(Department of Physics Science and Technology , Huanggang Normal University , Huanggang 438000 , Chis paper , t he single2wire bus t ransport p rotocol s were int roduced simply , t he solutio n of CDMA and TDMA by SCM in single2wire bus was analyzed in detail . By using t he code divisio n multiple accessing ( CDMA) and t he serial time divisio n multiple accessing ( TDMA ) met hod , a kind of sickroo m talk2back system was designed based o n t he Single Chip Micyoco ( SCM) . Key words : 12wire bus ; CDMA ; TDMA ; talk2back system ; synchro nizatio n
接听 、从机接听 、无人接听共 8 种. 起始代码为 16bit 的 高 电 平“1”, 控 制 代 码 的 格 式 为 : 0xxx 0xxx 冗余格式 ,地址代码也采取冗余 ,16bit 的地 址代码按 8421BCD 码构成 4 位十进制的病床号 码 ,故不可能是 16 个全“1”,每一次呼叫或应答都 是由 56bit 的代码组成. 线路在空闲时处于低电 平“0”状态 ,接收方如果连续收到 16 个”1”代码就 认为其后的代码分别为控制代码和地址代码 ,在
图 3 主机呼叫分机时主机服务流程图
图 4 主机被分机呼叫时主机服务流程图
图 5 分机被主机呼叫时分机服务流程图
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
10 倍 ,收方对连续接收的“1”或连续接收的“0”进 行计数 ,当连续读到 8 个“1”则判为 1 ,当连续读 到 8 个“0”时判为 0 ,当没有连续读到 8 个“1”或 “0”的情况下本次来的是“0”或“1”时 ,对计器清 0 并对本次来的“0”或“1”重新计数 ,直到连续读到 8 个连“0”或连“1”才判为“0”或“1”,这样允许通 信双方的时钟频率相差只要不超过 ±20 %仍能达 到码元同步.
228
6
大
土 有
196
7小回
148
8
小
填 土
70
9小
70
1. 9
118 拉出
2. 8
147 未拉出
2. 4
132 未拉出
1. 6
102 拉出
2. 5
132 未拉出
通信方式 ,其具体方法为 :将 56bit 的控制和地址
(16bit) (4bit)
(4bit) (16bit) (16bit)
代码利用定时中断的方式从单片机带锁存的通用
其中控制代码有 :主机呼叫从机 、从机呼叫主 机 、主机广播 、从机应答主机 、主机应答从机 、主机
I/ O 口以串行的形式发送或接收 ,如图 7 所示 ,发 方发送定时中断的时间为收方接收定时时间的
决方案 本文设计的病房对讲系统中 ,每一个分机都有 拔码开关按照病床号码来设置分机的地址码 ,该地 址码也存储在主机的分机地址码表中 ,在没有呼叫 和对讲时 ,主机和各分机都处在侦听状态 ,即都在 读取总线上的数据并判断是否有呼叫发生 ,当呼叫 发生后则进一步判断是否呼叫自己 ,若是则发应答 信号 ,若不是则继续侦听 ;当线路上有呼叫或对讲 信号时 ,各分机通过自己的音频检测电路会得到一 个表示线路忙的高电平信号 ,该线路忙信号将禁止 相应的分机发出呼叫. 而主机在每一次呼叫和对讲 过程中都要参与 ,所以对于主机来说在没有处于对 讲状态或没有被呼叫时就表示线路是空闲的. 即主 机通过自身的状态来判断线路状态 ,通过分机的地 址码来定位分机 ;分机通过线路忙信号来判断线路 状态 ,分机的呼叫对象只面向主机 ,任何时刻只有 一个分机呼叫主机或主机呼叫分机 ,通过这种在分 时复用的基础上进行码分多址的方法来解决通信 线路的共享冲突问题.
的单总线病房对讲系统.
关键词 : 单总线 ; 码分多址 ; 时分复用 ; 对讲系统 ; 同步
中图分类号 : TN832. 1
文献标识码 : A
A single2wire bus sickroom talk2back system realized by single chip micyoco
L EI Xue2tang , F EN G J ie
98
山 东 理 工 大 学 学 报 (自 然 科 学 版)
2007 年
1 系统总体组成功能概述
主机和各分机的连接如图 1 所示 ,整个系统由放 置在护士值班室的主机和放置在各个病床边的分机 以及连接主机和分机的单总线 3 大部分组成 ,主机和 各分机之间由简化的单总线组成一个微型局域网.
