隨著我國電訊業的迅速發展，電話單機需求量激增，為此研製了一種能快速、準確測試電話單機主要效能並對其故障定位的測試儀器。測試儀的特點為：訊號方式、介面形式符合有關使用者交換機的國家標準；操作方法上符合人們的操作習慣；功能較全、測試速度快、定位準確。
微控制器電話測試儀的主要功能為：
環阻測量：測量使用者摘機狀態環路接通電阻Ron和掛機狀態的漏電流Ioff；
脈衝撥號測量：包括測量脈衝串的個數、速率、斷續比、間隔等引數；
雙音撥號測量：測量譯碼準確性、持續時間、最小間隔等引數；
5km模擬功能：模擬話機應用的真實環境，測量話機功能是否正常；
振鈴測試功能；
內部通話功能。
步驟/方法
硬體框圖及工作原理
使用者電路向話機提供饋電，並在使用者摘機撥出後，將撥出訊號送微控制器。微控制器控制訊號音驅動單元向用戶傳送撥號音，同時監視使用者是否撥號。收到撥號訊號後，馬上關閉訊號音驅動單元，轉入訊號掃描程式。
進入訊號掃描程式後，微控制器首先確認是脈衝撥號還是雙音撥號。如果是脈衝撥號，微控制器執行脈衝訊號掃描程式，對脈衝串計數、測量其速率、斷續比、數字間隔等引數。如果是雙音多頻撥號，則微控制器接收譯碼結果、持續時間、最小間隔等引數。測量完成後，顯示測量結果，並做出判決。在振鈴測試狀態下，微控制器控制鈴流訊號發生器向話機送出鈴流訊號，檢測話機收鈴單元是否正常。通話是在兩部話機之間進行。通過兩部話機之間的通話，確定話機的送話、受話的質量。另外，微控制器接收鍵盤命令，實現環阻測量、控制轉換及5km模擬線的接入等。
硬體電路設計及測量原理
硬體電路分話路電路和微控制器測量與控制電路兩大部分。
2.1 話路電路
話路電路包括使用者電路、振鈴驅動電路、訊號音驅動電路、交換網路等。
使用者電路由三端穩壓器、光電耦合器、與非門、電阻及二極體組成。三端穩壓器接成恆流源組態，產生20mA恆定電流。光電耦合器實現電平轉換。當用戶摘機撥出後，直流環路閉合，有20mA電流流過，光電耦合器輸出低電平，經與非門整形後送微控制器輸入埠ST1。微控制器對該輸入口迴圈檢測，得到脈衝串個數、速率、斷續比、間隔等資料資訊。
根據使用者摘機時環路電平UA，測量環路電阻：Ron=，其中UD為二極體的壓降。
設使用者負載電阻為100kΩ時環路電位為Uoff′(該值預先儲存在微控制器記憶體中)，使用者掛機時環路電位為Uoff，若Uoff≥Uoff′，說明Ioff指標合格；若Uoff＜Uoff′，說明Ioff指標不合格。
微控制器由P3.1輸出25Hz方波訊號，控制電晶體的通斷，使其集電極輸出25Hz、幅度為90V的方波訊號，經π型低通濾波器濾除高次諧波分量後，得到25Hz正弦訊號作為鈴流訊號。
微控制器由P1.0輸出450Hz訊號，送三態門輸入端，通過P1.1、P2.2控制三態門的使能端，產生撥號音、忙音、回鈴音等訊號。由交換網路將訊號送給選定的話機。
交換網路由J1~J6繼電器構成，在不同的測試要求下，各繼電器動作情況如表1所示。其中，NC代表靜合觸點接通；NO代表動合觸點接通。
2.2 微控制器測量與控制電路
微控制器測量與控制電路設計包括微控制器及外圍介面電路、環路電平變換及資料採集、雙音多頻譯碼等單元。
微控制器選用AT89C51，其內部的4Kbyte E2PROM作為程式儲存器，選用6264作為外部資料暫存器，鍵盤顯示介面電路選用8279晶片。
使用者話機饋電電壓為48V，A/D轉換晶片選用MC14433，其模擬輸入電壓最大值為2V，需電平轉換，由高壓整合運放完成電平轉換電路。另外，雙音多頻譯碼接收電路採用G8870晶片。
系統軟體設計
軟體部分由話機狀態檢測程式、訊號掃描程式、資料採集程式、鍵盤顯示程式等模組組成。
3.1 話機狀態檢測程式
檢測話機的摘、掛機狀態，當檢測到使用者摘機時，使用者摘機標誌置1，並送出撥號音，同時啟動中斷定時器T0。
3.2 訊號掃描程式
定時器T0作為中斷定時器，每隔1ms產生一次中斷，微控制器響應中斷，執行訊號掃描程式， 每次進入訊號掃描程式，首先識別是脈衝還是雙音多頻撥號，收號計數器加1，然後判別脈衝的上跳沿和下跳沿，決定是否將收號計數器內容送資料儲存區，供分析處理程式採用。如果連續10s內沒有跳變沿出現，收號計數器清零。
3.3 資料採集程式
微控制器採用了查詢方式對環路電平UA進行測量。首先判斷是環路電阻Ron測量還是漏電流Ioff測量。如果測量Ron，則計算出相應的電阻值並精確到小數點後2位，送顯示單元顯示。如果測量Ioff，則與儲存在微控制器內的標準值比較，做出判決並顯示。
3.4 分析處理程式
話機在摘機撥號狀態下，輸入口ST1端為斷續訊號波形。設定斷暫存器和續暫存器分別儲存迴路斷開時的計數值M1和迴路接通時的計數值M2，每個暫存器佔用2個位元組。從斷到續，有下跳沿出現。脈衝間隔和位間隔可用續儲存器值M2的大小表徵。首先根據撥號標誌確定儲存區中的資料是脈衝撥號計算值還是雙音撥號計數值。如果是脈衝撥號計數值，則首先找出位間隔，然後計算兩位間隔之間M1的個數，即為所撥的數字號；計算兩個相鄰的斷續儲存器中的計數和，取倒數即為速率；斷續比為M1/M2。如果是雙音多頻撥號，則M1為最小間隔值，M2為持續時間，譯碼結果從譯碼儲存單元讀出。3.5 鍵盤顯示程式
微控制器將顯示快取區內容轉換成顯示字模送入8279顯示RAM。同時讀取8279的狀態字，查詢是否有鍵按下。當有鍵按下時，讀入鍵值、譯碼並轉到相應的命令入口。
微控制器電話單機測試儀，利用微控制器實現智慧化電話單機測試，用軟體產生各種訊號波形，簡化了硬體電路。經實際使用，該測試儀具有測試速度快、故障定位準確等優點，在電話機、傳真機的維修方面，取得了較好的效果。
