CN1228659A - 电话拨号显示装置 - Google Patents

Abstract

一种电话拨号显示装置,包括石英振荡器,一重置信号,一拨号模式选择信号,石英振荡器的为低频振荡器;一振荡电路,输入端连接石英振荡器,其输出32768Hz的方波信号;一分频电路,其连接振荡电路的输出端,产生时序信号;以及分别连接分频电路,并可接收重置信号的下述电路:一连接拨号键盘的键盘电路及解码器;一双音多频产生器;一脉冲信号产生器;一数据显示驱动器;一控制电路;所述双音多频产生器、脉冲产生器、数据显示驱动器又分别与控制电路连接。

Description

电话拨号显示装置

本发明涉及一种电话机，特别是一种电话拨号显示装置。

习知的电话拨号器与液晶显示驱动器中，两者使用不同的石英振荡器。现有技术中，上电话拨号器使用频率为3.58MHz的振荡器，而显示驱动器使用频率为32768Hz的振荡器。因此，若利用上述习知的电话拨号器与液晶显示驱动器以构成具有显示功能的电话机时，必须为电话拨号器准备一个3.58MHz石英振荡器，而且必须为显示驱动器准备另一个32768Hz石英振荡器。换言之，晶片设计者需要为不同的石英振荡器设计不同的振荡电路，因而增加了硬件的复杂度，由于需要准备两个石英振荡器，因而会增加成本。

举例而言，图1为合泰半导体股份有限公司所生产的电话拨号器11与显示驱动器12的电路方框图，两单元为独立体，作在不同晶片上。电话拨号器11可参考合泰公司HT9220B资料(HT为该公司产品的商标)，显示驱动器12可参考合泰公司HT1616资料，两者为具有不同工作频率的振荡电路，电路拨号器11使用频率为3.58MHz的振荡电路111，显示驱动器12使用频率为32768Hz的振荡电路121，，数据传输线13连接两者，将拨号数据由电话拨号器11送至显示驱动器12。

此外，华邦电子股份有限公司所生产的单晶片电话拨号显示装置亦可以图1所示的方框图来表示，唯一的差异在于华邦公司的产品中，电话拨号器与显示驱动器设计在同一晶片上，关于此点可参考该公司W91570资料。不过，同于合泰公司的产品，华邦公司的单晶片电话拨号显示装置仍需使用两个石英振荡器才能实现拨号及显示功能。

根据以上说明，可知若能将电话拨号器与显示驱动器两单元所组成的产品设计成共用一个石英振荡器，则可有效降低生产成本。不过，此种结构在实施上有一定困难，因此不易商业化。举例而言，若两单元共用一个频率为3.58MHz的石英振荡器，电话拨号器不会发生问题，但显示驱动器由于使用的频率较原来高了100倍以上，此意味电流的消耗亦超过100倍，如此造成电池寿命减少100倍，因而不具产业上的利用价值。另一方面，若共用一个频率为32768Hz的石英振荡器，显示驱动器不会发生问题，但是电话拨号器由于必须产生精确的双音多频(DT MF)信号，这样使用振荡器频率愈低，愈难实现，以下这一问题予以说明。

双音多频信号是由两个正弦波所组成，传统技术中产生双音多频信号的方法是先产生两正弦波，再将两正弦波相加而得。传统的正弦波产生器产生正弦波的原理如下：

其所产生的正弦波的频率f_o与系统时序频率f_s的关系如下式：

频率(f_o)=系统时序频率(f_s)/D×N      (1)其中：N为周期等分数，一般N为16或32；

D为必须将系统时序频率预先整除的数值，此数值由计数器产生。

当欲产生频率为1336Hz的正弦波，若采用频率为3.58MHz的高频石英振荡器以产生系统的时序(f_s=3.58MHz)，在周期等分数N=32的情况下，除数D为：

D=3.58×10⁶/=83.74     (2)

但在实际计数器中，只能产生整数84，故实际产生的频率为： $f_o=\frac{{3.5810}^6}{84\×32}=1331.8\mathrm{Hz}--\left(3\right)$ 参考表1所示的用于电话通讯中的双音多频信号的规格。其中每一按键均由两种频率合成，举例而言，按链“2”由697Hz与1336Hz的频率所合成。此外，所产生的信号频率与标准值之间的容许误差值为1％以内。就上例而言，由于所得的实际率值(1331.8Hz)与标准值(1336Hz)之间的误差未超过容许误差，故可被接受。

