Одиночный союз и соединяет однородные сказуемые устали, заночевали, и по общему правилу запятая перед ним не ставится. Слово потому — это местоименное наречие, оно является обстоятельством причины и на расстановку знаков препинания не влияет.

Доказать, что это сложное — и только сложное — предложение, затруднительно.

Смысл предложения состоит в установлении причинно-следственной связи между двумя ситуациями: причина (Q) и следствие (Р). Q: он не услышал звонка; P: он не подошел к телефону.

Причинно-следственная семантика может выражаться многообразно:

1. Он не услышал звонка и не подошел к телефону (простое с однородными сказуемыми).
2. Он не подошел к телефону, потому что не услышал звонка (сложноподчиненное).
3. Поскольку он не услышал звонка, он не подошел к телефону (сложноподчиненное).
4. Не услышав звонка, он не подошел к телефону (простое, осложненное обособленным обстоятельством, выраженным деепричастным оборотом) (деепричастие иногда называют второстепенным сказуемым).
5. Он не услышал звонка, поэтому он не подошел к телефону (бессоюзное сложное (поэтому и потому — не союзы!)).

В случаях (2–5) сомнений быть не может, эти конструкции квалифицируются однозначно. Предлагаемое в вопросе предложение ближе всего к (5), но во второй части опущено подлежащее — во избежание избыточного повтора. Здесь нужно обратить внимание на функцию местоименного наречия потому/поэтому. Оно принимает участие в организации сложного предложения, поскольку отсылает к первой части, квалифицируя ее как причину (Q) того, о чем сообщается во второй части (Р). Но это его вторичная функция, а первичная — роль обстоятельства причины во второй части. Причем такого обстоятельства, которое распространяет не какое-то одно слово, а всю вторую часть (начиная с 60-х гг. прошлого века такие члены предложения называют детерминантами). Вся ситуация Р (а не какой-то ее компонент) произошла по причине, на которую указывает местоименное наречие. Так вот, само наличие детерминанта склоняет чашу весов в пользу признания предложения сложным, поскольку детерминант распространяет не одно слово, а целое предложение.

Вместе с тем вся эта аргументация не может быть признана стопроцентно убедительной. Ведь в пример (1) легко ввести то же местоименное наречие: Он не услышал звонка и потому не подошел к телефону. Для большинства носителей русского языка это, как и (1), — простое предложение с однородными сказуемыми. То же можно сказать о предложении, содержащемся в вопросе.

Таким образом, поставленная задача однозначного решения не имеет.

В теории синтаксиса проблема однородных сказуемых является одним из «проклятых» вопросов: в принципе, любую конструкцию с однородными сказуемыми допустимо трактовать и как сложное предложение.

На практике же разумнее всего отдавать предпочтение наиболее экономным решениям: если можно трактовать конструкцию как простое предложение с однородными сказуемыми, то это и предпочтительно.

Это вопросительное местоименное наречие, выполняющее в предложении функцию обстоятельства времени.

В этом сложноподчиненном предложении как — союзное слово, местоименное наречие, выполняющее функцию обстоятельства образа действия в придаточной части, сравним: Я даже не заметил, как он пришел. Если придаточная часть усечена до одного союзного слова, запятая перед ней не ставится.

Сравнительного оборота и сравнительного союза здесь нет. Союз (или союзное речение) как и выполняет функцию сочинительного соединительного союза, имеет присоединительно-отождествительный оттенок. В целом же перед нами конструкция с однородными сказуемыми, связанными этим союзом.

При этом см: 

Справочник по русскому языку. Пунктуация. Д. Э. Розенталь//РАЗДЕЛ 11 Знаки препинания при оборотах, не являющихся придаточной частью сложноподчиненного предложения, § 42.3

Здесь сказано: 

Запятыми выделяются или отделяются сравнительные обороты с союзом как в случаях, если оборот начинается сочетанием как и: К Москве, как и ко всей стране, я чувствую свою сыновность, как к старой няньке (Пауст.); В её глазах, как и во всём лице, было что-то необычное; Дети, как и взрослые, должны быть приучены к соблюдению правил общежития; Как и на прошлогодних соревнованиях, впереди оказались спортсмены Российской Федерации.

Как видим, все же существует точка зрения, признающая подобную конструкцию сравнительным оборотом, однако нам она не кажется верной, потому что идеи сравнения в этой конструкции нет, а есть идея присоединения с сопутствующим отождествлением. Конструкция с подлинным сравнительным оборотом не допускает замены сравнительного союза (подчинительного!) обычным соединительным и (сочинительным!):

Тебя ж, как первую любовь, России сердце не забудет! (Тютчев). 

Попробуйте произвести здесь подобную замену — ничего не получится. А в разбираемой конструкции это происходит безболезненно:

Она не ответила мне и не прекратила своего движения по комнате, но я разобрал слова;

К Москве и ко всей стране я чувствую свою сыновность;

В ее глазах и во всем лице было что-то необычное;

Дети и взрослые должны быть приучены…

При этом оттенок присоединительности (то есть добавочного попутного сообщения) и отождествления пропадает — следовательно, именно этот оттенок вносится союзом (или союзным оборотом) как и.

Единственный пример, в котором такая замена не проходит, — последний: Как и на прошлогодних соревнованиях… Причина в том, что здесь нет однородных членов. Если представить себе, что есть подразумевамое, но опущенное На нынешних соревнованиях, как и на прошлогодних, … замена оказывается возможной.

Можно полагать, что во всех этих случаях мы имеем дело с результатами компрессии (сжатия) исходной сложноподчиненной местоименно-соотносительной конструкции отождествительного типа (правда, при «восстановлении» такой конструкции приходится менять порядок слов):

Она не ответила мне так же, как и своего движения по комнате не прекратила …

Я чувствую сыновность к Москве так же, как и ко всей стране [чувствую];

В ее глазах так же, как и во всем лице, было что-то необычное и т. д.

Придаточная часть в этом случае, как правило, оказывается неполной (в ней может быть опущен весь грамматический центр).

Но как только в первой части исчезает указательное местоименное наречие так, соотносенное с относительным мест. нар. как в придаточной части, исчезает и тот стержень, на котором держится вся сложноподчиненная местоименно-соотносительная конструкция, и мы получаем то, что уже охарактеризовано выше.