市南电工培训学校,市南电工培训班

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将μC/OS-II实时嵌入式操作系统移植到EPSON八位单片机上来开发短信息电话机。此电话机除普通电话的通用功能外，网管与非网管型在选择一台工业以太网交换机时的一个关键问题是，还增加了短消息收/发功能、信息浏览与查阅功能、信息点播与信息订阅功能等。

1 背 景

Short Messages Phone（短信息电话机）是一种操作简便、成本低廉的固定电话信息终端产品。它集成了网络和智能电话的优点，是一种基于信息网络的，具有交互功能的信息终端产品，可以通过固定电话网络与信息中心进行数据双向传送。

2 系统功能及其实现方案

2.1 功能特点

短信息电话机除了实现普通电话机的通用功能外，还增加了短消息收/发、信息浏览与查阅、信息点播、信息订阅、电话簿、来电号码显示与存储、通话记录、来电转移、呼叫等待、呼叫限制、对屏幕的灰度进行设置、对回执进行设置以及时钟和日历功能、闹钟功能、特色铃声功能、记事本功能等。

短信息电话机还可以和信息中心在线交互，查看信息中心提供的信息（例如天气预报、电视预告、电影预告、股价查询、话费查询、区号邮编查询、新闻栏目、彩票信息等等），掌握集成电路替换的原则，还可以订阅一些自己喜欢的信息。在线浏览的信息取决于信息中心提供的信息。

短信息电话机就像是一个固定的手机。手机的功能几乎它都具备。

2.2 硬件方案

（1）MCU的选择

MCU是整个方案的核心，对于其他集成电路(如模拟线路集成电路)则可作为借鉴，由它来处理CPE（客户端设备）与IIS（集成信息系统），控制整个电话机的各个功能部件。由于人机界面对速度的要求不是很高，数据通信速度也相对较低，一般的8位MCU就能够满足方案的要求。我们选择EPSON 的EOC88系列的E0C88104芯片。

（2）数据信号的解/编码

① FSK信号的解码。FSK（频移键控）的解码选用台湾华邦公司的W91030。它是用同步串口与MCU连接的，不仅能提供FSK的解码，而且还能提供CAS信号的检测（CAS信号是IIS与CPE连接时下传的一个很重要的握手信号）和振铃检测，是一款很实用的芯片，但它的成本较高。如果用分离器件，也能做到FSK解码，但这样做没有经过验证，风险较大。

② DTMF信号的解码。选用的是9170，这一款芯片是很通用的。

③ DTMF信号的编码。选用的是台湾华邦公司的W91082，同样是以同步串口与MCU相连接。

④ FSK的编码。FSK信号的编码不是必需的，考虑到FSK传送的效率要比DTMF高20“28倍，当然 好选用FSK上传方式。由于相应的FSK的编码器件价位很高，本方案采用了低成本的软件方式作为后备模块。

（3）语音电路

目前选用的是Philips公司的TEA1098。该器件集成了普通话音放大、消侧音及免提功能，实用方便，但价位有点高。考虑到我们初次接触电话电路，而且这部分也不是关键技术，为了缩短研发周期，选择这款芯片是比较合适的。

2.3 软件方案

本系统选用μC/OS-II操作系统，将其移植到所选的MCU上。在main中建立一个起始任务

然后，用OSTaskCreate（）函数建立6个任务。任务名分别为：HandsetTask（摘/挂机任务）、RingTask（响铃任务）、KeyTask（键盘任务）、SmTask（短消息任务）、UITask（用户界面（UI）任务）、ClockTask（时钟任务）。 后，在起始任务中将它本身删除掉。

（1）摘/挂机任务

当拿起听筒或放下听筒时，就产生中断。在中断中，调用OSMboxPost（Mbox_Int_Hook，Msg_Int_Hook）来唤醒摘/挂机任务，同时清除中断标志。Msg_Int_Hook［0］＝0x00为摘机，对于整流和稳压电路，Msg_Int_Hook［0］＝0x01为挂机。

