本发明涉及一种电话用户设备，更确切地说是涉及一种多功能的电话控制设备。 一般电话机及电话自动应答录音机在使用中存在下述不足：
1）电话用户不能即时获知当次或累计的话费，无法知晓是否超过预算话费;
2）电话自动应答录音机是利用磁带录放音留言的，大多数用户由于不习惯对着机器讲话留言而大大降低了这种设备的利用率，录音带上一片空白浪费了用户的收听时间;
3）对于非法并接话机甚至剪断电话线盗打电话、窃听电话的不良行为不能及时检测纠正;
4）电话使用等级有市内、国内长途、国际长途三种，被盗打长途特别是国际长途将造成话费暴升，现有的电话设备没有使用等级限制功能和防盗打功能;
5）为避免电话用户受到不必要的电话干扰而对应答录音电话机增设密码输入功能，但需来话用户强记这些密码，又造成使用上的不便。
本发明的目的是设计一种用于电话机的多功能电话控制装置，可显示话费、记录来话者电话号码、检测出被盗打或断线问题、设置或修改电话使用等级限制、防止不必要的电话骚扰等。
本发明是通过下述方案实现的，多功能电话控制装置位于电话外线与电话机间，其组成特点是包括：
（1）中央处理机，中央处理机含实时计数控制器RTC、程序存贮器ROM、液晶显示控制器和存贮电话费率、免打扰电话号码、电话使用等级限制密码、通话日期及时间的随机存取存贮器RAM;
（2）与中央处理机数据端连接、用于存储来话用户电话号码的第一静态存贮器;
（3）与中央处理机中断INT1端连接、用于判断用户是否摘机的摘机检测器;
（4）与中央处理机中断IRQ4端连接、用于检测有无来话的振铃检测器;
（5）与中央处理机中断IRQ5端连接、用于检测电话线是否被剪断的断线检测器;
（6）与中央处理机数据端连接、用于检测电话是否接通的回铃检测器;
（7）与中央处理机数据端连接、用于将电话机键盘信号解码成数位信号的输入信号读取判断器;
（8）受中央处理机输出的录REC、放PLAY、选片CE信号控制的语音录放装置，包括储存语音的第二静态存贮器和用于输入语音的麦克风;
（9）与中央处理机连接、用于检测在通话中，对方已挂机而用户尚未挂机的挂机检测器;
（10）一组受中央控制机控制、用于控制将电话外线接至电话机或变压器负载的继电器;
（11）与中央处理机连接的液晶显示器，
（12）与中央处理机连接的蜂鸣器;
（13）与中央处理机连接的发光二极管;
（14）用于连接电话机与多功能电话控制装置的电话接口;
（15）与中央处理机连接、用于切换多功能电话控制装置为使用电话状态或指令状态地切换开关;
（16）用于连接多功能电话控制装置和PC机的通信接口;
所述的摘机检测器、振铃检测器、断线检测器、回铃检测器、输入信号读取判断器另一端并接，并通过所述继电器组连接电话外线和电话机。
中央处理机在切换开关置于指令状态时，程序根据输入信号读取判断器解码出的电话机键盘命令、管理各部件完成各种读写或只读操作。如录音操作时，向语音录放装置送片选CE和录音REC信号，用户语音经麦克风输入并存于第二静态存贮器中;如放音试听录音效果时，向语音录放装置送片选CE和放音PLAY信号，第二静态存贮器中的话音信号由电话机听筒放出;如查阅来话号码时，第一静态存贮器中存贮的电话号码将逐一显示在液晶显示器上;其他还有计算话费总额、输入或修改参数、设定话费额度、设定过滤打扰电话功能及输入过滤者电话号码等。
中央处理机在切换开关置于一般电话使用状态时，程序根据输入信号读取判断器解码出的电话机键盘命令和摘机检测器、振铃检测器、回铃检测器、断线检测器、挂机检测器输出状态的变化，管理各部件完成各种控制操作。如用户不在时自动放音请对方输入其电话号码并将号码存于第一静态存贮器中;如摘机检测器输出中断控制INT1信号时，设定标志，进入中断服务程序，程序读取并判断由输入信号读取判断器解码的电话号码查找相应费率表，根据回铃检测器输出的对方摘机电话接通信号开始计时，根据摘机检测器中断INT1信号的消失结束计时，程序计算并存贮通话时间、话费等;如输入信号读取判断器有解码信号输出但摘机检测器无中断信号输出时，程序判为电话被盗用，则控制继电器组切断电话并声光报警;如断线检测器有中断信号输出时则判为电话线被剪断，控制声光报警。
