集表示。图 4.9 单数据消息格式复合数据消息格式（MD
10、MF）如图 4.10所示，这种格式除单数据格式内容外还可以传主叫用户姓名等信息。与单数据消息格式不同的是，复合数据消息格式的消息体由一个或多个小的消息（称为参数消息） ，参数消息同样具有参数头和参数体。参数头包括参数类型和参数长度，它们均为 8bit。参数类型值用来识别后续参数字。参数长度指明参数体中参数字的数目。复合数据消息格式允许不同特征产生的不同消息在同一帧中传送。图 4.10 复合数据消息格式来电识别软件控制流程图如图 4.11所示信道占用信号 标志信号 消息类型 标志位 消息长度 标志位 消息头 校验字消息头 消息体信道占用信号标志信号消息类型消息长度参数类型参数长度参数字更多的参数
11、消息参数头 参数体校验字消息头消息体参数消息图 4.11 来电识别软件控制流程图来电信息显示部分液晶显示模块采用 LCD1602来显示主叫号码、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。硬件电路如图 4.12所示。图 4.12 LCD1602 硬件连接图翻查部分翻查部分硬件如图 4.13所示，由三个按键分别表示向上翻查、向下翻查和删除。图 4.13 按键翻查硬件连接图按键扫描的流程图如图 4.14所示。图 4.14 按键扫描的流程图通过按键使程序读取内存中相应位置的主叫信息通过 LCD1602显示出来。其中存储功能采用 STC89C52内置的 E2PROM实现。使用单
12、片机内置 E2PROM能有效的简化电路设计和程序编写，但缺点是存储空间少。STC89C52内部自带由 2KB的 E2PROM，E2PROM 地址表分为八个扇区，每个扇区为512B，如图 4.15所示。第一扇区 第二扇区 第三扇区 第四扇区起始地址 结束地址 起始地址 结束地址 起始地址 结束地址 起始地址 结束地址2000H 21FFH 2200H 23FFH 2400H 25FFH 2600H 27FFH第五扇区 第六扇区 第七扇区 第八扇区起始地址 结束地址 起始地址 结束地址 起始地址 结束地址 起始地址 结束地址2800H 29FFH 2A00H 2BFFH 2C00H 2DFFH 2
13、E00H 2FFFH图 4.15 STC89C52 内部 E2PROM 地址表由于一次最少擦除一个扇区的数据，当加入来电显示删除功能后每个扇区只能存储一个来电信息，故总共能存储 8个来电显示信息。五、 实验主要的原件清单单片机 STC89C52RC 一块液晶 LCD1602 一块CID芯片 HT9032C 一块电话线接口 623PCB 一个其他元件（电阻、电容等）若干六、 实验结果用有来电显示功能的固定电话线接入作品，加工作电源。正常显示来电具体时间和来电电话号码，翻查功能显示上有问题，推测为时序不当所致。七、实验中遇到的问题1、液晶没有显示，经检测发现 LCD亮度调节没调好，调节亮度后液晶有
14、显示。2、没有来电显示，经检测为串口接收设置不当，接收波特率不匹配，串口未使能等。3、数字显示不正常，出现乱码现象，后检查为程序数据类型与 LCD中字符代码不对应所致，改正后数字显示正常。4、号码显示位置错误，检测时序和信息提取位置不当所致，经修改后号码位置显示正常。5、只能执行一次来电显示，经分析是由于串口接收标志关闭后未开启所致。6、翻查功能不能正常工作，由按键对地址的寻找错误所致，程序开始进入死循环，添加判断是否再次到达相同扇区避免死循环。7、翻查后再次接收电话，LCD 0x80 至 0x83位置上出现其它数字，估测显示时序有问题。参考文献1郭天祥.51 单片机 C 语言教程.北京：电子
15、工业出版社，2009.2杨穗，杨恢先.智能来电显示器的设计.电子器件，2005 ，第 28 卷3薛莹，黄麟舒.来电显示设计.舰船电子工程，2008.第 9 期附：源程序#include#include#include#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit CDET=P32;sbit RDET=P33;sbit key1_up=P22;sbit key2_down=P21;sbit key3_clear=P20;uchar Time_show=Time:;uchar Tel=Tel:;uch
16、ar tab20= ;uchar time8;uchar number12;uchar buffer;uint num=0,tmp=0;uint i,b,j,z=1,length=20;uint shanqu=0;shanqu_check=0;/*串口接收数据写入 EEPROM 函数*/void eeprom_write()shanqu+;if(shanqu=9)shanqu=1;SectorErase(0x2000+(shanqu-1)*0x200);for(i=0;ilength+1;i+)byte_write(0x2000+(shanqu-1)*0x200+i,tabi);/*读取 EEPROM 函数*/void e
