1 引言
来电显示业务，它的专业名称为主叫识别信息传送及显示业务，简称CID，它是电信公司的一项增值业务，其原理是交换机在给用户提供正常电话业务的同时，按照一定的时序向用户终端提供主叫号码、日期、时间等信息，用户终端接收并显示。目前，来电显示业务已广泛应用到远程控制、信息查询、信息寻呼台等系统中。
2 来电显示技术简介
来电显示数据传送有两种制式：频移键控(FSK)和双音多频(DTMF)。这两种制式无论是从信号传达方式、信号格式和内容上都有较大差异，由于DTMF制式本身有一些缺点，它将逐步被FSK制式所取代。
在FSK制式中，来电信号的发送时序是在第一次振铃与第二次振铃之间，根据信号格式的不同可以分为：单数据消息格式(Single date Message Format)和复合数据消息格式(MultipleDate Message Format)。前者的结构简单，可容纳的信息内容较少，如主叫号码、日期和时间；后者的结构比较复杂，可容纳的信息内容较多，除传送单数据格式的内容以外还可传送主叫用户的姓名。
2.1 单数据格式
单数据消息格式由同步信号(01010101……共30字节占250ms)、标志信号(11111111……占70ms)、消息类型（04H）、消息长度（可变，它是其后到校验字之前总字节数之和）、消息字（包括日期、时间、主叫号码）、校验字等组成。
2.2 复合数据格式
复合数据消息格式如图1所示，它由同步信号、标志信号、消息类型（80H）、消息长度、若干参数消息（由参数类型、参数长度、参数字构成）及校验字等组成。其中参数类型有5种：01H、02H、04H、07H、08H。0lH后面跟随来电日期和时间，02H后跟随主叫电话号码，04H表示主叫者的电话号码或姓名是来自长途线路，07H后跟随主叫姓名，08H表示话码被有意隐藏而不能显示。

各地数据消息格式可能不一样，经实测，笔者所在地使用复合数据消息格式，因此本设计模块使用复合数据消息格式，数据包格式举例：
55H，55H，55H…… ；150 对0/1 相间的同步信号
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 校验字。
80H 表示复合数据消息格式；17H 表示数据长度（从其后到校验字之前）为23 字节，这个值是可变的，它随着各地的电话号码长度的不同而变化；01H 表示第一消息类型，即时间类型；
08H 表示第一消息类型数据长度，月、日、时、分共8 字节，且长度固定，本例为06 月02 日12 时25 分，采用ASCII 码；再后面02H 表示第二消息类型，即电话消息类型；0BH 表示电话号码长度，为11 位，由于各地区的电话号码长度不一致，其长度是可变的（本例为13852380626）。
BCC 校验字，为所有字符（带下划线的）按256 的模求和取补。
3 硬件电路设计
本模块由MCU AT89C2051、FSK解码芯片HT9032C、RS232电平转换芯片MAX232、串行EEPROM芯片AT24C02、看门狗芯片IMP813等组成。系统原理框图如图2所示。
系统工作原理：在没有振铃的情况下，HT9032C的RDET端输出高电平，当有振铃时，RDET输出低电平直到振铃结束，MCU P1.2通过检测RDET端口，得知是否有振铃信号来到，单片机在第一次振铃结束后，设置T9032C PDWN信号端为低电平，HT9032C脱离省电模式，并接收FSK信号，在MCU接收数据经校验后，将接收到的主叫来电号码通过光耦经MAX232电平转换后送上位机，若接收有错，则向上位机发送错误数据。看门狗电路防止程序跑飞或死机，AT24C02存储所需电话号码。系统中，MAX232和光耦采用隔离变压器单独供电。

4 软件流程图
由于来电显示接收涉及比较精准的时序，因此，这些问题需要在软件设计中加以解决，针对时序信号的判断与接收是本设计的难点和重点。本设计中，MCU串口设置了两种波特率，一种设置为1200bps，用于与HT9032C通信，接收来电显示数据；另一种设置为9600bps，用于与上位机进行通信。主程序中主要完成系统初始化、振铃检测、延时750ms、检测同步信号、接收来电号码数据、向上位机发送数据等，串口中断程序主要完成保存从HT9032C接收来的数据。主程序流程图和串口中断程序流程图如图3、图4所示。
5 模块抗干扰措施
本模块在电话网与PC机之间起桥梁作用，软件编程对时序要求比较严格，模块的抗干扰能力是解决的重点和难点问题，若不能很好的解决模块的抗干扰能力，将直接导致无法进行FSK解码或解码经常出错。经大量实验对比，归纳起来，系统的干扰源主要有以下几种：电话线传输距离远，容易受外界电磁干扰；电话线相对“大地”电阻很小，模块和PC机相连受PC机“接地”影响；电话线上并机使用比较常见，模块接收数据受并线话机影响。为了提高模块的抗干扰能力，主要从软件、硬件两方面入手解决干扰源引起的解码失效。对于电磁干扰，主要从软件编程上入手加以解决，检测振铃信号，采用延时并多次采样的方法解决干扰问题。70ms高电平标志信号（如图1所示）最容易受电磁干扰，该信号检测失效（在70ms期间出现有效低电平），将引起串口接收启动，导致解码失效，解决该问题，则采用检测同步信号和严格定时的方法加以解决，也就是在检测完同步信号（30字节01010101串）结束后，精确延时65ms后再开串口中断，这大大提高了模块的抗干扰能力，否则模块解码经常出错。
对于PC机“接地”干扰，它的干扰原因是：计算机系统“地”与“大地”直接相连，而电话线相对“大地”内阻很小，当电话线上出现FSK或振铃等交流信号时，信号被电容交流短路，这将导致不能正确解码或解码出错。解决该问题，主要是采用隔离电源分别对主控电路、RS232接口电路分别供电的办法，效果很好。
笔者在进行模块调试时发现，当并线的电话没有人使用时，FSK解码非常稳定，但当并线电话频繁使用，特别是第一次振铃结束时，并线电话摘机，则经常出现解码失效。因此，笔者建议，该模块使用应专线专用，或要求在两次振铃其间不要摘机。

6 结束语
本模块基于来电显示技术规范，利用MCU控制FSK解码芯片，实现主叫电话号码识别，并通过RS232口将主叫号码送往上位PC机，实现各种控制功能。本文作者创新点：模块串口电路采用隔离变压器单独供电，硬件、软件上采用多种抗干扰措施，性能稳定，可靠性高，最大的特点是具有RS232接口，能方便实现上下位机的通信。该模块功能扩展灵活，能与功能强大的PC机、DTMF信号接收与识别模块、摘挂机模块结合，实现基于来电显示的各种控制功能。
参考文献:
［1］ 王萍，林善明，刘玉宏．单片机控制MODEM实现电话远程报警[J]，微计算机信息，2002，18(8)
［2］ 杨穗，杨恢先等．智能来电显示器的设计[J]．电子器件，2005，28 (2)
［3］ 覃永新，陈文辉，李克俭，刘海涛．基于单片机控制的智能电话设计，2007(11)