本发明的多功能电话控制装置，可根据费率随时计算话费并通过液晶显示器显示，包括当次话费、通话时间或日、月累计话费，可通过通信接口用打印机打印;本装置可通过密码预设月话费额度，一旦超过即断线，以强制控制支出;本装置可预先录下应答话音，以通知来话者输入其电话号码，在对方按键输入后即记录储存该号码供用户调出显示在液晶显示器上;本装置可随时检测是否有盗打或剪线情况，一旦发生则声光报警;本装置可以密码设定或修改电话的使用等级;本装置可将亲朋好友的电话号码存于装置中，当来话者的电话号码与储存的电话号码一致时则接通电话，否则就挂断电话，该过滤作用可避免不必要的电话干扰;本装置通过通信接口连接PC机，可查阅或打印国内、国际长途电话的通话日期、通话时间、受话方电话号码及话费等;本装置还可更改中央处理机RAM中存贮的电话费率。本装置各密码的设定及各种输入操作均利用电话机上的现有键进行。
下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术。
图1为多功能电话控制装置部件框原理图。
图2为图1中摘机检测器实施电路图。
图3为图1中断线检测器实施电路图。
图4为图1中振铃检测器实施电路图。
图5为图1中挂机检测器实施电路图。
本发明装置主要包括的部件如图1所示。中央处理机10及第一静态存贮器14（CPU和SRAM），用于判断市内或国内、国际长话、计算话费、电话使用等级限制、密码设定、液晶显示控制、声音报警、光报警等。中央处理机10内包含有实时计数控制器RTC、存有程序的只读存贮器ROM、存贮参数、密码、日期及时间等参考资料的随机存贮器RAM、控制液晶显示器11的液晶显示控制器（LCD）。
语音录放装置15配合中央处理机10控制录、放音，含储存语音的第二静态存贮器17及输入语音的麦克风16。
摘机检测器（Hook-on Detector）25，用于检测送受话器是否拿起;回铃检测器（Ring-back Detector）28，用于检测对方是否摘机、电话是否接通;断线检测器（Line Cut Detecter）27，用于检测电话线是否被剪断;振铃检测器（Ring Detector）26，用于检测电话铃声是否响起;输入信号读取判断器（DTMF Receiver双音多频接收器），用于将电话机键盘的信号解码成数位信号，使中央处理机10可以读取及判断来话者由其键盘所输入的电话号码;挂机检测器（Handset Hook-off Detector）22，用于检测在使用电话中，对方已挂断而用户尚未挂断的情况;一组继电器23，用于控制将电话外线接至电话机31或变压器负载24;外线接口18，用于连接本装置和电话外线（即交换机）30;电话接口19，用于连接本装置和电话机31;通信接口20，用于连接本装置和PC机33。图中32为转接器。切换开关21，用于切换由本装置和电话机连接的系统于一般使用电话状态（Normal）或指令状态（Command）。
本装置还包括一电源部件（图中未画出），提供装置供电及在被切换成指令状态时供电。
图中12为蜂鸣器，13为发光二极管，用于声光报警。
下面结合图1至图5说明本装置是如何在程序管理下完成各功能的。
（一）语音录放：
录放音采用ADM算法处理声音，声音的数位数据存于第二静态存贮器17中。实施例取样速度为16K，存贮器容量为32K字节，共可录16秒语音，当用户在电话机31上按下特定功能键（如＊30），中央处理机10通过部件19、23、29接收该命令，继而送出选片信号CE和录音控制信号REC，启动语音录放装置15，用户只要对着麦克风16讲话，语音录放装置15可将声音转换成数位数据存放于存贮器17（SRAM）中。
当使用者在电话机31上按下另一特定功能键（如＊51）时，中央处理机10会送出选片CE及放音控制信号PLAY，启动语音录放装置15，语音录放装置15可将存贮器17内的数位数据转成语音输出信号（FILOUT，KTO），通过有关线路及变压器24将语音传至电话线上。
语音录放时的操作步骤及使用方法是：
1、录音
A、将切换开关21设定在指令（Command）状态;
B、在电话机31键盘上按特定功能键（如＊30）;
C、对麦克风16讲话，时长16秒;
2、放音（试听录音效果）
A、将切换开关21设定在指令（Command）状态并摘机;
B、在电话机31键盘上按特定功能键（如＊51）;
C、试听录音效果。
（二）自动答录：
用户不在家时，可将切换开关21设在Normal状态，并在电话机31键盘上设定答录功能，装置就可自动记录来话者的电话号码。
