毕业论文-电话主叫信息识别与控制.doc

河南科技学院2009届本科毕业论文（设计）论文题目：电话主叫信息识别与控制学生姓名：黄军方所在院系：机电学院所学专业：应用电子技术教育导师姓名：付广春完成时间：二OO九年五月二十日摘 要电话主叫信息是电信局向被叫电话用户提供的一种服务，是指在被叫用户终端设备上显示并存储主叫用户的电话号码、姓名、呼叫时间等信息。本文深入分析电话来电显示的主叫识别原理和传送协议特点，详细的介绍电话信息解码的基本原理和数据传输格式，将解码芯片与单片机相接，实现电话信息的显示及对电话号码的分析,以达到对电话进行通话控制目的，并给出相关的电路图、程序流程图。关键词：单片机，FSK，HT9032DDesign of incoming telephone controlAbstract：Caller ID is a telephone call to the called user of a service,and it is called a user terminal equipment in the display and store callers telephone number, name, call time and other information. Depth analysis of this paper shows that the caller telephone calls and send the agreement to identify the principle characteristics of telephone information in detail the basic principles of decoding and data transmission formats, with the single-chip decoder chip will be connected to achieve the display of telephone information and telephone numbers analysis to achieve the purpose of the telephone call control and related circuitry are given, the program flow chart.Keywords：SCM, FSK, HT9032D目 录1 绪论11.1 研究背景11.2 电话主叫信息识别与控制系统概述12 单元电路设计22.1 FSK解码电路22.1.1 采用的传输模式22.1.2 FSK信息接收硬件方案和构建52.1.3 HT9032D组成和功能特点52.1.4 解码电路72.2单片机控制中心72.2.1 芯片介绍72.2.2 结构及引脚功能82.2.3 单片机的振荡电路设计92.3 执行电路92.4 显示电路设计102.4.1 JCM12232F参数介绍102.4.2 引脚说明112.4.3 液晶硬件接口112.4.4 主要用户指令集122.4.5 LCD显示电路132.5 存储电路132.5.1 AT24C04简介142.5.2 I2C总线152.5.3 总线协议162.5.4 AT24C04在设计中的应用162.6 振铃检测电路163 软件设计174 结论18致谢19参考文献20附录121附录222361 绪论1.1 研究背景随着经济的快速发展和生活水平的不断提高，人们对生活质量有了更高的要求，这体现在了我们生活中的每一个角落，尤其是在通信方面人们提出了越来越多的要求. 世界各国都大力发展信息事业。我国信息事业持续快速发展，通信设施日益完善，固定电话移动电话总数接近五亿，位居世界第一。电话是人们通信使用的最广泛的工具，以电话为基础的各种扩展设备不断地被开发应用，人们对电话机功的全面性要求越来越来高的要求。中国电信为了方便广大用户，提供主叫来电显示功能，来电显示（CID ，Calling Identity Delivery）是主叫号码信息识别及传送的通俗说法，它是由具有主叫号码信息识别功能的交换机将主叫用户的号码及呼叫的日期、时间等信息传送给具有主叫号码显示功能的终端.这样可以使用户知道主叫方的来电号码，以便“见机行事”和日后查询。虽然电信已为我们提供了很好的服务，但是由于电信终端技术的不全面，在很大程度上制约了我们使用电话的质量.我们在日常生活工作中使用固定电话的比较多，但是大多数的来电显示电话机很少带有电话簿，即使带有电话簿，受到成本的限制，电话簿的容量也很小。