座机电话簿功能添加(3)VIP

座机上增加电话簿功能目 录第一章 背景与概述-2第二章 电话机与手机的区别-2 2.1 拨号原理-2 2.2 话音信号的传输形式-2 2.3 电源装置-2第三章 由手机到电话机的实现-3 3.1 方案一-3 3.1.1 删除多余电路-3 3.1.2 通信模块的改动-6 3.1.3 话音信号处理的改动-8 3.1.4 电源模块的改动-10 3.2 方案二-12 3.3 软件设计的改动-13第四章 小结-15一、背景和概述由于手机的出现和普及，固定电话应用越来越少。电话机因为不容易移动并且只具有通话功能而不被广泛使用。但是，固定电话也有它的优势，比如信号稳定、音质高、保密性好，并且可以随时使用，不用担心没电的情况。所以，在办公室和家庭等场合还是需要固定电话的。传统电话机中由于没有存储和查找联系人的功能，致使每次打电话都必须拨出多位数字。为了使固定电话更方便人们使用，可以考虑在电话机上增加电话簿功能。鉴于现在手机上电话簿功能很成功，并且手机的流水线生产也很成熟，我们考虑借助于手机现在的技术来实现电话机上添加电话簿功能。电话机和手机都可以用来通信，但手机的附加功能更多，使用起来更方便。所以，我们只要将手机上除通话和电话簿功能之外的部分去掉，就可以应用到电话机上，满足我们的要求。虽然固话和手机的主要功能是相同的，但是他们的实现方法却不尽相同，下面先介绍一下二者的区别。二、电话机和手机的区别 固定电话和手机的明显区别就是固话不可移动，但手机却可以被人们带到任何地方。另外，手机上可以附加很多其他方便的功能，而电话机只被用作通信工具。但是除此之外，很重要的是他们的通信原理也不相同，下面我们从这个角度对二者进行讨论。2.1拨号原理固定电话属于有线传输的通信系统。它的拨号方式有脉冲拨号和DTMF拨号两种，而现在普遍使用的是DTMF拨号。DTMF信号由8个频率两两组合而成。这8个频率又分为低频群和高频群两组。低频群的4个频率依次为697Hz、770Hz、852Hz、941Hz；高频群的4个频率依次为1209Hz、1336Hz、1477Hz、1336Hz。而手机属于无线传输的通信系统，它利用电磁波在空中的传播来输送通话信息。它的信号是通过射频电路收发的。所以，手机比电话机多了一个很重要的模块射频电路。2.2话音信号的传输形式固定电话是在电话线上传输话音信号的，目前在电话机和交换机之间传输的话音信号仍是模拟信号。而手机经过射频电路收发的信号都是数字信号，所以在手机上还有一个模块就是信号的数/模、模/数转换。2.3电源装置在固定电话中，通常用电话线中的一条48V电线为通信芯片供电，而显示器则由电池来供电；手机的电源既有电池又有外接电源电路，统一为各个芯片供电，并且是可以充电的。三、由手机到电话机的实现在上一章中，我们介绍了手机和电话机在实现通信功能时的差异。为了提取手机上的电话簿功能，我们先介绍一下目前手机的原理，以诺基亚3230为例。诺基亚3230的原理图由以下几个部分组成：射频电路（RF），用户接口电路（UI），复合电源电路，中央处理单元电路，复合音频处理电路（AUDIO）和存储器电路。其中，射频电路单元的作用是收发通信中的信息；复合电源电路为每个模块供电，并且实现充电功能；用户接口电路用以将键盘，显示器，蓝牙，红外等直接面向用户的界面和内部CPU连接起来；复合音频电路是和CPU合作对话音信号进行音频处理；中央处理单元则是执行程序，对各个模块进行控制以实现其功能。从手机出发为电话机增加电话簿功能可有俩种方案。3.1方案一我们可以只提取手机中现有的电话簿功能，并结合电话机上已有的通信电路来完成。由于手机上的电话簿功能依赖于它已有的硬件条件，所以我们考虑不再重新设计电路，而是对手机电路做一些改动。 3.1.1 删除多余电路仍然以3230手机为例，它除了具有通话功能外，还附加了很多功能，比如蓝牙、红外、收音机和照相机等。而与电话簿功能相关的有中央处理器、存储器、显示器和通信模块。3230所用到的中央处理器为UPP_WD2_V3.2E，存储器共有三个，一个SRAM和两个FLASH，还有就是各大模块电路。如下图所示：中央处理器UPP_WD2_V3.2E的具体引脚及与外部模块的扩展电路图为：System connector，Bluetooth，UIMMC电平转换RF模块SDRAMdataSIM卡模块addressSDRAMCTRL键盘引线，显示器控制，红外信号线，收音机信号线等FLASHFLASH手机上电话簿的功能实现依赖于上图中的中央处理芯片、存储器和显示器三大部分，所以我们可以保留原有的主控芯片、存储器和显示器，把蓝牙、红外、收音机和SIM卡等功能模块电路给删除。