智能电话的设计(3)

商丘科技职业学院毕业论文（设计）

图8 字节写时序图

用页写操作24C32一次可以写入32个字节的数据，页写操作的启动和字节写一样，不同在于在传送了一个字节之后主器件并不产生停止信号，主器件被允许额外发送31个字节，在24C32接收到数据后会发出一个应答信号并将字节地址低位加一，高位保持不变。当24C32收到停止信号后，启动内部写周期把数据写入数据区，所有接收的数据在一个机器周期内写入器件内部。页写的时序图如图9所示。

图9 页写时序图

立即地址读很简单只需发送器件地址后便可以读数据了，立即地址读是从上次读/写操作地址后一位开始的。选择性读操作允许主器件对寄存器的任意地址进行读操作，主器件首先通过发送起始信号、器件地址和它想读的字节数据地址执行一个伪写操作，在24C32应答之后主器件重新发送起始信号和从器件地址，此时R/W位置1，从器件响应并发送应答信号，然后输出所要求的一个8位字节数据，主器件不发送应答信号但要产生一个停止信号。

连续性读操作可以以立即读或选择性读为起始，在24C32发送完一个数据后主器件发送一个应答信号告诉从器件需要更多数据，从器件在收到每个应答信号后都会发送一个8位字节数据，当主器件不发送应答信号而发送停止信号时结束。对于读操作的时序图就不再附图了，其时序和写操作的时序一样。 4 其他单元电路

上面的几个单元电路都是设计中非常重要和关键的电路单元，是设计中的难点和重点，只要将它们设计好了再配合上其他的辅助电路就能够实现本系统所要求的全部功能。下面对一些辅助电路单元也做一下简单的介绍。 4.1 显示单元

显示部分也是一个比较重要的部分，它主要用来完成操作提示的功能，为人们使用系

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统提供了窗口能清晰地显示用户的每一步操作，是人机信息交流的一个重要辅助单元。设计中使用的显示屏是一个带有中文字库的黄屏单色液晶显示屏JCM12232，它能显示汉字、字母、数字以及一些符号，是一个非常好用的显示模块，用此模块来完成显示任务实用也方便。对于该模块的相关资料这里就不再多做介绍了，因为该模块和LCD1602的使用完全一样，只是1602不带中文字库而已。

4.2 键盘操作单元和主控制器单元

为了方便用户进行电话号码的增删和进行录放音等相关的操作，必须要有一个人机接口电路来传送用户向系统所输入的指令，矩阵键盘是一个非常简单而且使用的电路，几乎在所有的可操作的系统中都将会用到此电路，本次设计中使用的也是一个4×4的矩阵键盘来完成人机对话任务的，由于矩阵键盘的使用非常的普遍和简单并且此系统的设计在这一块也没有什么创新和改变，这里也就不多做介绍了。

主控制器使用的是AT89S51单片机还配有一个AT89C2051单片机。系统中的每一个单元电路都是需要微控制器进行控制才能工作的，由于单元电路比较多一个单片机其I/O口不能满足系统设计的要求，所以就又加了一个微控制器，这是硬件设计的要求。两个控制器同时工作在一个系统中虽不能像一个微控器那样操作简单而且还需要两个控制器之间进行通信增加了系统设计的难度，但是这样设计也是有好处的。两个控制器可以各自管理相应的电路单元，这样可以提高系统的执行能力减少了因单个控制器控制逻辑复杂而可能造成的死机或控制失误等情况。并且对于多主机之间的通信来说不是很复杂的只需要两个甚至一个I/O就可以通过软件的设计来完成。

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第二章 系统软件设计

由于系统在设计中使用了两个微控制器，一个作为主机另一个作为从机，所以系统软件的设计也是由两部分组成的。为了表述的清晰先对系统的软件设计做一个整体的分析和描述然后再将其各个部分的软件设计流程图进行介绍。其实两部分也是可以进行一起来描述的，因为我们在硬件的设计部分已经说明了，采用两个微控制器是因为单个的控制器其I/O口不够所以才采用了两个的，本来就是一个整体的，只是现在增加了两个控制器之间的通信部分。

