专利名称：一种双制式来电显示的微控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电话机来电显示技术领域，具体涉及一种双制式来电显示的微控 制器。
背景技术：
所谓来电显示，是指将交换机把主叫方拨号的电话号码及其姓名信息传送给受话 方的服务，也称为主叫号码信息识别及传送(CID，Calling IdentityDelivery)。它是由具 有主叫号码信息识别服务功能的交换机与具有主叫号码显示服务功能的受话方电话机相 配合来实现，在受话方电话可以显示主叫电话的电话号码、姓名、呼叫时间等信息。 目前开放的来电显示业务技术标注主要有两种，其中一种是北美Bellcore (Bell Communication Research)所制定的移频键控(FSK， FrequencyShift Keying)方式，另一 种则是欧洲的双音多频(DTMF， Dual ToneMulti-Frequency)方式。在DTMF的来电显示系 统下，其所传送的来电号码资料是与一般常见的按键话机一样，亦即是一行(Column)频率 及一列(Row)频率的两个正弦波叠加的合成波来代表来电号码资料的数字或者字元。DTMF 编解码器在编码时将击键或数字信息转换成双音频信号并发送，解码时在收到的DTMF信 号中检测击键或数字信息的存在性。DTMF选用8个频率(4个行频率、4个列频率)传送主 叫用户电话号码，每个信号由行、列频率组中各一个频率合成，8中取2，共有16种组合方 式，代表16种不同信息，从而实现用不同的频率组合代表不同的数据来进行主叫号码信息 传递。在FSK的来电显示系统下，来电显示的数据传送采用连续相位的二进制频移键控，比 特率是1200bps，而〃 1〃对应的频率是1200Hz， 〃 0〃对应的频率是2200Hz。 目前采用FSK方式的国家和地区有美国、中国、日本、英国、加拿大、比利时、西班 牙、新加坡等；采用DTMF方式主要则是以瑞典为代表的一些欧洲国家等。为此，市场上的 来电显示电话机通常要求双制式，亦即能判别来电显示信号是FSK或DTMF制式，并予以接 收。电话机中的微控制器(MCU)是实现来电显示功能的组件之一。当前国内电话中，一种 是电话机内的MCU仅集成FSK解码模块或者DTMF编解码模块之一，因此仅能解码DTMF和 FSK两种制式中之一，不适合双制式的兼容性要求。另一种是电话机内包括内嵌FSK解码器 的MCU和DTMF编解码器组成，这种方案能够实现双制式的兼容性要求，但是电话机的成本 和体积会因为功能模块的增多而增大。因此，本实用新型提出了一种集成FSK解码器、DTMF 编解码器的MCU。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能实现双制式来电显示功能的微控制器。 为解决以上技术问题，本实用新型提供的双制式来电显示的微控制器包括显示 驱动模块、CPU模块、中断模块、数据控制总线、FSK解码器模块、DTMF解码器模块和DTMF编 码器模块，其中，FSK解码器模块、DTMF解码器模块、DTMF编码器模块都分别与数据控制总 线连接。[0007] 作为较佳技术方案，本实用新型提供的双制式来电显示的微控制器包括显示驱 动模块、CPU模块、中断模块、数据控制总线、FSK解码器模块、DTMF解码器模块和DTMF编码 器模块；微控制器还包括与CPU模块连接的、用于存储指令的OTP ROM模块，以及，与OTP ROM模块连接的系统时钟时序控制模块。其中，所述0TP R0M模块为8KX13bit的低功耗 OTP匪。 根据本实用新型提供的微控制器，其中，所述微控制器还包括与数据控制总线连 接的、用于用来暂存通用信息和来电显示信息的RAM模块。所述微控制器接受交换机传送 过来的DTMF信号或FSK信号，并通过软件设置启用所述微控制器中的DTMF解码器或FSK 解码器。所述CPU模块包括程序计数器、指令寄存器、指令译码器、状态寄存器、算术逻辑单 元。所述FSK解码器模块包括FSK信号通路和振铃检测通路。 本实用新型的技术效果是本实用新型提供的双制式来电显示的微控制器将FSK 解码器、DTMF编码器、DTMF解码器集成在一块芯片中，实现了 DTMF/FSK双制式的兼容，具有 较高的灵敏度，并能縮小电话机的体积；进一步，在编程方面，由于芯片采用了 0TP型R0M， 为用户程序的修改和升级提供了很大的方便，同时也能降低产品成本。