另一方面，若采用低频石英振荡器以产生系统时序，即使将周期的等分数目随之降低，实际产生的频率仍难以符合表1中所规定的容许误差。举例而言，若采用f_s=32768Hz的低频石英振荡器，将等分数降至N=16，除数D为： $D=\frac{32768}{1336\×16}=1.53---\left(4\right)$ 计数器所能产生的整数中，最接近的是2，所以实际产生的频率为： $f_o=\frac{32768}{2\×16}=1024\mathrm{Hz}---\left(5\right)$ 此频率的误差值远超过容许的范围，因此在前述习知状态下，难以藉由低频石英振荡器(例如f_s=32768Hz)来产生所需的正弦波，因而难以产生精确的双音多频(DT MF)信号。

表1

标准值			按键符号
																				频率	容许误差	1	2	3	4	5	6	7	8	9	*	0	#	A	B	C	D
第1列	697HZ	1％	√	√	√										√
																			第2列	770HZ				√	√	√								√
第3列	852HZ								√	√	√						√
																			第4列	941HZ										√	√	√				√
第1行	1209HZ		√			√			√			√
																			第2行	1336HZ		√			√			√			√
第3行	1477HZ				√			√			√			√
																			第4行	1633HZ													√	√	√	√

本发明的第一目的在于提供一种单晶片式的电话拨号显示装置，其使用单一低频石英振荡器，作为拨号及显示功能的时序信号来源；

本发明的第二目的在于提供一种低成本、低耗电及电路简单的电话拨号显示器装置。

为达到上述目的，本发明采取如下方案：

本发明的单晶片电话拨号显示装置是利用单频率为32768Hz的低频石英振荡器以同时供电话拨号器及显示驱动器使用，该装置具有一重置信号、一拨号模式选择信号，该装置包括一振荡电路、一分频电路、一键盘电路及解码器、一存储器、一双音多频产生器、一脉冲产生器、一数据显示驱动器及一控制电路。其连接方式说明如下：

重置信号用以将装置的各电路重置到起始值；拨号模式选择信号用以在双音多频拨号与脉冲拨号两种模式中选择其一；振荡电路的输入端连接低频石英振荡器，将其整型为32768Hz的方波信号；分频电路接受振荡电路的输出信号，产生一时序信号而提供给该装置的各电路部分；键盘电路及解码器连接于拨号键盘，接受时序信号与重置信号，将所按的键解码作为拨号数据；存储器用以储存拨号数据；双音多频产生器接受时序信号、重置信号与拨号模式选择信号，用以产生双音多频信号；脉冲产生器接受时序信号、重置信号、拨号数据与拨号模式选择信号，用以产生脉冲信号；显示驱动器接受时序信号、重置信号与拨号数据，用以产生显示信号；控制电路接受时序信号、重置信号与拨号数据，一方面将拨号数据存入存储器，另一方面将拨号数据送至双音多频产生器、脉冲产生器及数据显示驱动器。

当拨号模式选择信号选择脉冲拨号时，脉冲产生器将产生对应的脉冲数目，且数据显示驱动器会产生对应的显示数据；当拨号模式选择信号选择双音多频拨号时，双音多频产生器会产生对应的双音多频信号，且数据显示驱动器会产生对应的显示数据。

附图简单说明：

图1：习知技术的电话拨号器与显示驱动器的电路方框图；

图2：本发明较佳实施例中的正弦波产生器的电路图；

图3：本发明较佳实施例的阶梯转换器的电路图；

图4：本发明的数字/模拟转换器输出的波形示意图；

图5：本发明的电话拨号显示装置的电路方框图；

图6：本发明电话拨号显示装置的拨号显示流程示意图。

结合附图及较佳实施例对本发明的技术特征详细说明如下：

以下首先说明本发明如何利用低频石英振荡器产生精确的双音多频信号。双音多频信号是由两个不同频率的正弦波组合而成，可利用低频石英振荡器以产生精确频率的正弦波，然后再将两个不同频率的正弦波加在一起即可得到双音多频信号。