1 整体系统软件设计

对于主机来说系统在初始化过程中首先对显示器进行初始化操作并发送相应的显示内容，用于提示用户。对于显示器的初始化，系统只是在上电初期对显示器进行初始化操作，在接下来的过程中系统将一直在进行键盘扫描。在没有键盘信息输入时系统什么都不做，只是在不停的扫描键盘查看是否有相应的功能键按下，这时候系统是最空闲的时候。系统中总共设计的功能模块有5个：录音模块、放音模块、增加号码模块、删除号码模块、一键电话通知模块。对于电话系统中的功能模块为了防止误操作系统中还设有一个确定程序，只有当按下相应的功能键后按下确定键才能够进行相应的操作。当按下了功能键后如果按下的是取消键则系统会自动的返回主页面继续进行键盘扫描。 1.1 录音模块

当按下录音键并确定后，系统首先要通过串口通信向从机发送一个事先定义好的信息码，当从机接收到这个信息码后从机对该信息码进行核对，核对正确后从机首先将录音操作设定好再给主机发送一个确定信息并且将相应的发光管点亮以提示用户现在已经可以开始录音了。在录音过程中从机还要一直检测主机是否有信息发送过来，在这个过程中只要主机给从机发送有数据，从机不管该数据的内容是什么都将会认为是停止信号而停止当前的录音操作。当停止录音后从机先将发光管熄灭指示现在的录音已经停止了另外还要给主机返回一个信息告诉主机现在录音操作已经停止了，主机接收到这个信息后也就会显示相应的信息表示现在的录音操作已经停止了，延时一段时间后系统自动就会返回原来的扫描键盘过程中。对于系统的任何一个功能处理过程，当系统处理完毕后都将会返回系统的主界面，而对先前处理过的内容系统都不会做任何的记忆。 1.2 放音模块

放音键的程序实现过程和录音键的程序实现过程基本上是一样的，不过对于放音来说因为放音不会改变系统的内容所以在系统的软件设计中对于放音操作没有设计相应的确定

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程序，也就是只要按下了放音操作功能键系统就要进行放音并且直到放音结束为止，在放音过程中主机也是要时刻监视从机的放音过程的。放音指令首先由主机发出，发出后主机检测从机发送来的信息，通过从机发送过来的信息主机判断现在的放音情况，并通过显示器显示出来，当此操作处理完毕后也要返回到主界面。 1.3 增删号码模块

电话号码本也是本系统的一个主要功能，对于模拟拨号来说号码本是一个拨打电话的依据。为了能够方便的进行修改电话号码，系统中分别设立了两个功能键来分别进行增加号码和删除号码。对于增加号码和删除号码来说主要的都是对外存储器的读写操作。为了能够方便的进行读写操作和准确的将电话号码存储起来就必须要对存储器中的存储空间进行合理的划分，当要查看系统中存储的电话号码个数时能够迅速的通过读取一两个字节的内容就知道现在系统中电话号码的个数，当要进行增加号码时系统能够快速的就知道新的号码将要存放的地址等等对于这些操作都是要事先通过对存储器中的存储空间合理的分配才能够实现的。对于本次设计系统中的号码存储空间的划分主要分成了两部分：一部分用来存储系统信息，也就是系统中的电话号码个数和下一次要存储的地址，另一部分是用来真正存储电话号码信息的。对于电话号码存储信息部分本次设计也进行了精心的设计，对于每一个号码存储空间来说为了读写操作和管理的方便都将其长度固定为一个确定的值，如果输入的号码长度小于该空间则系统会在号码的结束部分放入一个结束标志信号以便于系统在读取时进行号码长度的辨别。还有就是对于每一个号码存储空间又被分为了两部分：前6个字节用来存储对方的姓名后6个字节用来存储对方的号码，对于后6个字节中存入的号码系统是将用户输入的号码进行了压缩后才存入的，这样6个字节就能够存入12位的电话号码这样将会大大的增加系统电话号码容量。对于号码空间中的对方姓名部分来说，系统默认的姓名都是某某某，因为系统没有办法通过一个简单的矩阵键盘来进行汉字的录入，即便是可以这样的录入速度也是非常的慢的而且也不方便，设计这一部分主要是为了以后对系统进行升级用的。对于存储号码来说可以再做一个和电脑能够通信的电路部分这样就能够将电话号码直接的输入到系统中，这样对于系统的应用将会十分的方便。 1.4 模拟拨号模块

