1 引言
來電顯示業(yè)務，它的專業(yè)名稱為主叫識別信息傳送及顯示業(yè)務，簡稱CID，它是電信公司的一項增值業(yè)務，其原理是交換機在給用戶提供正常電話業(yè)務的同時，按照一定的時序向用戶終端提供主叫號碼、日期、時間等信息，用戶終端接收并顯示。目前，來電顯示業(yè)務已廣泛應用到遠程控制、信息查詢、信息尋呼臺等系統(tǒng)中。
2 來電顯示技術簡介
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傳達方式、信號格式和內(nèi)容上都有較大差異，由于DTMF制式本身有一些缺點，它將逐步被FSK制式所取代。
在FSK制式中，來電信號的發(fā)送時序是在第一次振鈴與第二次振鈴之間，根據(jù)信號格式的不同可以分為：單數(shù)據(jù)消息格式(Single date Message Format)和復合數(shù)據(jù)消息格式(MultipleDate Message Format)。前者的結構簡單，可容納的信息內(nèi)容較少，如主叫號碼、日期和時間；后者的結構比較復雜，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(01010101……共30字節(jié)占250ms)、標志信號(11111111……占70ms)、消息類型（04H）、消息長度（可變，它是其后到校驗字之前總字節(jié)數(shù)之和）、消息字（包括日期、時間、主叫號碼）、校驗字等組成。
2.2 復合數(shù)據(jù)格式
復合數(shù)據(jù)消息格式如圖1所示，它由同步信號、標志信號、消息類型（80H）、消息長度、若干參數(shù)消息（由參數(shù)類型、參數(shù)長度、參數(shù)字構成）及校驗字等組成。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間，02H后跟隨主叫電話號碼，04H表示主叫者的電話號碼或姓名是來自長途線路，07H后跟隨主叫姓名，08H表示話碼被有意隱藏而不能顯示。

各地數(shù)據(jù)消息格式可能不一樣，經(jīng)實測，筆者所在地使用復合數(shù)據(jù)消息格式，因此本設計模塊使用復合數(shù)據(jù)消息格式，數(shù)據(jù)包格式舉例：
55H，55H，55H…… ；150 對0/1 相間的同步信號
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 校驗字。
80H 表示復合數(shù)據(jù)消息格式；17H 表示數(shù)據(jù)長度（從其后到校驗字之前）為23 字節(jié)，這個值是可變的，它隨著各地的電話號碼長度的不同而變化；01H 表示第一消息類型，即時間類型；
08H 表示第一消息類型數(shù)據(jù)長度，月、日、時、分共8 字節(jié)，且長度固定，本例為06 月02 日12 時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 表示電話號碼長度，為11 位，由于各地區(qū)的電話號碼長度不一致，其長度是可變的（本例為13852380626）。
BCC 校驗字，為所有字符（帶下劃線的）按256 的模求和取補。
3 硬件電路設計
本模塊由MCU AT89C2051、FSK解碼芯片HT9032C、RS232電平轉換芯片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，當有振鈴時，RDET輸出低電平直到振鈴結束，MCU P1.2通過檢測RDET端口，得知是否有振鈴信號來到，單片機在第一次振鈴結束后，設置T9032C PDWN信號端為低電平，HT9032C脫離省電模式，并接收FSK信號，在MCU接收數(shù)據(jù)經(jīng)校驗后，將接收到的主叫來電號碼通過光耦經(jīng)MAX232電平轉換后送上位機，若接收有錯，則向上位機發(fā)送錯誤數(shù)據(jù)�？撮T狗電路防止程序跑飛或死機，AT24C02存儲所需電話號碼。系統(tǒng)中，MAX232和光耦采用隔離變壓器單獨供電。

4 軟件流程圖
由于來電顯示接收涉及比較精準的時序，因此，這些問題需要在軟件設計中加以解決，針對時序信號的判斷與接收是本設計的難點和重點。本設計中，MCU串口設置了兩種波特率，一種設置為1200bps，用于與HT9032C通信，接收來電顯示數(shù)據(jù)；另一種設置為9600bps，用于與上位機進行通信。主程序中主要完成系統(tǒng)初始化、振鈴檢測、延時750ms、檢測同步信號、接收來電號碼數(shù)據(jù)、向上位機發(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機之間起橋梁作用，軟件編程對時序要求比較嚴格，模塊的抗干擾能力是解決的重點和難點問題，若不能很好的解決模塊的抗干擾能力，將直接導致無法進行FSK解碼或解碼經(jīng)常出錯。經(jīng)大量實驗對比，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，容易受外界電磁干擾；電話線相對“大地”電阻很小，模塊和PC機相連受PC機“接地”影響；電話線上并機使用比較常見，模塊接收數(shù)據(jù)受并線話機影響。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。對于電磁干擾，主要從軟件編程上入手加以解決，檢測振鈴信號，采用延時并多次采樣的方法解決干擾問題。70ms高電平標志信號（如圖1所示）最容易受電磁干擾，該信號檢測失效（在70ms期間出現(xiàn)有效低電平），將引起串口接收啟動，導致解碼失效，解決該問題，則采用檢測同步信號和嚴格定時的方法加以解決，也就是在檢測完同步信號（30字節(jié)01010101串）結束后，精確延時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。
對于PC機“接地”干擾，它的干擾原因是：計算機系統(tǒng)“地”與“大地”直接相連，而電話線相對“大地”內(nèi)阻很小，當電話線上出現(xiàn)FSK或振鈴等交流信號時，信號被電容交流短路，這將導致不能正確解碼或解碼出錯。解決該問題，主要是采用隔離電源分別對主控電路、RS232接口電路分別供電的辦法，效果很好。
筆者在進行模塊調(diào)試時發(fā)現(xiàn)，當并線的電話沒有人使用時，F(xiàn)SK解碼非常穩(wěn)定，但當并線電話頻繁使用，特別是第一次振鈴結束時，并線電話摘機，則經(jīng)常出現(xiàn)解碼失效。因此，筆者建議，該模塊使用應專線專用，或要求在兩次振鈴其間不要摘機。

6 結束語
本模塊基于來電顯示技術規(guī)范，利用MCU控制FSK解碼芯片，實現(xiàn)主叫電話號碼識別，并通過RS232口將主叫號碼送往上位PC機，實現(xiàn)各種控制功能。本文作者創(chuàng)新點：模塊串口電路采用隔離變壓器單獨供電，硬件、軟件上采用多種抗干擾措施，性能穩(wěn)定，可靠性高，最大的特點是具有RS232接口，能方便實現(xiàn)上下位機的通信。該模塊功能擴展靈活，能與功能強大的PC機、DTMF信號接收與識別模塊、摘掛機模塊結合，實現(xiàn)基于來電顯示的各種控制功能。
參考文獻:
［1］ 王萍，林善明，劉玉宏．單片機控制MODEM實現(xiàn)電話遠程報警[J]，微計算機信息，2002，18(8)
［2］ 楊穗，楊恢先等．智能來電顯示器的設計[J]．電子器件，2005，28 (2)
［3］ 覃永新，陳文輝，李克儉，劉海濤．基于單片機控制的智能電話設計，2007(11)