图1是本实用新型实施例的双制式来电显示的MCU的结构示意图； 图2是本实用新型双制式来电显示的MCU的又一实施例的结构示意图； 图3是本实用新型中FSK解码器的原理图； 图4是本实用新型中DTMF编码器的原理图； 图5是本实用新型中DTMF解码器的原理图。
具体实施方式为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图对本实用新型 作进一步的详细描述。 图1所示为本实用新型实施例的双制式来电显示的MCU的结构示意图。如图l所 示，微控制器100包括FSK解码器模块20、DTMF解码器模块30、DTMF编码器模块31、显示 驱动模块40、 CPU模块60、中断模块90以及数据控制总线50。其中，FSK解码器模块20、 DTMF解码器模块30、DTMF编码器模块31、显示驱动模块40、 CPU模块60、中断模块90与数 据控制总线50直接连接并可以和数据控制总线之间通信；FSK解码器模块20与DTMF解码 器模块30连接并可以和数据控制总线之间通信。从交换机送来的FSK信号通常先是一段时 间比较长的振铃，然后在第一声振铃和第二声振铃之间送来FSK格式的来电显示信号；而 DTMF系统通常是先送出短促的极性反转信号，紧接着送出DTMF格式的来电显示信号，之后 才是振铃；因此，可以通过软件上的设置来设定是启用FSK解码器模块20还是启用DTMF解 码器模块30。 FSK解码器模块20用于接受FSK信号后对FSK信号解码后并传输给数据控 制总线50。 DTMF解码器模块30用于接受DTFM信号后对DTMF信号解码后并传输给数据控 制总线50。显示驱动模块40用于驱动LCD显示模块；显示驱动模块40接收从数据控制总 线50发送过来的显示信号，在本实施例中，MCU的显示驱动模块40具有40个SEG端、16个 /8个COM端，最多可驱动40X 16点阵。DTMF编码器模块31接收从数据控制总线50发送过来的击键或数字信息，然后编码转换成双音频信号发送给外部的交换机系统，实现DTMF 用不同的频率组合代表不同的数据进行主叫号码信息的传递。中断模块90接收从数据控 制总线50发送过来的信号将处于睡眠状态的MCU唤醒，从而能够接收从交换机发送过来的 信号并进行分析处理。CPU模块60包括程序计数器、指令寄存器、指令译码器、状态寄存器、 算术逻辑单元等功能单元，用于向数据控制总线50发送指令信号。 在本实施例MCU中，当话机待机时，MCU处于睡眠状态。当摘机拨打电话时，话机 被唤醒，DTMF编码器30将击键或数字信息编码转换成双音频信号并发送，它用不同的频率 组合代表不同的数据进行主叫号码信息的传递。对于来电信号制式的兼容，是通过事先设 置MCU的软件来设定是启动FSK解码器还是DTMF解码器从而来实现对不同制式来电信号 的解码。当有来电时，信号从交换机送入MCU中，对于FSK信号，信号传送在第一次振铃和 第二次振铃之间。振铃信号经过外部电路的整流、分压和隔直等处理后送到MCU的差分输 入端，FSK解码器20对信号解码后再作处理，提取出相应的电话主叫信息送到控制总线50， 然后再送到显示驱动模块40，最后输出至外部显示端；对于DTMF信号，信号传送在第一次 振铃之前，如果输入信号频率在标准DTMF频率的容差范围内，DTMF解码器30则将信号送 到解码部分进行解码处理，提取出相应的电话主叫信息送到控制总线50，然后再送到显示 驱动模块40，最后输出至外部显示端。