模拟拨号部分也是本系统中非常关键的一个环节，首先要能够准确的对电话线上的信号音进行判断只有准确的判断出了信号音系统才能够确定下一步的操作。首先系统通过发送一个信息码给从机实现模拟摘机操作，从机检测到该信息码后进行核对和分析后进入模拟摘机操作。模拟摘机成功后主机调用信号音检测子程序，首先对电话线上的音信号进行判断，查看一下现在是否能够进行拨号，也就是查看一下电话线上面是否有拨号音。电话线上面如果有拨号音则说明电话线正常能够进行拨号操作。拨号操作也是一个比较复杂的操作，首先系统要先从外存储器中将数据读出，但是对于读出的数据是不能马上就进行拨

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号的，因为这部分数据在存入时是经过了压缩的，要先经过相应的算法解压后系统才能够识别，识别出来的信息包括两部分一部分是对方姓名，另一部分就是对方号码了。对于对方姓名用于显示，号码则就是要拨打的号码了。当拨完号码后系统还要调用信号音检测子程序检测电话线上面是否有回铃音或忙音，若为回铃音则表示号码拨通了等待对方接听，若为忙音则表示对方现在正忙那么就要先将该号码的地址存储起来以便进行下一步的重拨。当对方摘机后系统经过判别后就会给从机发送相应的信息码，使得事先录好的声音信息挂接到电话线上面这样对方就能够听到录音了。在播放录音的过程中主机仍然要一直的判别电话线上面的音信号，当对方挂机或者是录音播放完毕后系统自动的挂机，然后再进行下一个号码的读取和拨打直到拨打完毕为止。当拨打完了所有的电话号码后系统就会去查看是否有没有拨通的电话号码，如果有的话则再次的拨打直到把所有的没有拨通的号码再拨一遍为止。如果仍然有没有拨通的号码则系统将这些号码的地址记录下来，但是不会再次进行拨打了，等待着用户来查询。主机的软件设计流程图如图10所示。 2 从机软件设计

在整个系统中从机所负责的只是完成系统的其中一部分功能，从机和主机之间的通信主要是通过串口和事先所设计的通信信码来完成。通信信码是指在数据的传输过程中因为主机和从机之间的数据传输不只是针对一个特定的功能而是要通过通信实现对从机的所有功能的控制的，那么就必须要有一个严格的规定来进行约定，以使主从双方都能知道现在所要传送的是什么数据。设计中是通过先发送特定的信码将连接建立好后再进行具体的通信来实现的。比如现在想要进行放音操作放音单元是受从机控制的，可以先给从机发送一个具体的约定数据比如0XA0，当从机检测到此数据时就知道现在是要进行放音操作则执行相应的程序来完成操作。从机所负责的单元电路有录放音单元、输出控制单元、模拟摘机挂机单元等部分。从机的软件设计流程图如图11所示。从机在没有收到主机发送的信码时一直在检测串行口的接收数据状态，如果有数据传送过来则从机的接收器满，从机检测到后就读出该数据然后对该数据进行判断，判别出该信息是让从机进行什么操作的，然后便调用相应的子程序进行相应的操作。对于从机的任何一个操作，从机都要向主机进行报告，以使得主机能够时刻都知道从机的状态以便进行相应的控制。但是对于一些非常简单的控制来说从机是不向主机发送信息的，从机在收到这些指令后直接的进行相应的操作后就返回到原来的检测接收数据的状态。因为对于一些简单的操作主机和从机之间的数据通信内容是非常少的，出差错的可能性是非常的少的所以就没有必要再进行相应的应答操作了。当然也可以每进行一步就向主机报告一次，这样系统会更加的稳定，当然这样的话系统的软件部分也将会相应的复杂。就系统的安全性和软件的复杂性来讲在保证系统的安全性的前提下软件部分的设计也是要越简单明了越好，在控制不是非常复杂的情况下要充分的利用好硬件资源，这样系统的执行效率不仅会提高而且对系统的稳定性也是一种相应的保护。

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