另外，可能由于某些原因而使我们没能即时接听的电话，虽然可以通过翻查具有来电显式功能的电话记录，但是还不能直观的用中文来显示来电者的信息。电话给人们的生活带来方便的同时也带来一些不便，如在休息时间被一些来电打扰，不明来电骚扰，给人们的生活造成一些损失。因此，有必要对电话进行控制。可以通过设置黑名单对某个电话对或是某些电话号码来进行控制，以决定它们是否能够打通我们的电话.本文就是在此背景下设计一系统实现该功能。电话智能去电控制是电话未来的发展方向之一。本文设计了一种基于单片机的电话机智能控制装置，该装置利用双音多频电话机，可以通过对单片机的设置实现对电话机的控制。本项目主要是单片机控制来电电话，即根据主叫所拔的号码，通过检测存储器预设的黑名单或者白名单控制某个电话的能够是否接通，实现电话的智能控制。本文将具体分析该系统的实现过程。1.2 电话主叫信息识别与控制系统概述系统要实现对电话号码的显示，控制以及电话号码存储的功能就必须有以下几部分电路组成，单片机控制中心、FSK解码电路、摘挂机电路、控制输入电路、输出显示电路、存储电路、报警电路和执行电路。单片机控制中心是采用8位的单片机AT89C51以及周围附属元件组成，主要完成对送入单片机的信息进行分析判断，并对信息进行处理。FSK解码电路采用了能够改变工作模式的芯片HT9032D，用它来实现对来自电话线的信息进行解码，即将送来的信号解调为二进制数据，以便于单片机进行接收分析。输出显示电路是采用了能够实现中文显示的液晶屏JCM12232F，来实现人机交流。以单片机为控制中心的系统，在没有来电信息时，单片机令FSK解码电路处于非正常的工作模式，当有来电信息时，FSK解码电路就会处于正常的工作模式，将来电信息解调为二进制的数字信号送给单片机；当单片接收到数字信号以后，并对数字信号进行分析，看来电的信息是否是合法的用户，如果是合法的用户，单片机只输出信息给显示电路，执行电路不工作；当单片机送来的号码是不合法的号码时，单片机输出控制信号给执行电路，切断通入电话的信号，以使不合法的电话打不通本机电话，以达到对电话的合理控制。 图1 系统整体框图2 单元电路设计2.1 FSK解码电路2.1.1 采用的传输模式主叫识别信息传送CID（Calling Identity Delivery）是向被叫用户电话提供的一种服务业务。其方法是发端交换机将主叫号码等信息传送给终端交换机，终端交换机再将信息传送给被叫用户终端1，如图2所示。主叫用户在呼叫过程中，其电话号码等信息通过交换网络和传输网络，传送到被叫方，由终端设备显示并存储。国际上，根据主叫识别服务通讯协议，对不同的交换机，主叫识别信号的传送方式可能不同。按制式来分类，可以分为双音多频（DTMF）和频移键控（FSK）两种。图2 CID信息传送示意图DTMF（Dual Tone Multifrequency）信号是在电话机响铃之前或在第一次与第二次铃声之间被传送过来的。这种制式所传送的信号是与拨号信号方式相同的双音多频信号。它的优点是解调容易，但其信息量不大，只能传递主叫号码，不能传递姓名、日期和时间等信息。FSK（Frequency Shift Keying）信号是在电话机第一次与第二次响铃之间被传送过来的。这种制式传送的是调制的数字信号。它的优点是效率高，信息量大，可连同主叫号码、姓名、日期和时间等信息一起传送。由于FSK信号的传递速度比DTMF快，具有信息量大，检错纠错能力强的特点，特别是能适用于被叫挂机和摘机两种状态。所以FSK制式获得较为广泛的应用。我国采用的是FSK制式，本文采用的是FSK制式。主叫识别信息传送的具体时机如图3所示。图3 主叫识别信息传送的时机主叫号码信息的信号采用频移键控（FSK）方式，数据传输方式为二进制异步串行方式，逻辑1的频率为1200Hz，逻辑0的频率为2200Hz，传输速率为1200bps。主叫号码信息可以在被叫挂机或摘机通信状态下传送。挂机状态下传送方法是，终端交换机将主叫信息在第1次振铃和第2次振铃期间传给被叫用户4。对此已有相应的协议标准，例如：Bell202、CCITT V.23、1200波特率FSK数据传输标准。信息传送的数据格式有2种：单数据消息格式和复合数据消息格式。（1）单数据消息格式 单数据消息格式由消息头和消息体组成，消息头由消息类型和消息长度组成，它们均为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的消息字。每个字用8bit带校验位的7位编码字符集表示。（2）复合数据消息格式 与单数据格式一样，复合数据消息格式由消息体组成。