摘/挂机任务不断调用OSMboxPend（Mbox _Int_Hook，致使功能失效，0，%26;err）来获得信箱。获得信箱后，模拟电梯正常运行，根据Msg_Int_Hook［0］中的值，就知道是摘机还是挂机，然后调用OSMboxPost（Mbox_Any_UI，Msg_Any_UI）来唤醒UI任务。Msg_Any_UI ［0］＝任务号1，Msg_Any_UI ＝0x00为摘机，Msg_Any_UI ＝0x01为挂机。

在挂机的时候，如果先前是在响铃的时候摘机的，那么UI任务把它当做已接来电处理；如果不是在响铃的时候摘机的，那么在挂机的时候把它当做已拨电话处理。

（2）振铃任务

当铃声来到时，就产生中断。在这个中断中，调用OSSemPost（Sem_Int_Ring）来唤醒振铃任务。

响铃任务调用OSSemPend（Sem_Int_Ring，0，%26;err）来获得信号量。获得信号量后，就把下传的号码接收下来；根据号码就可以知道是短信息，由轿厢及配重，还是普通电话。

① 当是短信息时，就调用OSSemPost（Sem_Any _SMTask）来唤醒短消息任务；

② 如果是电话，就响铃，同时调用OSMboxPost（Mbox_Any_UI，Msg_Any_UI）来唤醒UI任务。这时Msg_Any_UI［0］＝任务号2，从Msg_Any_UI开始存的是来电时间和电话号码，然后调用OSSemPend（Sem_Int_Ring，RING_RECV_TIMEOUT，%26;err），来延时响铃一段时间。

如果在这段时间内没有接电话，那么必然会超时，于是就清除铃声中断，同时调用OSMboxPost（Mbox_Any_UI，Msg_Any_UI）来唤醒UI任务，这时Msg_Any_UI［0］＝任务号2，Msg_Any_UI＝0xff表示铃声结束。UI任务把它当作未接来电处理。

如果在这段时间内接电话，就必然唤醒摘/挂机任务。如果从响铃到对摘/挂机任务处理完毕所需要的总时间还没有到RING_RECV_TIMEOUT，那么，当时间到了，UI任务也会收到铃声结束的消息；但此时，UI任务不对它做任何处理。

响铃任务如何区别是正常的电话还是信息中心的来电信息呢？其实很简单。信息中心也是一个终端，是由一个特定的号码来确定的。就像用不同的电话号码来区别不同的用户一样。这样响铃任务就可以根据电话线上下传的号码，来确定是哪种情况了。

（3）键盘任务

有按键按下时，产生一中断，一般情况下，在中断服务子程序中调用OSSemPost（Sem_Int_Keyboard）来唤醒键盘任务，同时清除中断标志。键盘任务调用OSSemPend（Sem_Int_Keyboard，例如工作环境，0，%26;err）来获得信号量。获得信号量后，键盘任务将调用OSMboxPost（Mbox_Any_UI，Msg_Any_UI）唤醒UI任务。

Msg_Any_UI［0］为任务号3， Msg_Any_UI为键值。

（4）短消息任务

该任务调用OSSemPend（Sem_Any_SMTask，0，%26;err）获得信号量。当获得信号量后，进而促进电梯安装行业的进一步发展，通过标志位判别是准备上传数据还是下传数据。

① 下传数据时，将下传的数据放在recv_buf［］中，因为公式中IW64乘以100的运算结果可能会大于16位整数的大值32767（IW64为16位存储器，然后调用OSMboxPost（Mbox_Any_UI，Msg_Any_UI）唤醒UI任务。Msg_Any_UI ［0］＝任务号4，从Msg_Any_UI 开始存的是从recv_buf［］中筛选过的数据。这是在连上后从信息中心下载信息的情况，其中Msg_Any_UI 存的是信息的种类号，种类号都是大于0x80H小于0xFFH的；没有连上信息中心或者是连上之后完成任务。这时recv_buf存的就是0xff；如果刚刚连上，就在recv_buf存0x01。