如图2所示，其为正弦波产生器的电路图，其包括：相位选择器31、加法器32、暂存器33、阶梯转换器34及数字1模拟转换器35等。其动作方式如下：相位选择器31，输出一组二进位码式的相位码，相位码决定所产生的正弦波的频率；加法器32接受来自相位选择器31的相位码与暂存器33的输出信号，将两信号相加并将结果存于暂存器33中，暂存器33接受频率为32768Hz的系统时序作为控制时序信号，每隔系统时序的一个周期即将存于暂存器33中的数据输出至加法器32与阶梯转换器34；藉由加法器32与暂存器33，每隔系统时序的一个周期，相位码即被累加一次并存入暂存器33；阶梯转换器34，接受来自暂存器33的二进位码信号，将该二进位码转换成数字信号；数字/模拟转换器35，接受来自阶梯转换器34的数字信号，将其转换成电信号，此电信号即为所需要的正弦波信号。

更详细地说，相位选择器31接受频率选择信号IN，输出一个8位元的二进位码作为相位码，此相位码的编码顺序是先计算出下式的相位Δθ，再加以编码： $\mathrm{\Δ\θ}=\frac{f_0}{f_s}\×32---\left(6\right)$ 举例而言，欲产生具有频率f_o=1633Hz的正弦波(f_s=32768Hz)，则相位Δθ约为1.5947266。此数值以二进位的相位码表示时，由于位元数有限，因此会存在误差，但此误差随着位元数的增加而减小。以表2所示的产生8种双音多频频率的正弦波的相关数据为例。表2为利用图2所示的正弦波产生器产生双音多频频率的正弦波的各相关数据。该表中显示各种频率下的相位Δθ、对应的相位码(8位元)、编码后的相位值(Δθα)及其误差等。该误差定义如下： $|\frac{{\mathrm{\Δ\θ}}_{\mathrm{\α}}}{\mathrm{\Δ\θ}}-1|\×100\%---\left(7\right)$

表2

频率	相位	相位码	编码后的相位值	误差(％)
					HZ	Δθ	BINARY	Δθα	｜Δθα/Δθ-1｜×100％
1633	1.5947266	11001100	1.5937500	0.06
					1477	1.4423828	10111001	1.4453125	0.2
1336	1.3046875	10100111	1.3046875	0
					1209	1.1806641	10010111	1.1796875	0.08
941	0.9189453	01110101	0.9140625	0.49
					852	0.8320312	01101010	0.8281250	0.39
770	0.7519531	01100000	0.7500000	0.26
					697	0.680664	01010111	0.6796875	0.14

由表2可知本实施例的编码误差均≤0.49％，且随着相位选择器31使用的位元数增加，编码误差愈小，准确度愈高。因此，在选一系统时序的频率下，只需将待产生的频率f_o代入(6)式，即可算出相位Δθ，然后可得到其对应的相位码。关于使用几个位元进行编码，可把根据各系统所需要的准确度来决定。

如前述，加述器32与暂存器33用以在每经过系统时序的一个周期，将来自相位选择器31的8位元相位码累加一次并存入暂存器33中。暂存器33并在控制时序的每个周期将最高位的四个位元Q4Q3Q2Q1送至阶梯转换器34。

如前述，阶梯转换器34将暂存器33送过来的二进位码信号转换成数字信号。举例而言，如表3所示，当Q4Q3Q2Q1=0000时，阶梯转换器34输出阶梯1；当Q4Q3Q2Q1=0001时，阶梯转换器34输出阶梯2；

以此类推。注意此表中每个阶梯值皆对应到两个不同的二进位码。

表3

累加值				阶梯值
					Q4	Q3	Q2	Q1
0	0	0	0						1
				0	0	0	1	2
0	0	1	0						3
				0	0	1	1	4
0	1	0	0						5
				0	1	0	1	6
0	1	1	0						7
				0	1	1	1	8
1	0	0	0						8
				1	0	0	1	7
1	0	1	0						6
				1	0	1	1	5
1	1	0	0						4
				1	1	0	1	3
1	1	1	0						2
				1	1	1	1	1

此阶梯值信号送至数字/模拟转换器35，即可取出适当的电压信。图3表示此阶梯转换器34的一较佳实施例，其由一个多电阻所构成的分压器，当数字/模拟转换器35的输入信号为阶梯8时，其输出最高电压；以此类推。举例而言，当阶梯转换器34的输入与输出如表3所示的情况，转换器35将输出如图4所示的波形，此波形即为视为正弦波。