不同的是，复合数据的消息体由一个或多个小的消息（称为参数消息0组成，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个帧中传送。消息帧的格式如图4所示。 图4 消息帧的格式信道占用信号由1组300个连续的“0”和“1”交替的位组成，其第1个比特为“0”，最后一个比特为“1”。标志信号由180个（挂机传送）或80个（摘机传送）逻辑“1”组成。标志位由010个逻辑“1”组成。对于消息类型、消息长度、消息字、校验字这些数据字，每个数据之前加1位“0”作为起始位，数据字之后加1位“1”作为结束位（即每个字占10个比特）。数据传送时信道占用信号首先发送，每个数据中低位在前发送7。两种主要的数据格式消息层的数据信号组成如图5和图6所示。图5单数据消息层数据格式图6复合数据格式消息层数据格式与单数据格式（图5）一样，复合数据消息格式（图6）由消息头和消息体组成。不同的是，复合数据的消息体由一个或多个小的消息（称为参数消息）组成，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。它们均为比特字，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。消息类型0x04对应着单数据格式，0x80对应着复合数据消息格式。取得格式后将接收到消息数据根据相应格式，进行处理1。来电显示在第1声振铃和第2声振铃之间发送，所以一般检测到振铃时开始接收来电显示信息。2.1.2 FSK信息接收硬件方案和构建实现FSK信号解调的芯片有MC145447、MT88418843、HT90309031、HT9032CD等多种。在选取芯片时，从以下几点考虑：（1） 是否可以实现低功耗。电信终端要求线路供电是一种趋势，所以最好MCU及解调芯片是低功耗芯片且功耗可调。（2） 对芯片的控制尽量简单，能够节约MCU的口线资源。由于MCU的外围电路很多有键盘扫描电路、显示控制电路、EEPROM的控制电路、时钟控制电路，都需要MCU来控制，所以MCU的口线资源对整个硬件的实现都比较宝贵。虽然口线复用能够在一定程度上解决这种资源紧张，但单口线复用对整个电路的控制带来不确定性。对解调芯片的控制有串口方式和并口方式。采用串口方式更能节约口线资源。（3） 在电路中有的资源（比如振铃检测电路），要尽量复用，不要采用芯片及电路检测振铃多重控制，避免软件设计的复杂性。基于以上分析，选择HT9032D做解调芯片。它能实现Bell202 FSK和V.23解调，芯片内部包含电源掉电检测电路、振铃检测电路和载波检测电路。信号输入检测灵敏度高，电源工作电压较宽（35.5 V），是进行电话FSK信息解码通信的较好的集成芯片。通过对其的PDWN硬件置“1”，就可工作在低功耗模式（I1 A）；PDWN硬件置“0”，就工作在正常模式（I5 mA）。接收“1”的频率范围为（120012）Hz，接收“0”的频率范围为（220022）Hz，和MCU问的通信方式为1200 bps异步串口方式。2.1.3 HT9032D组成和功能特点HT9032D是一块低功耗CMOS集成电路，用来接收和解调FSK信号。该集成电路由电池欠压检测电路、降耗模式控制电路、有效信号检测电路、振铃信号检测电路、FSK信号解调电路、带通滤波器、接收信号放大器和时钟信号发生器等电路组成。HT9032D主要应用在具有来电识别功能的电话机或附加装置中，用于接收和显示由程控交换机向被叫用户发送的主叫用户的电话号码等信息，也可应用于自动传真和应答设备中，以及计算机接口设备中。HT9032D的主要特性如下：（1） FSK解调功能；（2） 振铃检测输入和输出；（4） 电池欠压检测输入和输出；（5） 降耗模式；（6） 高输入灵敏度；（7） 3.58MHz晶体或陶瓷谐振器。HT9032D采用标准8脚双列直插塑料封装，引脚排列如图7所示，解调器的引脚功能如表1所示。图7 HT9032D引脚图表1 HT9032D引脚功能HT9030各引脚功能如下：（1）脚为DOUT解码信号输出端，该脚送出解调器的输出信号，即数据流。该数据流包括一串0、1交替的“信道占用信号”和150ms的“标志信号”，其后才是有用数据。其它时间该脚保持高电平。 （2）脚为正电源VDD端。（3）和（4）脚FSK主叫信号输入端（与外线相连），（3）脚为TIP输入端，在上电工作模式下，IC内电路将该脚偏置在VDD/2上，该脚与电话线之间必须隔断直流。（4）脚为RING输入端。该脚连接双绞电话线的RING端，其余和（3）脚相同。 （5）脚为PDWN输入端。该脚接高电平时，IC进入降耗模式接低电平时，IC进入激活状态。