无绳自动答录电话机的系统设计

    摘要：本文介绍了一款无绳自动答录电话机主机系统的硬件结构和软件程序流程，并着重描述了自动答录的工作原理。

    关键词：CATD OGM ICM

    一、 引 言

    无绳自动答录电话机（CTAD-----Cordless Telephone Answering Device）是一种无绳电话机，同时它的主机又是自动答录电话机-能自动接通打入的电话、播放机主留言OGM（OutGoing Message）、记录客人留言ICM（InComing Message），有的还能同时记录打电话时双方通话的内容信息。这些特有的功能使其具有来电显示电话机和语音邮箱所无法替代的作用。目前这种电话终端产品在欧美等发达地区使用非常广泛。我们的HWL460（2）P/T是我国第一款获原邮电部入网证的无绳自动答录电话机。本文介绍其主机的系统设计---硬件结构及软件流程，手机的系统设计与普通无绳电话机的相同。

    二、 系统的主要性能特点

    1、 机主留言OGM 20秒，采用模拟存贮IC，停电后仍能保留；
    2、 客人留言ICM，每次30秒，共60分钟，采用微型磁带，能标记新旧信息和决定新信息是否覆盖旧信息；
    3、 能用无绳手机监听正在录着的ICM信息和播放已录完的ICM信息；
    4、 外线电话可密码遥控播放ICM信息；
    5、 符合我国的45/48MHZ频率标准和录音电话机的国家标准。

    OGM采用模拟存贮IC录放音、ICM用微型磁带录放音是本系统的一大特点，这种录音媒体优化组合有效地避免了纯磁带录音控制性能差、机芯可靠性低、检索信息麻烦等缺点，也避免了纯数字录不方便信息转存和携带等缺点[1]。系统的另一大特点是由无绳手机可控制本系统机芯动作和录放信息内容。简练的系统硬件结构设计使本系统具有高可靠性和低成本。

    三、 系统的硬件结构及工作原理

    图1是主机系统的硬件结构框图，它主要由COP880C单片机控制器、ISD1020AX模拟存贮IC、LA2806M答录电话机专用IC、KA2404机芯调速电路、LM567 DTMF遥控码检测电路及无绳电话机相应的硬件电路组成。图2是LA2806M的内部结构与引脚功能图。

    从结构图可知，COP880C（以下简称COP8）分五大部分去控制相关的硬件电路：

    1、 功能口F1：通过F1（Pin17~21）输出相应的组合电平去控制LA2806M SWIC）的内部11个开关以使相应功能的信号通路接通。

    2、 功能口F2：通过F2（Pin1、2、31、39）依相应的时序输入/输出控制信号去控制ISD1020AX（STIC）记录信息和播放信息。

    3、 功能口F3：通过F3（Pin15、23、30、35）依相应时序输入/输出控制信号去控制机芯在放音/快进、录音、倒带等动作状态。

    4、 功能口F4：通过F4（Pin3、25、26、27、36、38）去控制无绳电话的高频接收RF RX、高频发射RF TX、压缩扩展TK10659电路，从而实现与无绳手机的联系。

    5、 功能口F5：通过F5（Pin24、14、5、22）控制相关电路实现与外线电话的联系：接通/关断外线、PULSE拨号、DTMF遥控密码检测、振铃检测和VOX声控等。

    结构图中Pin38是多功能复用引脚——发射数据TXDATA、双音多频拨号DTMF、提示音BEEP，另外还有RESET复位引脚、CHG充电时对码和检测引脚、LOW PWR低电信息保护检测引脚。

    下面结合结构框图，描述自动答录的工作原理

    1、 OGM录音：若按住OGM REC/PLAY键，则COP8的Pin9输入低电平，这期间COP8的F1分别输出LHLLL电平去控制SWIC使处于OGM REC录音状态，同时口F2亦使STIC处于记录信息状态：这期间MIC的话音信号→SWIC Pin6→Pin8→STIC Pin20，MIC的信息从STIC Pin20输入后，记录在其非易失性模拟存贮阵列中. A0~A7引脚全部接地，使芯片记录方式选为仅记录1次20秒。

    2、 OGM放音：按一下OGM REC/PLAY键，则COP8 Pin11输入一触发脉冲，检测到其下
降沿后F1分别输出LLHLH电平去控制SWIC，同时F2按放音时序信号控制STIC，这时存贮在STIC的信息→Pin14→SWIC Pin11→Pin17→SP喇叭。

