電話機(jī)中的語音郵箱指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目前在很多地方的電信增值業(yè)務(wù)中，都包含了“語音郵箱”功能。在一些新型的終端設(shè)備(如一鍵通電話)上，已經(jīng)集成了此功能，但大多數(shù)較早的電話機(jī)并不具備此功能，因此有客戶要求開發(fā)一種簡單的電話附加裝置，以配合這些電話實(shí)現(xiàn)語音郵箱指示功能。

設(shè)計(jì)要求

● 能正確區(qū)分并機(jī)（并機(jī)含義如圖1所示）的取掛機(jī)狀態(tài)。

圖1 交換機(jī)、并機(jī)、語音郵箱指示盒三者連接關(guān)系

● 可以正確讀出串行EEPROM中特定位置特定信義的數(shù)據(jù)。

● 在并機(jī)掛機(jī)狀態(tài)可以接收各種制式與時(shí)序的來電顯示，根據(jù)若來電的號(hào)碼頭部部分與EEPROM中預(yù)先設(shè)定的“語音郵箱提示碼”完全匹配(即指若EEPROM中存儲(chǔ)的郵箱提示碼為1234，則收到所有以1234開頭的號(hào)碼均算匹配)，則點(diǎn)亮一個(gè)LED(即語音郵箱指示燈)，并使之按每2秒鐘點(diǎn)100ms的規(guī)律閃爍。掛機(jī)時(shí)要有睡眠狀態(tài)且打開line_det與IOC0中斷喚醒，若需要點(diǎn)亮燈時(shí)可開2Hz中斷喚醒，不須點(diǎn)亮燈時(shí)則不必。為安全起見不關(guān)32768晶振。收到的數(shù)據(jù)不必保存，比較完畢后就清除。

● 在并機(jī)取機(jī)狀態(tài)能正確解調(diào)并機(jī)撥號(hào)。也就是說，在并機(jī)取機(jī)的時(shí)候系統(tǒng)能夠正確的解調(diào)每一個(gè)撥號(hào)，并保存到緩存里面以進(jìn)行比較。若所撥號(hào)碼前面幾位與EEPROM中預(yù)先設(shè)定的“語音郵箱提示碼”完全匹配，熄滅“語音郵箱指示燈”，并進(jìn)入睡眠狀態(tài)。若從中間的某位開始匹配不上，則立即進(jìn)入睡眠，并關(guān)line_det與IOC0喚醒并保留2Hz喚醒，在2Hz子程序中判斷是否掛機(jī)，若掛機(jī)再開line_det與IOC0喚醒。取機(jī)后若10s內(nèi)未接收取DTMF的，也進(jìn)入同樣的睡眠模式。

● 并機(jī)取掛機(jī)狀態(tài)突變時(shí)要重新收CALL解調(diào)。比如系統(tǒng)正在收CALL狀態(tài)下，并機(jī)的狀態(tài)突然改變，系統(tǒng)要能夠跳出本次的收CALL操作并清除緩存區(qū)進(jìn)行下一次收CALL。

考慮到可靠性，EEPROM中的數(shù)據(jù)應(yīng)該在需要比較的時(shí)候去讀取并比較，而不建議采取一上電就先讀進(jìn)緩存的做法。

其中，SPT6603A是一款最近推出的針對(duì)來電顯示和語音撥號(hào)產(chǎn)品而專門設(shè)計(jì)的微處理器。line_det與IOC0是SPT6603A單片機(jī)專門為來電顯示系統(tǒng)而設(shè)置的中斷喚醒源。line_det用來檢測(cè)線上的信號(hào)，IOC0用來檢測(cè)極性反轉(zhuǎn)信號(hào)。

電路分析

語音郵箱指示盒系統(tǒng)的原理與電話機(jī)系統(tǒng)的部分電路原理基本相同，在硬件電路上都包括了Caller ID輸入回路、并機(jī)檢測(cè)線路、阻抗匹配線路、防雷擊與極性保護(hù)線路、CPU控制線路、EEPROM，只是電話機(jī)系統(tǒng)多了振鈴線路、鍵盤撥號(hào)線路、LCD顯示、手柄通話線路、免提通話線路、電子開關(guān)線路等。由于電話機(jī)系統(tǒng)的電路已經(jīng)是非常成熟的電路，在硬件設(shè)計(jì)上面無須花很多的時(shí)間去設(shè)計(jì)各個(gè)單元電路，只需要調(diào)整電路的參數(shù)和加上指示燈就可以在硬件上實(shí)現(xiàn)語音郵箱指示盒的功能，于是語音郵箱指示盒系統(tǒng)就可以由電話機(jī)系統(tǒng)簡化得來。語音郵箱指示盒系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)原理框圖