（6）脚为电源接地端VSS。（8）脚为内部振荡器的输出端X2，外接一只3.58MHz的石英晶体或陶瓷谐振器。（7）脚为内部振荡器的输入端X1，外接一只3.58MHz的石英晶体或陶瓷谐振器，HT9032D的具体引脚功能如表1所示。2.1.4 解码电路解码电路以及与单片机的接口电路如图8所示，主要是由解码芯片HT9032D，晶振器件YR4R5及几个电容组成。图8 主叫用户识别电路原理图工作过程如下：当有主叫用户呼叫时，交换机就通过电话线向被叫用户发送振铃信号。通知单片机准备接收来电信息。解码芯片HT9032D只有在PDWN由高电平转变为低电平之后才能转为正常的工作模式，在本电路的设计中为能够更方便的实现电路的功能，在HT9032D的PDWN端接了一个简单的上电复位电路，在电路通电的开始，PDWN得到一个高电平，由于电容特性的存在，使得PDWN端只能保持很短的时间，之后就会保持为低电平，使HT9032D一直工作在接收状态。当单片机接收到振铃信号之后就会打开串口中断，开始准备接收来电信息。来电信息经C3C4R4R5的耦合之后送到HT9032D之内进行解码，解码之后的数字信号由HT9032D的1脚DOUT输出。单片机收到主叫号码后，让单片机进行筛选、存储、显示等多项处理与操作。 2.2单片机控制中心2.2.1 芯片介绍AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4K bytes 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。AT89C51提供以下标准功能：4K字节的Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时、计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位1。2.2.2 结构及引脚功能AT89C51的引脚分布如图9所示。主要由四组I/O口，每组有8个端口，其中用功能较多的为P3口，其于的端口功能较为相似，以下主要介绍P1口和P3口。P1口为双向8位I/O端口。 P1.2P1.7引脚有内部上拉电阻，P1.0和P1.1需要外部上拉电阻。P1.0和P1.1还作为模拟比较的正输入端和负输入端，与片内精密模拟比较器相连。P1口输出缓冲器能吸收20mA 灌入电流并可直接驱动LED显示器。当向端口P1写入电平“1”时，可作为输入引脚。因为P1.2P1.7有内部上拉的作用，此时若有外电路作为输入，引脚会向外灌电流。P1口在快闪编程与校验功能中还承担数据代码接受任务。P3口P3口只有7位P3.0P3.5和P3.7引脚具有内部上拉电路。P3.6为内部比较器输出，无外部引脚。C51无RD和WR控制信号，P3.7为一般I/O线。P3口输出缓冲器能吸收20mA灌入电流，当向端口P3写入电平“1”时，可用作输入端口。因为内部上拉作用，当P3口有外部低电平作输入时，引脚向外产生灌电流。P3在快闪编程与校验功能中还可接受某些控制信号。要使单片机能够正常的工作须：RST复位输入端。XTAL1振荡器反相放大器内部工作时钟电路输入端。XTAL2振荡器反相放大器的输出端。Vcc供电电源。GND电路地。图9 AT89C51引脚P3口也提供C51的复用功能。如表2所示。表2 P3口各端口引脚与复用功能2.2.3 单片机的振荡电路设计单片机必须在时钟的驱动下才能进行工作。单片机内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，分别是单片机的19脚和18脚。在XTAL1和XTAL2两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器，见图10。电容C1和C2通常取30pF左右，对振荡频率有微调作用，振荡频率范围是1.2MHz12MHz。为了能够实现通信数据的正确接收，晶振的频率采用了11.0592MHZ的晶振。 图10 振荡电路2.3 执行电路控制电路的原理图如图11所示，主要器件是三级管和继电器。由于单片机复位时各管脚都置为高电平，因此，选用低电平触发信号控制继电器，为此我选用了PNP型三极管作为继电器的驱动元件。通过输出低电平控制信号经过三极管进行放大后驱动继电器工作。继电器选用是常闭触点式继电器。工作原理：当有电话打来时，单片机通过提出取号码，对号码分析对比后，会在端口输出高低电平，控制三级管导通或截止。如：打来的电话是设定的黑名单时，单片机通过判断后，单片机输出为低电平，此时继电器通电工作，使其常闭触点断开，从而使电话机与交换机断开，以达到控制的目的。