單片機(jī)多機(jī)通信在程控交換機(jī)中應(yīng)用

引言

國(guó)內(nèi)單片機(jī)多機(jī)通信方向技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用已有相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，在智能化儀器、工業(yè)自動(dòng)控制、家用電器機(jī)電一體化等方面的應(yīng)用成果尤為顯著。本文介紹AT 系列單片機(jī)多機(jī)通信在程控交換機(jī)中應(yīng)用。

多機(jī)程控交換機(jī)將1 至2 條電話(huà)外線(xiàn)擴(kuò)展成4 繩路、12 個(gè)分機(jī)容量， 可以多部分機(jī)同時(shí)通話(huà)而互不干擾（可以?xún)?nèi)外線(xiàn)混用）； 分機(jī)可以為電話(huà)機(jī)、傳真機(jī)、答錄機(jī)和電腦等任何電訊產(chǎn)品。

1 ，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

本程控交換機(jī)應(yīng)用AT 系列單片機(jī)， CPU 使用一個(gè)AT89C52 和四個(gè)AT89C51, 進(jìn)行多機(jī)通信， 如圖1 所示。

其中一個(gè)CPU（AT89C52）作為上位機(jī)， 實(shí)現(xiàn)分機(jī)摘機(jī)/ 掛機(jī)查詢(xún)、分機(jī)振鈴等功能。四個(gè)CPU（AT89C51）作為下位機(jī)， 各控制一根繩路， P10、P11 口作為CPU 地址， CPU 進(jìn)行查詢(xún)外線(xiàn)來(lái)電、分機(jī)掛線(xiàn)（內(nèi)線(xiàn)和外線(xiàn)）、分機(jī)撤線(xiàn)、分機(jī)撥號(hào)處理等工作， 提供內(nèi)線(xiàn)撥號(hào)音、回音鈴、忙音、證實(shí)音等信號(hào)音。0_CPU 和1_CPU各有一個(gè)繼電器J 控制開(kāi)關(guān)， 用于接通或切斷電話(huà)外線(xiàn)與繩路的連接。

硬件線(xiàn)路保證每CPU 各施其職， 互不串?dāng)_。某分機(jī)一旦掛線(xiàn)后， 該分機(jī)的信號(hào)音、撥號(hào)等只受該繩路的CPU 控制， 而且分機(jī)摘機(jī)、掛線(xiàn)后撥號(hào)才有效； 撤線(xiàn)后， 該分機(jī)不再受繩路的CPU 控制。

2， 多機(jī)通信協(xié)議

在多機(jī)通信協(xié)議中定義上位機(jī)為主動(dòng)， 下位機(jī)為被動(dòng)。

2.1 上——下位機(jī)聯(lián)絡(luò)握手

上位機(jī)向下位機(jī)廣播地址信息； 下位機(jī)收到地址信息后判斷是否是本機(jī)地址， 若不是， 不應(yīng)答； 若是， 向上位機(jī)發(fā)應(yīng)答信號(hào)， 同時(shí)作好接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。上位機(jī)收到應(yīng)答信號(hào)后， 判斷應(yīng)答信號(hào)是否正確。若不正確， 重發(fā)地址信號(hào)； 若正確， 發(fā)送數(shù)據(jù)（命令代碼）。已握手的下位機(jī)接收數(shù)據(jù)（命令代碼）后， 執(zhí)行相應(yīng)功能或?qū)嵤┓?wù)。地址信息與命令代碼設(shè)置不重碼， 以便下位機(jī)能判別出。

2.2 上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送命令類(lèi)

是否接外線(xiàn)（僅為0_CPU 和1_CPU）、有否請(qǐng)求服務(wù)、指定分機(jī)掛某一根內(nèi)/ 外線(xiàn)、指定分機(jī)撤線(xiàn)、釋放外線(xiàn)繼電器、編程密碼、長(zhǎng)途等級(jí)（內(nèi)部、市內(nèi)、國(guó)內(nèi)和國(guó)際）、長(zhǎng)途解鎖、要求繩路發(fā)內(nèi)線(xiàn)撥號(hào)音、內(nèi)線(xiàn)回音鈴、內(nèi)線(xiàn)忙音鈴或內(nèi)線(xiàn)證實(shí)音等。

