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提出了用單總線(xiàn)完成單片機通訊的方法。結合系統既傳輸數字信號又傳輸模擬信號的特點(diǎn)，提出用消側音電路解決模擬信號的方案，并給出了詳細的技術(shù)解決方案。 傳統的多機通訊系統一般需要四條線(xiàn)完成： 1.電源線(xiàn)；2.地線(xiàn)；3.發(fā)送信號線(xiàn)；4.接收信號線(xiàn)。然而，對于主機和分機距離較遠、分機臺數較多的系統，采用四線(xiàn)制的經(jīng)費投入較大，安裝起來(lái)也頗困難�；谶@一問(wèn)題，本文結合為某醫院研制的既有模擬信號（語(yǔ)音）又有數字信號的傳輸呼叫系統，提出用單總線(xiàn)實(shí)現多機通訊，并給出了一個(gè)完整的技術(shù)方案。 1 單總線(xiàn)制多機通訊系統的總線(xiàn)設計方案 本設計實(shí)現的多機呼叫系統的主要功能是：分機呼叫主機，利用單片微機向主機發(fā)送數字呼叫信息，主機響應后，顯示出呼叫的分機號，打開(kāi)主機和分機的模擬通道進(jìn)行主機與分機的對講；主機呼叫某分機，主機部分輸出分機號，直接打開(kāi)相應分機的模擬通道，進(jìn)行分機與主機的對講；群呼，主要逐一發(fā)送打開(kāi)所有分機的數字信息，數秒之內打開(kāi)所有分機的模擬通道，主機向各分機傳送語(yǔ)音信號。用單總線(xiàn)制實(shí)現這種多機通訊的核心問(wèn)題是電源、地線(xiàn)和信號線(xiàn)如何分配，如何進(jìn)行信號的雙向傳輸，如何解決它們之間的相互干擾。作者將信號（包括數字信號和模擬信號）和電源共用一根線(xiàn)，另一線(xiàn)為地線(xiàn)——單總線(xiàn)制。在電路結構和技術(shù)上，采用電源隔離電路，極大限度地減小電源濾波對信號的影響；用消側音電路完成對模擬信號的處理。主機電路原理框圖如圖1所示。 當主機需要與某機通話(huà)時(shí)，操作者拿起話(huà)筒，通過(guò)常用的電話(huà)機鍵盤(pán)撥號，顯示器顯示出被呼叫的分機號，同時(shí)，將數字信號發(fā)送到總線(xiàn)，分機接到數字信號并確認主機要求通話(huà)時(shí)，接通模擬通道。主機的語(yǔ)音信號經(jīng)功放、單總線(xiàn)到分機的功放推動(dòng)揚聲器。分機的語(yǔ)音信號經(jīng)功放放大、消側音電路、單總線(xiàn)到主機的功放推動(dòng)揚聲器或聽(tīng)筒。通話(huà)完畢，主機掛斷，與此同時(shí)，主機的微機發(fā)出停止顯示信號和分機掛斷信號，顯示器熄滅，分機接到掛斷信號后，使分機的模擬通道的地懸浮，從而完成了一次通話(huà)過(guò)程。 在主機需要與各分機同時(shí)接通時(shí)，例如醫院里需要把某件事通知所有病床時(shí)，如果用鍵盤(pán)逐一撥通分機，就不可思議了。本設計考慮到這方面的問(wèn)題，只要操作者按動(dòng)群呼鍵，可在數秒之內接通各分機實(shí)現群呼。 在分機需要與主機通話(huà)時(shí)，按一下通話(huà)按鍵（分機僅此一按鍵），單片微機發(fā)出數字信號，經(jīng)單總線(xiàn)送到主機的單片微機。主機單片微機接到信號后，顯示分機號碼，判斷話(huà)機是否掛斷，若為掛斷狀態(tài)，則循環(huán)判斷直至話(huà)機掛起，拿起話(huà)筒后，主機立即向相應的分機發(fā)出允許通話(huà)的信號，分機接通模擬通道便可進(jìn)行通話(huà)，通話(huà)完畢，話(huà)筒掛斷，主機向分機發(fā)送掛斷信號，分機將模擬通道的地懸浮。這樣，既節約了電能又不影響佞機部分人員的正常工作。 通訊的優(yōu)先級，對于醫院的重病號、機關(guān)的要害部門(mén)等，在呼叫系統中必須優(yōu)先考慮。在本設計中，在主機接到眾多的呼叫信號后，首先判斷優(yōu)先級，接通優(yōu)先級最高的分機通話(huà)，而后逐步與低優(yōu)先級的分機通話(huà)。 2 電源隔離 在單總線(xiàn)制多機通訊系統中，數字信號、模擬信號和電源共用一條線(xiàn)，如果不采取措施，交變的數字信號和模擬信號將被電源的濾波電容器吸收。在本設計中，未加電源隔離電路時(shí)，交變的5V信號經(jīng)傳輸線(xiàn)到分機后僅有10mV。采用如圖2所示隔離電路后，信號傳到分機大于250mV，信號的衰減程度得到明顯改善。圖中的二極管、三極管、穩壓管、電感和電阻的隔離電路用于主機，而分機只需一只電感和一只二極管即可。 3 模擬信號處理電路 單總線(xiàn)既要發(fā)送語(yǔ)音信號，又要接收語(yǔ)音信號，勢必形成環(huán)流。為了解決講話(huà)時(shí)聽(tīng)到自己的聲音（稱(chēng)為側音），采取了消側音措施。一般地，消側音有種方法：一種是橋式消側電路；另一種是相位抵消法的消側音電路，后者效果更佳�？紤]到一臺主機和多臺分機的成本調試因素，故主機部分采用相位抵消消側音電路，分機則用橋式消側音電路。 相位抵消消側音電路如圖3所示，該電路由三個(gè)運算放大器及相應的電阻、電容和電位器組成。由總線(xiàn)來(lái)的分機信號經(jīng)RW1、F3至功放，主機的話(huà)筒信號一路經(jīng)功放1、總線(xiàn)、RW1至F3的同相輸入端，另一路經(jīng)F1、F2、RW2至F3的反相輸入端。調節適當的K、C、RW1、RW2值可使主機的話(huà)筒信號在F3輸出端接近零伏，從而側音被消除。 橋式消側音電路如圖4所示。整個(gè)電路由國個(gè)晶體管（語(yǔ)音發(fā)送放大）及R、C元件組成，圖中ZL為外線(xiàn)路的等效阻抗。當該分機發(fā)送話(huà)機信號時(shí)，由三極管發(fā)射極輸出單頻信號電流，國路經(jīng)外線(xiàn)ZL和電阻R3再加到三極管的發(fā)射極形成電流環(huán)路；另國路則經(jīng)R1、C1、R2和C2形成電流環(huán)路。若電橋平衡，即 ZL（R2-j1/ωC2）=R3(R1-j1/ωC1)則Vc0=0 由于后級功放的輸入信號為零，故揚聲器不發(fā)聲，側音被消除。主機通過(guò)總線(xiàn)來(lái)的模擬信號，經(jīng)R1、C1和RC到電壓放大器進(jìn)行電壓放大再進(jìn)行功率放大。 |