因为FSK信号和DTMF信号传送的时间不同，而且一 台外部交换机只用一个调制方式，而且可以通过软件的设置，决定只启用其中一种解码器， 所以在同一话机中兼容两种解码方式不会有冲突。 图2所示为本实用新型双制式来电显示的MCU的又一实施例的结构示意图。如图 2所示，与图1所示实施例的主要区别在于，微控制器100还包括与数据控制总线50连接的 RAM模块41、与CPU模块60连接的0TP ROM (One-Time-Program Read Only Memory)模块 70以及与OTP R0M模块70连接的系统时钟时序控制模块80。 RAM模块41主要用来暂存通 用信息和来电显示信息。系统时钟时序控制模块80用于向OTP ROM模块70发送时钟控制 信息，OTP ROM模块70在系统时钟的作用下输出存于其中的指令，其系统时钟是通过外部 晶振的作用下产生的。OTP ROM模块70存储的指令可以发送给CPU模块60中的指令寄存 器，通过其指令译码器译码后传输给数据控制总线50，同时CPU模块60中的程序计数器会 接收CPU模块60中的指令译码器和CPU时钟信号，实现计数功能。在此实施例中，用户可 以根据自己需求，向OTP ROM模块70烧入程序指令而后进行实装来验证程序的正确性，因 此能够方便用户修改程序从而加快对话机的开发速度。在本实施例中OTP R0M模块70优 选为8KX 13bit的低功耗OTP ROM。 图2所示实施例应双制式来电显示的MCU用于电话机系统时，主要工作过程描述 如下当系统上电或复位键按下时，系统处于复位状态，同时看门狗定时器使能，其工作的 时钟频率是由外部晶振所提供。当看门狗定时器溢出时，系统复位结束，系统进入省电工作 模式。此时，程序计数器的值为"OOOOH"，数据指针指向OTP ROM模块70的地址为OOOOH。 CPU通过13位的数据总线读入OTP ROM模块70中OOOOH地址的值，该值进入CPU模块的指 令寄存器和指令译码器，在指令译码器中进行译码产生操作信号，再经过微操作译码电路 产生微操作控制信号。微操作信号和时序模块产生的时序信号相作用，控制CPU模块60及 其他模块如FSK解码器、DTMF解码器等工作并产生所需结果，这些模块工作所得的结果可 以由微控制信号存放在RAM模块41内，然后将结果输出到外部。[0020] 图3所示为本实用新型中FSK解码器的原理图。如图3所示，FSK解码器包括两个 通路FSK信号通路，振铃检测通路。FSK信号通路包括输入差分缓冲级、带通滤波器、FSK 解码电路、载波检测及有效FSK数据产生电路。振铃检测通路包括时钟产生电路、振铃检测 电路及电源启动逻辑电路。 从TIP和RING引脚输入的AC耦合信号被送至输入差分缓冲级，再送入一个带通 滤波器。信号滤波后，FSK解码电路解码此信号，再送入一低通滤波器低通。滤波后数据生 成一有效的FSK信号DU，如果输入信号有效则FSK解码数据传输给DU，否则FSK解码器被 阻塞。如果没有数据，DU保持为高，这是由载波检测电路判断通带内的能量是否足够来决定 的。这个从交换机送出的FSK信号(波特率1200Hz)包括头信息(交替的"l"和"0"/信道 捕获信号)、数据前150ms的标记信号、时间、主叫号码等。为了提高解码的正确性，在解码 电路后还有一级数据能量检测电路，将从解码电路中解出的正量或负量的差分信号与设计 门限进行比较，设计的典型值为40mV。如果解码信号大于40mV，则判其为l，如果解码信号 小于-40mV，则判为0，而其余则判无效。本电路相应的频率范围为2KHz 2. 5KHz — '0'， 900Hz 1. 4KHz — '1'。 图4所示为本实用新型中DTMF编码器的原理图。该编码器能在音频拨号类型情 况下产生拨号音信号。DTMF信号由两个不同频率的正弦信号叠加而成，这两个正弦信号分 别来自两组独立使能和分频控制的频率信号。如图4所示，在设置好行寄存器和列寄存器 的数值后，高频发生器和低频发生器的正弦波发生器就会产生两组不同频率的正弦波，并 送至频率合成器，生成的即是代表按键信息的DTMF信号。 