② 如果用户需要发送短消息任务，先将信息存在Msg_send_buf［］中，然后UI任务调用OSSemPost（Sem_Any_SMTask），将该任务激活。该任务提取存在Msg_send_buf［］中的信息后，装后保存在send_buf［］，静态开关和控制系统组成，然后将其发出去。

（5）用户界面任务

UI任务一直在等待消息。当它被激活时，根据存在Msg_Any_UI［255］中的不同数据进行不同的处理。详述见“3.用户界面任务详述”。

（6）时钟任务

单片机每10ms产生一个中断，这种情况直接替换，在这个中断服务子程序中，对clock_count减1。当减为0时，就调用OSSemPost（Sem_Int_ClockTask）唤醒时钟任务；同时，clock_count重新回到100。这样每1s，就会调用一次OSSemPost（Sem_Int_ClockTask）。时钟任务调用OSSemPend（Sem_Int_ClockTask，0，%26;err）获得信号量。当获得信号量时，就更新时间。如果在23：59：59的时候更新时间，那就要同时更新日期和星期。如果此时UI任务处于待机状态，时钟任务就调用OSMboxPost（Mbox_Any_UI，Msg_Any_UI）来唤醒UI任务。Msg_Any_UI［0］为任务号0x06。时钟任务只是负责更新时间，显示时间是由UI任务在待机的时候来完成的。

3 用户界面任务详述

在所有这些任务中，用户界面任务做的工作相对比较烦琐。首先，根据放在Msg_Any_UI［255］中的第一个字节，判断是什么任务激活了本任务。

① 如果是摘/挂机任务激活的，避雷器内部处在导通状态，再判断第二个字节的值，根据值的不同知道是挂机还是摘机。如果是挂机，就在液晶上显示待机画面。如果是摘机，就在液晶上显示打电话图标和有关的字样，并等待键盘任务送来的数字键，将其显示出来。（只有主动向外打电话才显示数字键，在接电话按数字键转接时不显示数字键。）

② 如果是振铃任务激活的，就将Msg_Any_UI［255］中接下来的来电号码、时间和来电图标显示在液晶上。

③ 如果是键盘任务激活的，就根据3号任务放在Msg_Any_UI［255］中的键值和当前的工作模式做不同的处理。

如果是在摘机模式下，就只是响应数字键和#*键，并每按一个键就通过5号任务号码发出去。

如果是在挂机模式下，那么，就可以响应数字键和有关操作菜单的键（括进入各个子菜单的快捷键、上下键、左右键、返回上级菜单键、快速返回待机画面的键、确定键、删除键、拼音输入法/字母输入法/数字输入法/短语输入法切换键）。各个菜单是不同的状态，通过键值和原来的状态可以知道现在该进入什么状态。然后根据新得到的状态，进行相应的液晶刷新和完成相应的功能。比如添加、删除、查找电话簿；添加、删除、查找通话记录；编辑短消息并发送出去，删除草稿箱里的短消息；写记事本，设置闹钟、时间、日期，图电梯拖动系统示意图井道指建筑物中用于安装电梯并提供电梯运行的通道，设置信箱的密码，设置信息中心的号码等。

如果是在与信息中心的连接模式下，那么就可以响应上下键，确定键（进入下级菜单），返回上一级菜单，通过选择返回这个选项来实现。

④如果是短消息任务激活的，就根据Msg_ Any_UI［255］中的命令码，来确定该信息的模块种类是信息下载管理模块、信息上传管理模块、信息询问管理模块，或者是屏幕信息输出管理模块，然后，再根据Msg_Any_UI［255］中接下来的信息做相应的处理。

⑤ 如果是时钟任务激活的，UI任务就刷新界面上的时间、日期和星期这些信息。

4 调试环境与调试成果

此程序用EPSON公司的S1C88 C-Compiler编译器编译，用EPSON公司的ICE88UR 的E0C88系列在线仿真器进行仿真。在仿真器下仿真完毕后，再脱机运行。试验结果令人满意，达到了预期的效果。

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(编辑:市南电工培训学校)