如果是亲情号或者不在特殊的时间段单片机的端口会输出为高电平，此时三级管在截止状态，继电器不工作，始终处于闭合状态，振铃电路正常工作。电路中并联在继电器两端的二级管，用于保护继电器。二极管D8为续流二极管，其作用是当继电器突然失电时线圈会产生很大反向的电压，为了使这部分能量释放，为此将二极管反接给线圈提供放电回路，从而直到保护继电器的作用。图11 执行电路2.4 显示电路设计现在用于人机交流的显示器，大至可分为数码管和液晶两类。数码管显示器具有亮度高，容易控制的优点，但是它体积较大不美观；液晶显示器（LCD）具有显示信息丰富、功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其他显示器无法比拟的优点，近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。但是现在的大多电话只能显示数字不能显示字符，所以基于实用简单，系统的设计选择了能够显示中文的液晶显示屏JCM12232F。2.4.1 JCM12232F参数介绍12232F是一种内置8192个16*16点汉字库和128个16*8点ASCII字符集图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及12832全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示7.52个（1616点阵）汉字。与外部CPU接口采用并行或串行方式控制。主要技术参数和性能：电源：VDD：+3.3V+5V。显示内容：122（列）32（行）点。显示颜色：黄绿，蓝屏，黑白。2M ROM（CGROM）总共提供8192个汉字（1616点阵）。16KROM（HCGROM）总共提供128个字符（168点阵）。2MHZ频率。工作温度：-10+60，存储温度：-20+70。2.4.2 引脚说明液晶显示器JCM12232F的输入输出控制口分为串口和并口两部分，串口的输入输出控制采用的是数据的串行输入输出，所以占用的端口较少；而并口输入输出采用的并口数据的输入与输出，所以占用的端口较多；但是串口占用的端口固然是少，但是当有数据信号输入时，会有一个输入时间，所以数据的显示反应会显的慢，而采用并口输入输出的话，由于是数据的并行输入输出，相应的数据响应时间也会较短。基于这个有时间要求的系统设计，本设计用用了并口的数据输入输出，一方面可以节省响应的时间，另一方面可以简化系统程序的设计，并行接口（J1）的引脚说明如下表表3所示。表3 并行接口管脚说明2.4.3 液晶硬件接口逻辑工作电压（VDD）：4.55.5V电源地（GND）：0V工作温度（Ta）：-1060（常温）/-2070（宽温）图12 写入时序图模块有并行和串行两各连接方法，系统采用了并行连接的方法，其时序如图12所示。数据要写入到液晶屏中须要满足以下几个要求：写入数据之前RS的电平要跳变；写入数据之前EW的电平要由高电平变为低电平；写入数据之前使能信号E须为低电平；满足以上条件后方可发送数据信号给液晶显示屏；数据的每一次的变化都是在使能信号的低电平端。2.4.4 主要用户指令集表4 汉字显示坐标说明JCM12232F一屏可以显示16个汉字，32个字母或是数字，如果是显示汉字的话则分为上下两行，上面一行8个汉字，下面一行也8个汉字。JCM12232F的汉字显示坐标如表4所示，如果是要在屏幕的第一行中间显示“来电显示”四个汉字的话，则相应的在82H85H四个单元中输入“来电显示”即可，其它的单元内则不用输入信息。同样如果想在下一行显示的话，只改变输入信息的单元地址就可以了。表5 JCM12232F主要用户指令集 液晶显示屏每一个字符显示都须要有一个坐标，以便于能够控制每一个字符所在的位置，这样就可以按照我们的意愿来实现更有效的人机交流。主要用户指令集如表5所示。2.4.5 LCD显示电路LCD显示电路主要是由液晶显示屏JCM12232F及附属元件组成，如图13所示。当有来电号码信号送来时，单片机便向JCM12232F的RS，R/W，E送出控制信号和数据信号，使显示器上显示指示姓名日期号码等信息，以便于用户识别操作。2.5 存储电路为了能将系统所设定的一些参数，如设定的定时时间点、设置号码等，设定的时间在系统掉电之后仍能恢复，在设计时须考虑将这些参数保存起来，以便来电后能够重新设定时间运行。由于AT89C51片内没有EEPROM，必须采用扩展外部EEPROM的方式储蓄数据。