图5为本实用新型中的DTMF解码器。该解码器包括滤波器、数字解码器等模块。 在滤波器模块中，双频信号可以分解成高频组和低频组分量，高频分量与低频分量的频率 与DTMF编码器产生的频率相对应。DTMF解码器包含了对应的两个滤波检测通路，分别包括 带通滤波器、平滑滤波器和过零检测电路。过零检测电路是由一个高增益的迟滞比较器组 成，去除输入中的弱信号和噪声。其中，高频分量使用六阶带通滤波器，低频分量使用八阶 带通滤波器，每组滤波器后又跟了一个二阶开关电容平滑滤波器，再由过零检测器将模拟 信号转换成数字信号，进入数字部分。信号在数字解码器模块分为两路，一路直接送到频率 均值算法部分，分别对信号进行高频和低频检测。如果输入信号频率在标准DTMF频率的容 差范围内，则将结果送到编码部分进行编码；如果输入信号频率不在标准DTMF频率的容差 范围内，检测结果维持为0不变。另一路则送到频率检测部分，检测信号的持续时间，消除 噪声。如果信号通过了检测，就使前滞输出端(QZ)输出高电平。QZ端输出高电平时，通过 外围RC回路对迟滞输入端(CR)充电。如果QZ端高电平持续时间足够长，使CR端电压〉 0. 62Vdd后，即可通过正反馈将CR上拉至VDD，输入信号就被确认为有效DTMF信号，数字解 码结果Q4 Ql输出到寄存器中；相反，如果QZ端高电平持续时间过短或高电平中断时，使 CR端电压〈0. 38Vdd后，即可通过正反馈将CR下拉至GND，输入信号就被确认为无效信号， 数字解码结果不输出。 在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施 例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本实用新型不限于在说明书中所述的具体 实施例。
权利要求一种双制式来电显示的微控制器，包括显示驱动模块、CPU模块、中断模块以及数据控制总线，其特征在于所述微控制器还包括FSK解码器模块、DTMF解码器模块和DTMF编码器模块，FSK解码器模块、DTMF解码器模块、DTMF编码器模块都分别与数据控制总线连接。
2. 根据权利要求1所述的微控制器，其特征在于，所述微控制器还包括与CPU模块连 接的、用于存储指令的0TP ROM模块；以及，与OTP ROM模块连接的系统时钟时序控制模块。
3. 根据权利要求1或2所述的微控制器，其特征在于，所述微控制器还包括与数据控制 总线连接的、用于用来暂存通用信息和来电显示信息的RAM模块。
4. 根据权利要求1或2所述的微控制器，其特征在于，交换机发送过来的DTMF信号或 FSK信号输入至所述微控制器。
5. 根据权利要求1或2所述的微控制器，其特征在于，所述CPU模块包括程序计数器、 指令寄存器、指令译码器、状态寄存器、算术逻辑单元。
6. 根据权利要求2所述的微控制器，所述OTP ROM模块为8KX 13bit的低功耗OTP匪。
7. 根据权利要求1或2所述的微控制器，其特征在于，所述FSK解码器模块包括FSK信 号通路和振铃检测通路。
专利摘要一种双制式来电显示的微控制器，属于来电显示技术领域，本实用新型提供的双制式来电显示的微控制器包括显示驱动模块、CPU模块、中断模块、数据控制总线，其特征在于还将FSK解码器、DTMF编码器、DTMF解码器集成在一起。该微控制器实现了DTMF/FSK双制式的兼容，具有较高的灵敏度，并能缩小了整机体积；进一步，在编程方面，由于芯片采用了OTP型ROM，为用户程序的修改和升级提供了很大的方便，同时也能降低产品成本。
文档编号H04M1/57GK201467217SQ20082015562
公开日2010年5月12日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者冯琦, 刘晓伟, 赵健, 赵海, 顾宇飞, 马刚 申请人:无锡华润矽科微电子有限公司