因为这些功能都是在中央处理器上扩展的功能，所以我们只需要去除与处理器相连的电路模块及其连线即可。删减后电路框图如下所示：3.1.2通信模块的改动在上一节中，我们已将与电话簿无关的电路删除，下面讨论对通信模块的改动。手机通信属于无线通信，是通过射频电磁波传输信息的。而电话机却是有线通信，它通过电话线传输话音信号和DTMF信号。所以，我们需要去除手机上的射频模块，用有线传输的方式代替它。为了在手机已有的硬件基础上实现DTMF信号传输，我们用自动拨号芯片MT8880C电路来代替原有的射频收发电路。MT8880C芯片可以接收和发送双音多频信号，当MT8880C工作在双音多频模式下时，它可以将中央处理芯片传给它的号码直接拨叫出去。同样，它也可以将接收到的号码信息（DTMF信号）转换成数据类型传递给中央处理器。MT8880C的链接电路图如上图所示，它的拨号DTMF信号是从TONE端口输出的，而接收的DTMF信号是从IN-端口输入的。从上图可以看出，MT8880C需有9条信号线与中央处理器相连才能完成它的功能。在3230实现拨号的过程中，是将中央处理器的RFBusEn1x端口、RFBusDA端口与射频电路相连。其中RFBusEn1x口对射频电路中所用的芯片使能，RFBusDA口与射频电路之间传输号码数据，进而收发呼叫信号。因为在手机中，中央处理器会将收发的号码信息以数据形式和RF模块传输，现在我们将这俩条信号线连接到MT8880C上，就可以将号码数据传给MT8880C，进而通过它来实现有线电话的拨号。具体接法是RFBusEn1x接MT8880C的CS口对该芯片使能，而RFBusDA接MT8880C的R/W串行口给该芯片传送数据。除了这两条信号线外，MT8880C还有几条线要与中央处理相连，对MT8880C工作模式进行控制。由于我们之前在UPP上舍弃了许多用于附加功能的信号线，所以此时我们可从当中选出7个IO端口分别与MT8880C的D0D3、RS0、2、IRQ/CP相连。当拨号的时候处理器对MT8880C进行控制并通过RFBusDA将号码数据发送给它，MT8880C经过电路再与电话线相连送出双音多频信号。下图所示为手机上删除多余模块，并将RF part用MT8880C替换之后的UPP的连线图（只画出了所用到的UPP部分引脚）。3.1.3话音信号处理的改动在手机中，发出的话音是经过A/D转换，以数字信号的形式传送出去的，而接收回来的话音信号则又经过D/A转换变成模拟信号再经听筒发出声音。所以手机中的听筒和麦克风都与中央处理器相连，话音信号是经过中央处理器中的PCM编译码器处理再由RF模块进行传输的。但是电话机的话音信号是以模拟信号的形式在电话线上传输的，所以我们不再将话音信号输进中央处理器进行A/D，D/A转换，而是结合MT8880C重新搭建此模块。由于拨号的DTMF信号和话音信号都是通过电话线传输的，且拨号的DTMF信号是由MT8880C产生的，为了将DTMF信号驱动到电话线上且不使两种信号的发送和接收互相干扰，我们又增加了TEA1062芯片。TEA1062芯片内包含通话所需的全部电路及拨号接口电路，并且可以实现拨号和通话的转换。连接电路图为：（省略了MT8880C与主控芯片的连接）如上图所示，当拨号的时候，主控芯片将号码数据传送给MT8880C。MT8880C将号码编码成DTMF信号后由TONE端输出（如蓝线）发送给TEA1062的DTMF端。此时，主控芯片应给TEA1062的MUTE脚加一高电平，使TEA1062中话音信号的发送和接收通道关闭，只传输DTMF信号。然后TEA1062将DTMF信号由LN端输出发送到电话线上，并且可以准确地听到信号音（包括拨号音、忙音和回铃音）。当检测到被叫方摘机后，需将TEA1062的MUTE脚置低电平，即打开了1062中话音信号的发送和接收通道。此时，呼叫双方即可通话。以上通过对TEA1062上MUTE脚高低电平的变换，实现了电话线上通话和拨号的转换。当用户被叫时（如绿线），从电话线上传来的DTMF信号经过极性转换电路输入到MT8880C的IN-端，然后经过MT8880C译码将数据以四位码保存在其中的接收寄存器里。此时MT8880C的IRQ/CP引脚电平由高变低，输送到主控芯片中断端口，触发主控芯片中断，CPU响应中断接收有效的二进制代码。而非DTMF信号（如线路杂音或话音信号）不会引起MT8880C的IRQ/CP端电平值变化。在CPU读出MT8880C寄存器的数据后，IRQ返回高电平，读出的数据可以用来显示。