如图5所示，本发明的电话拨号显示装置包括：键盘电路及解码器21、存储器22、控制电路24、双音多频信号产生器25、脉冲信号产生器26、显示驱动器27、32768Hz低频石英振荡电路28及分频电路29。信号L10为重置信号，亦可视为拨号器的钩键(HOOK)信号，用以将所有方框重置为预定的起始值。信号L14连接到32768Hz低频石英振荡电路28，经其整型后，输出信号L18为频率32768Hz的方波，此信号送到分频电路29，产生各电路所需的时序信号L20，输出至各电路。信号L12连接拨号键盘，送到键盘电路及解码器21，经其解码后输出拨号数据L24至控制电路24。控制电路24一方面将拨号数据存入存储器22，另一方面将拨号数据经由信号L26送到双音多频产生器25、脉冲产生器26及数据显示驱动器27。信号L36为拨号模式选择信号，用以选择脉冲拨号或是双音多频拨号，当L36选择双音多频拨号，双音多频产生器25会产生对应的双音多频信号，同时驱动器27会产生对应的显示数据，由L32(COMMON信号)及L34(SEGMENT信号)输出。当L36选择脉冲拨号，情况类似。

以下参考图6说明本发明的拨号显示流程。步骤62为话筒挂断状态，其显示现在时间(real time)；步骤63判别话筒有否拿起，若未被拿起，则停留在步骤62，若被拿起，则进入步骤6 以起动马表，并显示马表时间；接着在步骤65中，马表继续计时并显示时间；步骤66判别话筒状态，若话筒挂断，则回到步骤62，若未被挂断，则进入步骤67，进一步判别是否接收到按键数据，若未收到按键数据，则回到步骤65，继续计时并显示时间，若收到按键数据，进入步骤68，显示拨号数据；步骤69判别话筒状态，若话筒挂断，则回到步骤62，若话筒未挂断，则进入步骤610，判断是否到达一设定时间，若未到达则回到步骤68继续显示拨号数据，若已到达设定时间，则进入步骤64，重新起动马表来计算时间。

综上所述，本发明具有如下效果：

本发明利用频率32768Hz的单个低频石英振荡器，同时起到拨号及显示功能，这样不但降低制造成本(因为仅需要一个石英振荡器)，且节省电能，因使用频率低(因为耗电大小正比于频率)，由于仅需要设计一种振荡电路所以电路更为简单。显然提高了产品的附加价值，使产品更具竞争性。

Claims (2)

1、一种电话拨号显示装置，包括一个石英振荡器，其特征在于，还包括：

-将各电路重置到起始值的重置信号；

-用以在双音多频拨号或脉冲信号两种模式中选择其一的拨号模式选择信号；

所述石英振荡器的为低频振荡器，产生32768Hz的频率信号；

-振荡电路，输入端连接石英振荡器，其输出的32768Hz的方波信号；

-分频电路，其连接振荡电路的输出端，产生提供各电路的时序信号；以及

分别连接分频电路，并可接收重置信号的下述电路：

-连接拨号键盘的键盘电路及解码器；

-用以产生双音多频信号的双音多频产生器；

-脉冲信号产生器；

-数据显示驱动器；

-分别与键盘电路及解码器及一存储器连接的控制电路；

所述双音多频信号产生器、脉冲产生器、数据显示驱动器又分别与控制电路连接；

所述双音多频产生器及脉冲信号产生器可接收所述拨号模式选择信号；

当拨号模式选择信号选择脉冲拨号时，脉冲产生器曾产生对应的脉冲数，数据显示驱动器将产生对应的显示数据；当拨号模式选择信号选择双音多频拨号时，双音多频产生器将产生对应的双音多频信号，相应显示驱动器会产生对应的显示数据。

2、根据权利要求1所述的电话拨号显示装置，其特征在于，所述双音多频产生器包括正弦波产生器，正弦波产生器所产生的两个正弦波相加得到所需的双音多频信号，正弦波产生器包括：

一相位选择器，输出一组二进位码式的相位码，相位码决定所产生的正弦波的频率；

一加法器与暂存器，加法器接受来自相位选择器的相位码与暂存器的输出信号，将两信号相加并将结果存于暂存器中，暂存器接受一系列时序信号作为控制时序信号，每隔系统时序的一个周期即将存于其中的数据输出至加法器，藉由加法器与暂存器，每隔系统时序的一个周期，相位码即被累加一次并存入暂存器；

一阶梯转换器，接受来自暂存器的二进位码式的信号，将二进位码转换成数字信号；

一数字/模拟转换器，接受来自阶梯转换器的数字信号，将其转换成电信号，此电信号即为所需的正弦波信号。

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