对方来话时，中央处理机10通过30、18、23、26感知到来话会送出CE、PLAY信号，语音录放装置15放出用户所录的声音，经部件24、23、18、30告知对方输入其电话号码，中央处理机10经部件30、18、23、29将此电话号码存入第一静态存贮器14（SRAM）中。
当用户欲查阅有无来话时，只需在电话机31键盘上按下特定键（如＊52），液晶显示器11上会显示最近的一个来电者号码，重复操作此特定键，将逐一显示所存的电话号码。储存容量可有50组，装置可逐一清除或全部清除这些电话号码。
（三）输入及变更通话费率：
由于装置可根据不同地区、不同时段计算话费，因此所需输入的参数很多，为减少输入操作上的不便，实施例程序中可规定几种输入参数的办法，如由PC机33通过转接器32直接送至装置中;由一台已输入的装置拷贝入另一台未输入的装置中;用人工输入，但较费时。费率的输入与变动的输入方法是一致的。
（四）计算话费：
当用户摘机时，摘机检测器25即产生中断信号INT1，中央处理机10接收该信号即开始接收用户的拨号并记录。摘机检测器25的实施电路可参见图2，由桥式整流器和光耦合器组成，当摘机时，光耦合器输出端OUT电位由高转为低，此信号传至中央处理机10的INT1形成一下沿触发的中断信号并传至回铃检测器28的使能端（ENABLE），以便检测对方是否摘机接通电话。
当中央处理机10进入中断服务程序时，程序开始读取由输入信号读取判断器29所产生的数位数据D0-D3（经解码的用户所拨电话号码），并控制存于第一静态存贮器14中。
回铃检测器28由（Tone Decoder）信号音解码器线路组成，当受话用户摘机时，电话局交换机产生回音频率（Ring-back），该回铃检测器28将该特定频率解码成一数位数据（D0-D2）。在中断服务程序里，中央处理机10会以点名（Polling）方式读取回铃检测器28的数位数据，一旦读到则表示电话已接通，程序根据用户所拨电话号码开始计时，同时判断是否为市内电话、国内长话、寻呼电话、大哥大电话、国际长途或免费电话，在RAM中寻找相对应的费率，并计算话费、显示于液晶显示器11上。
实施例程序是根据电话总码数区分电话等级的，如市内电话为6-8码;长途电话为9-11码;国际电话为12-15码，大哥大电话取前3码判断;寻呼机电话取前3码判断;免费电话取前3码判断。
当用户挂机时，摘机检测器25即图2中光耦合器输出电位由低转为高，中断信号INT1消失，表示通话结束，程序计算通话时间，并将通话日期、时间、受话者号码记录储存在RAM中。
中央处理机10内的RTC可用作一般时间运算，在接通电话时，程序根据当前计数器值开始计时，并根据费率换算表计算话费，并随着通话过程随时显示话费。
可由装置中央处理机10预先输入免费电话号码，如火警电话号，软件会比较电话号码，只要是免费电话，液晶显示器11显示话费为0。
更改费率时，程序容许用户利用电话机31键盘，将正确的费率输至对应的表格内。
（五）电话等级限制
电话等级包括市内电话、国内长途（或大哥大）和国际长途，当设定为市内电话等级时，中央处理机10对于判断为长途以上等级的电话会送出控制信号，通过继电器23控制电话线切断电话，然后再送控制信号给继电器23恢复正常通话状态。
当电话等级设定为国内长途时，则限制国际长途;当电话等级设定为国际长途时，则不限制。
欲更改电话等级，用户必须掌握密码，实施例密码采用多码设计，当输入的密码连续出错时则拒绝更改，除非重新启动电源，重新输入所存贮的资料。
更改等级的方法和步骤是：
A、将以切换开关21设在Command状态;
B、在电话机31键盘上按下特定键，如＊21＃;
C、在电话机31键盘上按下正确密码;
D、在电话机31键盘上按下特定键，如＊24＃，液晶显示器11会显示目前设定的参数值，各参数值意义可人为规定，如国际电话0，长途电话1、市内电话2、将0或1或2插入＊24与＃间，就完成了等级更改。
（六）检测电话线被盗用：
用户使用电话时，拨号键盘送信号至输入信号读取判断器29，转换成数位信号后供中央处理机10读取，同时摘机检测器25产生中断信号INT1，中央处理机10据此设定标志供判断用。
当检测到拨号信号而摘机检测器25无中断信号产生时，无标志位则判为盗用电话线，中央处理机10发出干扰信号INTF至电话线上，同时控制蜂鸣器12发出警告声、发光二极管13闪烁。