而当被叫方摘机后，主控芯片需将TEA1062的MUTE脚置低电平，使话音信号的发送和接受通道打开，即可通话。在上面的电路图中，TEA1062的QR、GAR、MIC+和MIC-的连接电路没有画出，其实QR和GAR是用来连接听筒，MIC+和MIC-是用来连接话筒的。电路图如下： 如上图所示，其中的受话器和送话器分别是电话机手柄上的听筒和话筒。送话器上接收的话音信号经过TEA1062的LN端送给电话线传输，同样，电话线上的话音信号通过LN端输入TEA1062，并且经QR端送给受话器产生声音。在通话过程中，用户还有可能用免提来接收和播放话音，所以我们还需考虑免提电路的设计。免提通话功能可以由TEA1093芯片来完成。它与通话芯片TEA1062连接构成收、放音总模块。连接图如下所示：当免提键按下，通话模式由手柄通话转换为免提通话，此时需要将手柄上的受话器和送话器短路，而接收和送出的话音信号经TEA1062的QR端及MIC+端传输给TEA1093处理。受话信号的传输如图中绿线所示，TEA1062把接收到的话音信号经QR传给TEA1093，再由1093的GAR端输出话音信号产生声音。而送话信号的传输如图中蓝线所示，在送话器接收话音信号后，由1093的MOUT端输出信号并将其传至TEA1062的MIC+端，再发送到电话线上。3.1.4电源模块的改动手机中的电源由两部分组成：电池和外接电源。上图所示为手机供电原理示意图，手机的供电装置比较复杂。由于手机中各个模块所需的电压不同，所以还设置了电源电路，为各个模块供电。3230中电源电路所用的核心芯片是UEMEKK_V2.0_LF_WDENA。电路图如图所示：对应的电路框图为：如上图所示，电源芯片UEMEK输出了多项电压，分别供给各个模块，满足不同需要。其中UI包括LCD驱动电路、听筒连接器、蓝牙和红外等。并且，UEMEK与UPP控制器相连合理地给每个模块供电。 由于在上面内容中，我们已经将手机中一些特殊功能模块去掉，所以他们的供电电路也应该舍去。另外，手机充电电源也与电话机不同。固定电话通常使用电话线提供的48V电压供电，但由于其电压不稳，不利于对各个模块稳定供电。而固话一般不移动，所以我们可以用外接市电直接供电，电池作为备用电源，以此来代替手机中充电器等供电模块。外接电源可以用市电网的交流低电压（经变压器变换后）作为输入电压，经过整流滤波输出直流电，再经稳压器输出稳定的电压，为各电路供电。电路图可为：所以，我们可以用上面稳压输出的一路vcc给UEMEKK_V2.0_LF_WDENA，进而供电给各个模块。如下图所示，我们将不用的电路去掉，其中包括对FM、蓝牙、红外、相机、SIM卡的供电，并加入外电源VCC部分。或者，我们可以为只有电话簿功能的剩余部分做一个简单的供电电路。在去除了许多功能模块后，电路图中则只剩下了中央处理器、存储器、显示器、键盘、MT8880C和话音处理芯片。所以，在搞清楚他们的工作电压之后，我们可以直接用上述稳压电路中输出的几路电压供电。以上就是方案一的设计思路。3.2方案二 以上的方法对手机电路改动较大，而我们希望尽可能少改动已有的手机电路，毕竟其电路比较复杂。因此，我们可以在手机上增加一个固话接口，这个接口通过转换模块与电话线相连。这样既可以利用手机上的电话簿功能，又可以实现固话通信。示意图如下：手机收发的信号是数字信号形式，而电话线上传送的是DTMF信号和模拟话音信号。所以，我们需要一个转换模块将二者传输的不同信号进行互相转换。如上图所示，当拨号的时候，手机拨出的号码信息是数字信号形式。为了把它转换成能在电话线上传输的DTMF信号，我们需要把接口输出的数字信号译码成号码数据，并送入DTMF编码器中产生DTMF信号，从而送到电话线上传输。当用户被叫时，接收主叫方的信息则是拨号的反过程。由DTMF译码器先将电话线传来的DTMF信号译码成号码数据，然后将数据传给数字编码器产生数字信号送入手机。但话音信号的编译码与拨号过程中的数字编译码有所不同。拨号时的数字编译码器是对数字信号和号码数据进行互相转换，而话音信号的编译码则是对电话线上的模拟信号和手机收发的数字信号进行转换。所以俩次转换所用到的数字信号编译码器是不同的。为了处理话音信号，我们又加入了A/D和D/A。当模拟话音信号从电话线上传入时，经过转换模块中的A/D转换成数字信号送给手机；而从手机上传送出数字话音信号时，是经过D/A转换成模拟信号再送给电话线的。这样，我们就通过手机实现了固话通信。 3.3软件实现的改动在第一个方案中，我们只提取了手机中的电话簿功能，所以对其硬件电