2.3 下位機(jī)向上位機(jī)請(qǐng)求服務(wù)

下位機(jī)只有在上位機(jī)“有否請(qǐng)求服務(wù)”時(shí)， 才可向上位機(jī)發(fā)送信息。發(fā)送信息有：本繩路有外電呼叫、撥打內(nèi)部分機(jī)、三方通話(huà)、代接外線(xiàn)、設(shè)置轉(zhuǎn)移功能（無(wú)條件轉(zhuǎn)移、遇忙轉(zhuǎn)移、無(wú)應(yīng)答轉(zhuǎn)移、撤消轉(zhuǎn)移）、設(shè)置外線(xiàn)來(lái)電振鈴方式（指定若干分機(jī)振鈴、全部分機(jī)振鈴、三機(jī)四組輪流振動(dòng)鈴、外線(xiàn)來(lái)電時(shí)指定分機(jī)振鈴）、設(shè)置長(zhǎng)途密碼 長(zhǎng)途等級(jí) 長(zhǎng)途解碼、強(qiáng)插監(jiān)聽(tīng)等。

3 ，多機(jī)程控交換機(jī)軟件設(shè)計(jì)方法

程序設(shè)計(jì)思路是根據(jù)多機(jī)程控交換機(jī)工作過(guò)程而制定的， 采用上下位機(jī)包干控制， 充分利用CPU 資源， 實(shí)現(xiàn)程控交換機(jī)功能。

3.1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)思路

根據(jù)多機(jī)程控交換機(jī)功能， 上位機(jī)程序分成初始化、摘機(jī)處理、掛機(jī)處理、發(fā)送命令、下位機(jī)請(qǐng)求服務(wù)處理、振鈴處理和定時(shí)器處理（包括看門(mén)狗）七個(gè)模塊， 程序模塊結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

初始化模塊主要是定義常數(shù)變量、變量單元、位標(biāo)志、緩沖區(qū)、中斷設(shè)置、定時(shí)器設(shè)置/ 啟動(dòng)、電話(huà)分機(jī)工作初始狀態(tài)等。

摘機(jī)處理模塊主要判別是外線(xiàn)來(lái)電摘機(jī)、內(nèi)線(xiàn)來(lái)電摘機(jī)還是要撥打外線(xiàn)或內(nèi)線(xiàn)電話(huà)。

掛機(jī)處理模塊比較復(fù)雜， 既有內(nèi)外線(xiàn)通話(huà)結(jié)束掛機(jī)， 又有內(nèi)外線(xiàn)通話(huà)中止掛機(jī)， 還有三方通話(huà)主叫機(jī)掛機(jī)和從叫機(jī)掛機(jī)， 其它有中止撥打外線(xiàn)/ 內(nèi)線(xiàn)掛機(jī)、分機(jī)功能設(shè)置完畢掛機(jī)等。

發(fā)送命令模塊主要是根據(jù)電話(huà)分機(jī)發(fā)生摘/ 掛機(jī)時(shí)， 向下位機(jī)發(fā)送掛線(xiàn)/ 撤線(xiàn)命令、內(nèi)線(xiàn)撥號(hào)音等命令， 發(fā)送詢(xún)問(wèn)下位機(jī)有否請(qǐng)求服務(wù)等命令。

下位機(jī)請(qǐng)求服務(wù)處理模塊主要根據(jù)下位機(jī)CPU 請(qǐng)求， 完成外線(xiàn)來(lái)電、撥打內(nèi)線(xiàn)分機(jī)、分機(jī)功能設(shè)置等工作。

振鈴處理模塊主要處理外線(xiàn)來(lái)電時(shí)， 根據(jù)振鈴模式進(jìn)行分機(jī)振鈴、輪流振鈴等； 內(nèi)線(xiàn)呼叫分機(jī)時(shí)， 根據(jù)分機(jī)轉(zhuǎn)移功能， 作相應(yīng)的振鈴處理； 被呼叫分機(jī)摘機(jī)后停止振鈴等功能。

定時(shí)器處理模塊配合振鈴處理模塊產(chǎn)生各種振鈴計(jì)時(shí)以及看門(mén)狗定時(shí)常數(shù)刷新等。