（七）检测电话线被剪断：
电话线上有直流电压存在，剪断电话线，该电压即不存在。本装置的断线检测器27检测该电压，当低于某一电压值时，即通知（IRQ5）中央处理机10发出声光报警。
其检测方法是利用电压比较器将其与输入信号读取判断器29所产生的参考电压VREF（为1/2VDD）做比较，当电话线上电压低于此值时，比较器输出端电位由低转为高，形成一中断信号IRQ5，中央处理机10根据此中断信号进入中断服务程序，使蜂鸣器12发声、发光二极管13闪烁，其实施电路可参见图3。
（八）过滤干扰电话：
有来话时，振铃检测器26检测到有来话，参见图4的振铃检测器电路，铃流信号通过桥式整流器及光耦合器，光耦合器的输出端电位由高转为低，形成一中断信号IRQ4给中央处理机10，进入中断服务程序，程序先判断用户是否设定过过滤干扰电话的功能，若有，中央处理机10按下述步骤控制操作。
A、设定继电器组23的继电器1为ON状态，继电器2为OFF状态，将外接电话线信号传送至变压器24当负载;
B、中央处理机10送出选片CE、放音PLAY信号，语音录放装置15将应答话音通过电话线告知对方输入电话号码;
C、中央处理机10通过输入信号读取判断器29将对方拨号逐一解码成的数位信号与RAM中的电话号码比较，当对方号码不是用户输入的号码（可存200组电话号）之一时，中央处理机10发出一类似忙音的信号，经变压器24传至对方;当对方号码为可接收的号码时，中央控制机10控制继电器2为ON状态，继电器1为OFF状态，使电话外线连接电话机31，并产生振铃声。
D、当对方为可接收的来话者而用户又不在家时，中央处理机10会监测摘机检测器25的输出电位，若摘机则产生INT1中断信号及设定标志，此时不记录来话号码;若无摘机，标志没设定，则记录该电话号码，并通过挂机检测器22读取对方的挂断信号OUT，若OUT信号有效（Active）则表示对方已挂机，结束中断程序。
在交换机系统中，当一方挂机另一方未挂机时，交换机30在一段时间内会送出特定频率的信号，图5所示电路即检测该频率信号做判断分析的。
若用户未设定过滤干扰电话的功能，其操作步骤是：
A、中央处理机10设定继电器组23的继电器2为ON状态，接通电话机31，继电器1为OFF状态，不接入变压器负载24;
B、中央处理机10送选片CE和放音PLAY信号，语音录放装置15放音并通过变压器24传至电话线上，请对方按下电话号码;
C、中央处理机10将对方的号码显示在液晶显示器11上;
D、检测摘机标志是否设定，若设定则表示用户已摘机，不记录电话号码，若未设定则检测OUT信号，若为有效表示对方已挂机，就记录对方号码，并结束中断服务。
（九）自动记录电话通话记录：
用户打出长途电话时，装置会计时、计费、记录通话参数等，用户查阅时可通过通信接口20连接转接器和PC机，在PC机中程序的配合下查知通话参数。转接器32是一种将TTL电位信号转为标准RS232接口信号的转换电路，使与PC机连接。
PC程序的主要功能包括：
1、通话费率所需设定的参数预先由电脑上设定，然后通过RS232接口传至与中央处理机10连接的存贮器内。
2、可解读装置中记录的长途通话数据，并可由打印装置打印。
（十）设定使用电话费用额度：
实施例存贮器中可存62天的日话费，当用户设定起始日期和话费额度后，程序会从起始日起累计话费并存贮，程序随时监督该累计值并与设定额度比较，一旦超过，中央处理机10控制继电器23切断电话。
（十一）电话系统的使用：
1、正常使用电话时，切换开关21设于Normal状态，提供上述多种控制功能。
2、修改参数、查阅来访电话和计算总话费时，先将切换开关21设在Command状态，再在电话机31键盘上按下相应的特定功能键，即执行各种操作命令。
功能键包括读写指令和只读指令，实施例程序规定读写指令包括：＊21读取密码、＊22修改密码、＊23设定日期及时间、＊24设定电话费率、＊25设定使用等级、＊26设定使用电话费用额度、＊27设定过滤干扰电话、＊28输入过滤的电话号码、＊29拷贝资料至另一装置、＊30输入用户语音至语音录放装置、＊31传送长途电话记录数据至PC机。程序规定读指令包括：＊50计算某一时段的总发话费用，需输入起始日期与终止日期、＊51测试录音效果、＊52读取来话者输入的电话号码、＊53读取目前日期与时间、＊54显示长途电话通话记录。