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，修改EEPROM里面儲(chǔ)存的號(hào)碼如可以通過一臺(tái)并機(jī)進(jìn)行，如果不需要通過并機(jī)修改預(yù)存的號(hào)碼，可以省去DTMF撥號(hào)部分。如果需要在指示盒上面修改EEPROM里面儲(chǔ)存的號(hào)碼，可以在這個(gè)系統(tǒng)上面加上鍵盤。 阻抗匹配電路主要是針對(duì)一些特殊的交換機(jī)而設(shè)計(jì)的，如果語音郵箱指示盒并聯(lián)了一臺(tái)具有來電顯示功能的電話機(jī)，也可以不考慮這部分電路。

Caller ID輸入回路的原理與分析

Caller ID可以根據(jù)實(shí)際場(chǎng)合給出相應(yīng)的理解，如果用Caller ID修飾產(chǎn)品或者系統(tǒng)的時(shí)候就理解為來電顯示；當(dāng)用來修飾信號(hào)的時(shí)候就理解為主叫識(shí)別信息。Caller ID輸入回路與CPU內(nèi)部硬件解碼器的原理圖如圖3所示。

圖3 Caller ID輸入回路與CPU內(nèi)部硬件解碼器的原理圖

信號(hào)流程：在解碼器打開時(shí)，圖中的OP被Enable工作在線性狀態(tài)，線上的Caller ID信號(hào)可以經(jīng)過OP-C3-AGC然后解碼。

喚醒過程：解碼器關(guān)閉后，圖3中的OP被Disable，輸入端與之并聯(lián)的比較器CMP因R1、R2、R3的存在而獲得上低下高的偏置，CMP輸出0。由于線路上極性保護(hù)電路的存在，T、R兩端總有一腳處于交流低阻抗的狀態(tài)，即可以認(rèn)為交流信號(hào)是從其中某一端送來的。

對(duì)于有振鈴觸發(fā)的情況，在振鈴期間，振鈴的幅度足以使CMP發(fā)生反轉(zhuǎn)，CMP輸出1，程序上就做開解碼器的動(dòng)作。

對(duì)于直接送號(hào)的情況，比如R2上分得的電壓是0.15V，若T或R上送來的信號(hào)的峰值超過了0.15V，則該信號(hào)也可以克服預(yù)加在CMP輸入端的偏置電壓，從而引起CMP反轉(zhuǎn)，進(jìn)而喚醒CPU解碼。

對(duì)于有反極性觸發(fā)的情況，若是從T- R+反轉(zhuǎn)到T+ R-，則相當(dāng)于T端升高，R端降低。此一升一降加到CMP的輸入腳以后，正好使CMP反轉(zhuǎn)，從而可以喚醒CPU收CALL；若是從T+ R-反轉(zhuǎn)到T- R+，則相當(dāng)于T端降低，R端升高。因?yàn)閷?duì)于CMP而言本身T端對(duì)應(yīng)的輸入腳就較R端要低，所以本次反極性不能造成CMP的反轉(zhuǎn)。C5、R6、R7組成的電路正是為解決這一問題而設(shè)置的。當(dāng)T端迅速降低時(shí)，會(huì)有一個(gè)負(fù)向的脈沖在RIN引腳產(chǎn)生，此脈沖可以喚醒CPU收CALL。

并機(jī)檢測(cè)線路的原理與分析

并機(jī)檢測(cè)的意義如下。

● 在系統(tǒng)收CALL的時(shí)候判斷并機(jī)取掛機(jī)狀態(tài)可以知道接收的信號(hào)是來自交換機(jī)還是并機(jī)的撥號(hào)；

● 在并機(jī)取機(jī)的過程中，為了省電本機(jī)要跑相對(duì)低功耗的模式；

● 為了實(shí)現(xiàn)防盜功能，系統(tǒng)必須加上并機(jī)檢測(cè)線路。

并機(jī)檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)方法：在并機(jī)掛機(jī)的狀態(tài)下，DM引腳為高，當(dāng)并機(jī)取機(jī)的時(shí)候DM引腳變?yōu)榈碗娖?，由這種跳變系統(tǒng)就可以準(zhǔn)確的區(qū)分并機(jī)的取掛機(jī)狀態(tài)。值得注意的是當(dāng)本機(jī)取機(jī)的時(shí)候，無論并機(jī)取機(jī)還是掛機(jī)，DM引腳始終為低，也就是說在本機(jī)取機(jī)的時(shí)候，并機(jī)檢測(cè)是無效的。并機(jī)檢測(cè)線路原理圖如圖4所示。

圖4 并機(jī)檢測(cè)線路原理圖

結(jié)束語

實(shí)現(xiàn)語音郵箱指示盒功能的整個(gè)硬件電路經(jīng)過測(cè)試，Caller ID經(jīng)過SPT6603A的片內(nèi)硬件解碼器解碼之后，通過編寫軟件對(duì)經(jīng)過硬件解碼器處理后的信號(hào)進(jìn)行解析，得到我們所要的十進(jìn)制的數(shù)字撥號(hào)，整個(gè)系統(tǒng)工作正常。