图13 LCD显示电路2.5.1 AT24C04简介在系统的设计过程中，通常采用的掉电存储芯片是AT24C04系列存储芯片，为了方便以后扩展，在这里选用有4K存储空间的AT24C04芯片。AT24C04是美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是内含5128位存储空间，具有工作电压宽（2.55.5V）、擦写次数多（大于10000次）、写入速度快（小于10ms）等特点。AT24C04的封装图如图14所示。图14 24C04芯片封装AT24C04接口采用I2C总线接口方式。I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。连接总线的器件的输出级必须是集电极或漏极开路，以具有线“与”功能。I2C总线的数据传送速率在标准工作方式下为100kbit/s，在快速方式下，最高传送速率可达400kbit/s。它通过串行数据线SDA及串行时钟线SCL两根线和连在总线上的处理机进行通信，并根据地址识别每个器件。采用I2C总线标准的单片机或IC器件，其内部不仅有I2C接口电路，而且将内部各单元电路按功能划分为若干相对独立的模块，通过软件寻址实现片选，减少了器件片选线的连接。单片机能通过指令将某个功能单元电路进行读或写的操作，还可对该单元的工作状况进行检测，从而实现对硬件系统既简单又灵活的扩展与控制。2.5.2 I2C总线I2C总线是一种用于I2C器件之间连接的二线制总线，总线和器件间的数据传送均由这两根线完成。两根双向线中， 一根是串行数据线（SDA），另一根是串行时钟线（SCL），每一个器件都有一个唯一的地址，以区别总线上的其它器件，它通过SDA（串行数据线）及SCL（串行时钟线）两根线在连到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件：不管是单片机、存储器、LCD驱动器还是键盘接口。当执行数据传送时，谁是主器件，谁是从器件详见表5。主器件是启动数据发送并产生时钟信号的器件，被寻址的任何器件都可看作从器件。I2C 总线是多主机总线，意思是可以两个或更多的能够控制总线的器件与总线连接。总线上，每一次数据传送，都是由主器件发送起始信号开始，发送停止信号结束，见图15所示。在时钟信号端SCL为高电平时，数字信号端SDA由高电平变为低电平，则试为这种情况为开始信号，表示要开始传输数据；当时钟信号端SCL为高电平电，而数据端由低电平跳变为高电平，则试为这种情况为结束信号，表示数据传输已结束。图15 开始/停止时序图16 从地址位主器件然后送从器件的特征地址，对 E2PROM而言，从器件地址的前四位是固定的“1010”，接下来的三位标定器件的组合地址，以便知哪一个2K存贮器被寻址，最后一位是读写位，“1”表示读命令“0”表示写命令，见图16。数据的存储是要由单片机和存储器共同工作才能完成，当单片机向存储器发送存储信息时，也需要有存储器的配合才能完成数据的存储，即必须在单片机发送完一个数据之后，须要等待存储器件的应答信号才能继续的存储数据。2.5.3 总线协议I2C 总线协议定义如下：（1）只有在总线空闲时才允许启动数据传送。（2）在数据传送过程中，当时钟线为高电平时，数据线必须保持稳定状态，不允许有跳变；时钟线为高电平时，数据线的任何电平变化将被看作总线的起始或停止信号。2.5.4 AT24C04在设计中的应用AT24C04作为系统的掉电存储单元，在设计中的作用是在系统失电的瞬间，由电容供电完成对系统中数据的存储。主要存储的内容是定时数据、系统时间等参数，在系统恢复供电时取出定时时间与实时时钟数据进行对比，完成定时控制和时钟显示功能。其应用电路如图17所示。图17 掉电存储电路AT24C04的1、2、3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。在AT89C51试验开发板上它们都接地，第8脚和第4脚分别为正、负电源。第5脚SDA为串行数据输入/输出，数据通过这条双向总线串行传送，送给单片机的SDA连接。第6脚SCL为串行时钟输入线，和单片机的SCL连接。SDA和SCL都需要和正电源间各接一个5.1K的上拉电阻，第7脚需要接地。AT24C04中带有片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8个字节的数据。2.6 振铃检测电路振铃检测电路如图18所示。电路采用了光电耦合器件，使用光电耦合器能有效的隔离来自话路中的各种干扰，以保证对振铃信号的正确识别。