    3、 OGM发布：按一下ANSWER应答键使系统处于ANSWER应答状态。若外线来铃，则RING DET检测电路检测到低电平送COP8的RD引脚，这时其TXPWR引脚变低电平打开RFTX发射电路和TXDATA输出DATA到RFTX的MOD令手机振铃; 若已有ICM新信息NEW MESSAGE，则过12秒后COP8的F1和F2分别输出LHHLH电平和OGM放音时序信号让系统放OGM信息，否则要过24秒才放OGM; 同时COP8的Pin24输出低电平使HOOK RL动作接通外线，OGM发布的信号流向是STIC Pin14→SWIC Pin11→Pin22→324A→L-OUT→外线。

    4、 ICM录音：当OGM发布信息到外线结束时，STIC的EOM引脚输出一个低电平15.6ms的脉冲到COP8的Pin2，COP8检测后，其F1输出HLHHH电平使SWIC在ICM REC状态，同时COP8的口F3输出相应信号使机芯DECK在录音状态。ICM录音信号的流向是：外线→L-IN→COP8 Pin5→Pin8→Pin10→Pin2→P/R HEAD录放磁头。ICM录音期间若外线挂机或连续7秒不讲话，则SWIC的Pin25将输出VOX信号到COP8的Pin22使其退出ICM REC；若ICM录音时间超过30秒，亦将退出ICM REC。

    5、 ICM放音/快进、倒带（略）

    6、 外线密码遥控放ICM：在OGM发布期间，若外线电话用DTMF拨号拨了本机的密码（一位数字），则该DTMF信号流经LM567组成的解码电路，若所拨密码正确，则输出一低电平到COP8的Pin14，COP8检测后使F1分别出LLHLL而口F3亦输出相应的时序信号使机芯处在放ICM状态，信号流向是：

      P/R HEAD→SWIC Pin2→Pin8→Pin10 Pin21→Pin20→Pin17→SP喇叭 Pin22→324A→L-OUT→外线

    7、 无绳手机监听正在录着的ICM信号：当ICM录音时，若无绳手机按了LISTEN监听键，则RF RX电路检测到相应的DATA送COP8的Pin36，COP8识别正确后其F4将使RF TX电路工作，TXMUT不静音，这时外线来的信号在送ICM录音的同时，也经下面流向发射到手机：L-IN→324B→C.IN→C.OUT→MOD→ANT。

    8、 无绳手机播放ICM信息：在待机状态，RF RX电路接收到无绳手机按其PLAY键的DATA信号，输入到COP8的Pin36，COP8 识别后，F1、F3将输出相应控制信号使系统工作在ICM放音状态，同时F4的控制信号使RF TX电路工作和取消TX静音，机芯P/R HEAD磁头放播的ICM信号除到SP喇叭外，还依下面通道到手机：SWIC Pin21→324B→C.IN→C.OUT→MOD→ANT

    四、系统软件设计流程

    本系统的控制中心是性价比较高的COP880C单片机[2]，它具有8位存储器映射体系结构、微总线+TM串行I/O口、带有捕获寄存器和自动重装寄存器的16位定时器/记数器和多级中断源----外部中断、软件中断、定时中断或捕获中断。系统的软件采用模块化设计，主要包括初始化模快BS-INI、中断服务模快BS-INT、键盘扫描处理模快BS-KEY、接收指令模快BS-RCV、发射指令模快BS-CMM、拨号处理模快BS-DIA和录放音模快BS-TAD。图3是主程序流程图。本程序中的DTMF信号是用CPU单脚输出PWM信号，通过外围BPF带通滤波器获得小失真的DTMF信号，既没芯片内产生DTMF的硬件电路，也没普通电阻排的D-A转换网络，而是利用了自动重装方式中用定时器一寄存器队构造的简单D/A转换器。

    五、结语

    本系统设计把单片机软件技术、高频通讯技术、模拟电话通讯技术和机电一体化融为一体。批量生产和使用多年证明本系统设计合理、性能可靠。此系统设计可朝两方面深化，一是功能上，如改良为25频道、增加外线监听主机所在环境的声音、增加无绳手机打电话时双向录音功能---用ICM磁带录下通话双方讲话的内容；二是性能上，不用磁带录音，也不用焊在机内电路板上的存储IC，而是用可拔出和加密录音信息的IC卡。