键 、广播键 、呼叫键、复位键 、0～9 数字健) ,并存有 各种提示语音 ,由单片机根据呼叫情况控制其播 放 ;分机上只设有 3 个按键 (接听键 、挂机键 、呼叫 键) ,并都有语音信号检测电路 ,当分机准备呼叫主 机时 ,首先检测是否占线 (即主机是否正在跟别的 分机通话) ,各分机的唯一地址编号由各自的拔码 开关设定 ,分机在复位时将该拔码开关设定的地址 编码读到单片机的分机号存储单元中. 关于硬件的 具体电路由于篇幅限制在这里不进一步讨论.
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
第 6 期 雷学堂 ,等 :基于单片机实现的单总线病房对讲系统
99
收稿日期 : 2007 - 05 - 07 基金项目 : 黄冈师范学院院信科研资助项目 (07CA083) 作者简介 : 雷学堂 (1968 - ) ,男 ,副教授 ,硕士.
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
第 21 卷 第 6 期 2007 年 11 月
山 东 理 工 大 学 学 报 (自 然 科 学 版) Jo urnal of Shando ng U niversity of Technology (Nat ural Science Edition)
文章编号 :1672 - 6197 (2007) 06 - 0097 - 04
4 只 ,大型锚 6 只 ,所测得的数据见表 3. 其中 ,1～
4 号在第一试验区 ,5～10 号在第二试验区.
表 3 试验结果汇总
试验
地质 地基承载 入地深 最大抗
型号
备注
锚号
条件 能力/ kPa 度/ m 拉力/ kN
1大
90
3. 6
125 未拉出
2大陆
210
3大地
135
4
大
轻 亚
200
5大粘
这种 56bit 的编码中其它地方不可能连续出现 16 个”1”,所以可通过这种利用长编码和码组中代码
(下转第 103 页)
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
考虑到本对讲系统只是在传呼叫和应答这类
模拟信号也是分时在同一条信号线上传送的 ,由 数字信号时才需要同步 ,而且每次呼叫所需传输
于每次呼叫需要传输的数据量很小 ,数字信号的 的数据量很少 ,本系统采取了降低传输效率来实
格式定义为
现自同步的方法 ,从而构成一种单总线串行异步
起始代码 控制代码 控制代码 地址代码 地址代码
的[4 - 5 ] . 由于所有的主从机都挂接在一根信号线 上 ,相当于把主从机的地址线 、数据线 、控制线合 为一根信号线对外进行数据交换 ,因而由这种单 总线构成的系统具有线路简单 ,硬件开销少 ,成本 低廉 ,便于总线扩展和维护等优点 ,特别适合于数 据传输速率要求不高的场合[6] . 笔者利用单片机 设计并实现了一种单总线病房对讲系统 ,下面对 该系统的软硬件组成和其中的几个关键问题进行 讨论.
4 几个关键问题及其解决方案
2 系统的硬件组成
整个系统的硬件组成框图如图 2 所示. 主机和 各个分机均由以单片机为核心的数字部分和实现 全双工对讲的模拟通话部分组成 ,数字部分主要完 成拔号 、呼叫信号的编码 、呼叫信号的语音提示和 数字显示 、对模拟通话部分的接通和挂断控制 、对 呼叫无人接听信息的保存等功能 ,模拟通话部分由 话筒放大电路 、扬声器放大电路、消侧音电路、提示 语音电路部分组成 ,主机和各分机采用各自独立供 电方式. 用于呼叫的数字编码信号和用于对讲及提 示的模拟语音信号均通过电容耦合经同一单总线 分时传输 ,数字编码信号采用 6k Hz 的 2ASK 调制 传输 ,在接线时应保证主机和各分机的端子对应.
图 1 单总线病房对讲系统的连接示意图
本系统能够完成主机同分机之间的相互呼叫 和主机同分机之间的全双工对讲 2 大功能 ,其中主 机同分机之间的相互呼叫有主机呼叫某一分机 、主 机向全部分机广播 、某一分机呼叫主机三种模式. 在呼叫的过程中都有相应的语音或铃声提示.
3 系统的软件组成
主机和分机的主叫和被叫服务子程序流程分 别如图 3 、图 4 、图 5 、图 6 所示.
图 2 硬件组成框图