单总线单片机多机通讯系统设计

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1、单总线单片机多机通讯系统设计

2、第1内容显示中1.电源线；2.地线；3.发送信号线；4.接收信号线。然而，对于主机和分机距离较远、分机台数较多的系统，采用四线制的经费投入较大，安装起来也颇困难。基于这一问题，本文结合为某医院研制的既有模拟信号（语音）又有数字信号的传输呼叫系统，提出用单总线实现多机通讯，并给出了一个完整的技术方案。1单总线制多机通讯系统的总线设计方案本设计实现的多机呼叫系统的主要功能是：分机呼叫主机，利用单片微机向主机发送数字呼叫信息，主机响应后，显示出呼叫的分机号，打开主机和分机的模拟通道进行主机与分机的对讲；主机呼叫某分机，主机部分输出分机号，直接打开相应分

3、机的模拟通道，进行分机与主机的对讲；群呼，主要逐一发送打开所有分机的数字信息，500)this.style.ouseg(this)">数秒之内打开所有分机的模拟通道，主机向各分机传送语音信号。用单总线制实现这种多机通讯的核心问题是电源、地线和信号线如何分配，如何进行信号的双向传输，如何解决它们之间的相互干扰。将信号（包括数字信号和模拟信号）和电源共用一根线，另一线为地线——单总线制。在电路结构和技术上，采用电源隔离电路，极大限度地减小电源滤波对信号的影响；用消侧音电路完成对模拟信号的处理。主机电路原理框图如图1所示。500)this.style.ouseg(this)">当主

4、机需要与某机通话时，操拿起话筒，通过常用的机键盘拨号，显示器显示出被呼叫的分机号，同时，将数字信号发送到总线，分机接到数字信号并确认主机要求通话时，接通模拟通道。500)this.style.ouseg(this)">主机的语音信号经功放、单总线到分机的功放推动扬声器。分机的语音信号经功放放大、消侧音电路、单总线到主机的功放推动扬声器或听筒。通话完毕，主机挂断，与此同时，主机的微机发出停止显示信号和分机挂断信号，显示器熄灭，分机接到挂断信号后，使分机的模拟通道的地悬浮，从而完成了一次通话过程。在主机需要与各分机同时接通时，例如医院里需要把某件事通知所有病床时，如果用键盘逐一拨

5、通分机，就不可思议了。本设计考虑到这方面的问题，只要操按动群呼键，可在数秒之内接通各分机实现群呼。在分机需要与主机通话时，按一下通话按键（分机仅此一按键），单片微机发出数字信号，经单总线送到主机的单片微机。主机单片微机接到信号后，显示分机号码，判断话机是否挂断，若为挂断状态，则循环判断直至话机挂起，拿起话筒后，主机立即向相应的分机发出允许通话的信号，分机接通模拟通道便可进行通话，通话完毕，话筒挂断，主机向分机发送挂断信号，分机将模拟通道的地悬浮。这样，既节约了电能又不影响佞机部分人员的正常工作。通讯的优先级，对于医院的重病号、500)this.style.ouseg(this

6、)">机关的要害部门等，在呼叫系统中必须优先考虑。在本设计中，在主机接到众多的呼叫信号后，首先判断优先级，接通优先级最高的分机通话，而后逐步与低优先级的分机通话。2电源隔离在单总线制多机通讯系统中，数字信号、模拟信号和电源共用一条线，如果不采取措施，交变的数字信号和模拟信号将被电源的滤波电容器吸收。在本设计中，未加电源隔离电路时，交变的5V信号经传输线到分机后仅有10mV。采用如图2所示隔离电路后，信号传到分机大于250mV，信号的衰减程度得到明显改善。图中的二极管、三极管、稳压管、电感和电阻的隔离电路用于主机，而分机只需一只电感和一只二极管即可。3模拟信号处理电路单总线既要

7、发送语音信号，又要接收语音信号，势必形成环流。为了解决讲话时听到自己的声音（称为侧音），采取了消侧音措施。一般地，消侧音有种方法：一种是桥式消侧电路；另一种是相位抵消法的消侧音电路，后者效果更佳。考虑到一台主机和多台分机的成本调试因素，故主机部分采用相位抵消消侧音电路，分机则用桥式消侧音电路。500)this.style.ouseg(this)">相位抵消消侧音电路如图3所示，该电路由三个运算放大器及相应的电阻、电容和电位器组成。由总线来的分机信号经RW1、F3至功放，主机的话筒信号一路经功放1、总线、RW1至F3的同相输入端，另一路经F1、F2、RW2至F3的反相输入端。调

8、节适当的K、C、RW1、RW2值可使主机的话筒信号在F3输出端接近零伏，从而侧音被消除。桥式消侧音电路如图4所示。整个电路由国个晶体管（语音发送放大）及R、C元件组成，图中ZL为外线路的等效阻抗。当该分机发送话机信号时，由三极管发射极输出单频信号电流，国路经外线ZL和电阻R3再加到三极管的发射极形成电流环路；另国路则经R1、C1、R2和C2形成电流环路。若电桥平衡，即ZL（R2-j1/ωC2）=R3(R1-j1/ωC1)则Vc0=0由于后级功放的输入信号为零，故扬声器不发声，侧音被消除。主机通过总线来的