当有振铃检时，交换机为用户提供一个比平时电压高的交流电压，此时光电耦合器导通，送给C51的端口为低电平；当用户没有振铃时，光电耦合器截止，送给C51的端口为高电平。因此，根据振铃检测电路输出高、低电平的变化，就可以在软件上实现有无来电的判断。图18 振铃检测电路3 软件设计系统的软件设计具有用重要的作用，相当于人的大脑，指挥着系统各个小电路正常工作，最终完成整个系统的功能，所以这就要求程序编程后反应能够快准。基于这个要求本系统的设计采用了汇编语言编写，以提高系统的效率。系统主要是由解码电路控制电路存储电路，所以相应的在软件方面主要由解码部分综合控制部分存储部分组成。由于主叫信息在传送数据时每个数据字之前先行一位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际每个字占 10 个比特 即1PXXXXXXX0，P为奇偶校验位，并且解码后的波特率为1200bps，正是由于这种数据传送方式正好符合异步串口接收方式，所以在实现数据的接收方面，单片机采用的通信方式为1200 bps异步串口方式。其系统的整体流程图如图19（a）所示，解码电路流程如图19（b）所示。当系统开机之后，首先将系统初始化，初始化化主要是对LCD及HT9032D的初始化，让LCD处于正常的接收数据状态；让HT9032D进入低功耗状态。将系统初始化之后，系统将进入空闲方式，此时系统的功耗最低。当有电话打来时振铃中断将会把单片机叫醒，并且由串口中断接收数据，当数据接收完之后，将由主程序处理这些数据信息，一方面将送来的信息送到LCD进行显示，另一方面对来电号码进行分析并判断是否执行控制电路， 系统程序的分析号码部分主要是为了判断电话号码的合法性，即判断电话号码是否在合法的时间内打来的，来电显示的电话号码是否在黑名单内；如果来电的电话号码不是合法的，控制中心电路即发出控制信号给执行电路，使执行电路中的继电器切断给电话的信号，即对电话的通话进行有效的控制；如果来电的电话号码是合法的，控制中心电路则不发出控制信号给执行电路，使电话能够得到正常的通信。图19 系统整体流程图和解码电路流程图4 结论本论文所设计的系统在毕业设计结束之前已基本完成了设计的要求。本系统利用单片机控制使系统可以设置电话号码的合法性来电时间的合法性来电信息的中文显示等多项服务功能，充分应用了单片机软件技术。本系统的电话控制设计采用了AT89C51单片机作为系统的主控器件，以解码芯片HT9032D为主控器件，通过并结合软件编程，实现了控制机制，丰富了系统功能，符合未来家电的智能化、网络化发展方向。利用该系统，可以实现固定电话的人性化发展。由于本系统是通过有线连接的，因此只能设置在固定电话上，对无线通信电话暂不适用。致谢本课题是在指导老师的精心指导下完成的。在整个研究过程中，得到了指导老师的全力支持和帮助。导师在学术上理论的渊博和对科学研究精益求精的工作态度与风格不但使我受益非浅，也深深地感染了我，在此对指导老师表示诚挚的感谢！同时也感谢本组同学在我做课题的过程中给予我的巨大帮助和鼓励，还要特别感谢本班的一些同学在我写论文期间给我提出的宝贵意见和关心支持。在此，对导师给我提供的良好学习和实验环境致以真诚的谢意！参考文献1 马淑华,王凤文,张美金.单片机原理与接口技术M.北京:国防工业出版社,2005.2 王洪波,林燕.S8330在液晶显示技术中的应用J.液晶与显示,2002(2).3 孙秋波,陈岱.单片机扩展I2C总线的编程方法J.江苏煤炭,1999(1).4 余永权,李小青,陈林康.单片机应用系统的功率接口技术M.北京:北京航空航天大学出版社,1992.5 贺松芳.液晶显示器的构造和特点J.无线电,1991(10).6 周见豪.基于MSP430的电话解码报警器J. 成都信息工程学院学报,2006,9（6）：18-19.7 赵艳朝,江修富,许斌,周东. 基于AD9954实现多种调制信号平台J.国外电子测量技术,2006,2（6）：45-49.8 郭颖娜.一种FSK信号调制解调电路的设计J. 现代电子技术,2006，5（1）：35-38.9 王好.Philips Semiconductors Preliminary dataJ. 电子机械工程,2001,12(8)：12-14.10 楚平.DB91047-AAS/A1J. 电子机械工程,2001,12(8)：18-19.11 高小新.混合运用DTMF和FSK数据通信的智能网终端实现J.现代电子技术,2006,11（5）：67-68. 12 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