祁 昶 郝 琳 肖 洁

     来源：《电子技术应用》

     摘要：提出了用单总线完成单片机通讯的方法。结合系统既传输数字信号又传输模拟信号的特点，提出用消侧音电路解决模拟信号的方案，并给出了详细的技术解决方案。

     关键词：单总线

     单片机 电源隔离 消侧音

     传统的多机通讯系统一般需要四条线完成：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。

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     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，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。作者将信号（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。

     当主机需要与某机通话时，操作者拿起话筒，通过常用的电话机键盘拨号，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。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，如果用键盘逐一拨通分机，就不可思议了。本设计考虑到这方面的问题，只要操作者按动群呼键，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、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。

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