Intelligent Telephone Design

TONG Guoxiang, SUN Guoqiang, FU Yinghua

(Institute of Computer Engineering, University of Shanghai for Scienc e
and Technology, Shanghai 200093, China)

　　Key words: intelligent telephone; MODEM; information processing

1系統(tǒng)硬件功能實(shí)現(xiàn)
　　系統(tǒng)框圖見圖1。該系統(tǒng)的核心是主控模塊，主要由微處理器構(gòu)成，控制整個(gè)系統(tǒng)軟硬件的運(yùn)行。一方面處理各部分外圍電路的控制信息，另一方面完成接收和需要發(fā)送的信息的智能化處理，其功能具備可擴(kuò)展性，為以后功能進(jìn)一步加強(qiáng)保留軟件接口；存儲(chǔ)模塊包括外部RAM、EPROM存儲(chǔ)器和相應(yīng)的掉電保護(hù)電路，用于存放系統(tǒng)運(yùn)行中需要處理、交換的數(shù)據(jù)，同時(shí)還用于存儲(chǔ)接收到的或需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息；EPROM主要用于存放系統(tǒng)軟件及存放漢字字庫(kù)；鍵盤輸入模塊用于接收來自用戶的輸入數(shù)據(jù)，包括控制信息和數(shù)據(jù)信息，它是用戶對(duì)該系統(tǒng)的輸入接口；LCD模塊由LCD顯示器及相關(guān)控制電路組成，可以顯示中文、英文、數(shù)字和各類字符，它是該系統(tǒng)對(duì)用戶的輸出接口。MODEM模塊由一片嵌入式MODEM芯片及相關(guān)外圍電路組成。一方面用于調(diào)制由主控模塊送來的數(shù)據(jù)，將數(shù)字信息轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，送入前端電話接口模塊DAA電路；另一方面將DAA電路接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并交給主控模塊進(jìn)一步處理。它是所有信息的進(jìn)出口，起著至關(guān)重要的作用。

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　　協(xié)議可分為三層：物理層、鏈路層和消息層。
　　(1)物理層負(fù)責(zé)各實(shí)體之間物理的數(shù)據(jù)位流的傳送。此系統(tǒng)中應(yīng)用Z02215 MODEM芯片作為數(shù)據(jù)收發(fā)的調(diào)制解調(diào)器，該芯片功能強(qiáng)大，因此外圍電路極為簡(jiǎn)單。Z02215是Zilog公司新開發(fā)的單片嵌入式MODEM芯片，它帶有集成的控制器，數(shù)據(jù)泵和模擬前端，在公共交換電話網(wǎng)(PSTN)上運(yùn)行，Z02215適用V.22bis，V.22，V.23(Ninitel)，V.21，Bell 212A，Bell 202，Bell 202T和Bell 103等MODEM標(biāo)準(zhǔn)［1］、［2］。Z02215提供全面的、可選擇的和可編程的語(yǔ)音產(chǎn)生和檢測(cè)。完全滿足物理層數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布蟆?br>　　(2)鏈路層將提供一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制［3］。要實(shí)現(xiàn)的功能包括：電話語(yǔ)音通路和消息通信通路的建立、來電顯示、消息發(fā)送時(shí)的打包、接收數(shù)據(jù)時(shí)的解包功能、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、重發(fā)控制等。下面是為保證數(shù)據(jù)被可靠地發(fā)送和接收所建立的數(shù)據(jù)包格式及通信協(xié)議。
　　幀格式：字間隔+起始位+數(shù)據(jù)(8位，先發(fā)送低位后發(fā)送高位)+奇校驗(yàn)
　　字間隔：≥2bit，固定為1；起始位：1個(gè)bit，固定為0；數(shù)據(jù)：1個(gè)byte(8個(gè)bits)；奇校驗(yàn)：1個(gè)bit。
　　包格式：數(shù)據(jù)(16bytes)+序列號(hào)(1byte)+校驗(yàn)(1byte)。
　　數(shù)據(jù)：如果數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不足16個(gè)bytes，則用0x20補(bǔ)齊；序列號(hào)：采用連續(xù)累加的方式，從1~255，不能為0；校驗(yàn)位：所有數(shù)據(jù)和序列號(hào)相加(不包括校驗(yàn)本身)再求補(bǔ)；接收方檢查校驗(yàn)位；如果所有的數(shù)據(jù)相加等于0(包括校驗(yàn)位)則校驗(yàn)正確。
　　包的確認(rèn)信息格式(1字節(jié))：
　　FFH：正確接收，作為確認(rèn)信號(hào)；00H：錯(cuò)誤接收，作為重發(fā)信號(hào)。
　　采用半雙工的傳輸方式，上行下行均使用1200bps。另外，為保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，在每次發(fā)送數(shù)據(jù)包之前，最少發(fā)送10ms的1，作為同步碼。
　　(3)消息層，規(guī)定了消息及命令的格式及確認(rèn)信息的格式。上層下發(fā)的數(shù)據(jù)為16bytes的數(shù)據(jù)包，由發(fā)送端程序負(fù)責(zé)增加序列號(hào)和校驗(yàn)，由接收程序負(fù)責(zé)檢查序列號(hào)和校驗(yàn)。底層程序確保所提交的數(shù)據(jù)包的正確和順序。
　　發(fā)送端：在發(fā)送完一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包(總共18個(gè)bytes)后，發(fā)送端等待150ms，如果沒有接收到確認(rèn)信號(hào)或收到重發(fā)信號(hào)，則將重發(fā)該數(shù)據(jù)包。如果收到確認(rèn)信號(hào)則立即發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包。
　　接收端：在接收到第一個(gè)有效的數(shù)據(jù)后的200ms內(nèi)若收不到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包，或者校驗(yàn)錯(cuò)誤，則接收端發(fā)出錯(cuò)信息，如果接收的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)和上一次數(shù)據(jù)包的序列號(hào)相同則拋棄這個(gè)數(shù)據(jù)包。
　　接收端校驗(yàn)：接收端有2種校驗(yàn)來確保數(shù)據(jù)的正確：一個(gè)是每個(gè)byte內(nèi)的奇校驗(yàn)，用來確保單個(gè)byte的正確性；另一個(gè)是包校驗(yàn)，確保整個(gè)包的完整性。
　　發(fā)送端重發(fā)：如果按以上發(fā)送過程重復(fù)發(fā)送3次后，依然沒有接收到確認(rèn)信號(hào)，則認(rèn)為該次通訊失敗，向上層上報(bào)發(fā)送失敗的消息，交由上層處理。

　　電話終端的核心是MCS-89C52微處理器。通常情況下，微處理器工作在低功耗方式，當(dāng)有鍵按下時(shí)，退出低功耗模式，進(jìn)入主菜單。在主菜單中，用戶可以選擇操作。為減少冗余代碼，軟件采用匯編語(yǔ)言編寫，字庫(kù)固化在外部擴(kuò)展的EPROM中，內(nèi)部EPROM存放程序。圖2為主程序流程。