一种嵌入式无线呼叫系统的设计和实现

时间：2011-07-12

　　无线呼叫系统是一种用于呼叫的电子产品，是一个包含软件和硬件的系统，被广泛的应用于餐饮、休闲、医护、行政办公等场所。从硬件的组件来看，有调频呼叫器或调幅呼叫器、控制中心、数字信息机、监控系统接收机、监控系统软件、信号增强器、取号器、外接发射机等。从功能和应用上分为医院呼叫系统，酒店无线呼叫系统，餐饮无线呼叫系统，工厂专用无线呼叫系统等等。从技术角度分有两大类：调幅（AM）产品和调频（FM）产品，我们生活中的无线门铃、玩具和汽车遥控器等属于调幅产品，手机、对讲机、寻呼机等属于调频产品。目前，无线呼叫系统调频技术的代表产品是多嘴猫，调幅技术的代表产品是讯铃、红铃等。

本文介绍的呼叫系统，为了尽量降低成本，只有收、发和提示等模块，但设计电路功能完备，程序设计独特，充分考虑呼叫的先后顺序，在收端存下接收的号码形成一个有序的队列，显示时按先后顺序显示，让服务人员依次响应，以提升服务水平与服务对象满意度。

　　1 系统总体设计

　　无线呼叫系统由发射、接收、提示三部分组成，系统框图如图1所示。

　　1.1 发射与接收

　　发射与接收选用CC1100模块。发射部分因整体较小，单片机采用体积小、价格低的AT89C2051.接收部分采用性能可靠、价格低、程序设计成熟的MCS51单片机[1].用于存储号码的外部数据存储器RAM选用6264,它是一个很稳定的存储器。显示芯片选用CH451,既方便又可以大量节约单片机资源，级联使用来驱动五排数码管。

　　发射部分由用户自己设定地址（同时也是呼叫的号码），可设为1~255（即多255个呼叫器），不设0号，0号在程序中作为比较号码用。

　　1.2 无线传输

　　随着无线技术的日益发展，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。无线图像传输作为一个特殊使用方式也逐渐被广大用户看好。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线传输方式，建立被监控点和监控中心之间的连接。

　　由于有众多呼叫号码，为避免碰撞，采用时分复用作为通信方式。此通信方式可靠性高、速度快，用在本系统中可方便快捷地传输数据。只需要把255个呼叫数据放入255个时隙中，CC1100模块就能轻松地实现无线传输。

　　2 硬件电路原理

　　硬件电路图分别如图2、图3所示。

　　发射部分的拨码开关用来设定地址（即呼叫号码），从1~255;按键起呼叫作用，当接收部分接收到呼叫的号码时，会返回确认信息，使LED灯亮。

　　接收部分的MCS51单片机用于控制，从CC1100接收到的号码按顺序存储在6264存储器中，从地址00H~FEH,依次存放成循环队列。因为程序中有比较呼叫号码是否相同的设计，所以呼叫号码会与原来存储的号码相比较，发现是重号时将其丢弃，这样，号码不会多存，而存下来的号码都是按呼叫的先后顺序存放的，显示时也按队列先后顺序显示，使服务人员能及时有序地依次为服务对象提供服务。

　　5个CH451显示芯片级联使用，驱动五排数码管，顺序显示先后呼叫的号码。MCS51单片机的P1.0脚连确认按键，当有按键按下时，排数码管的号码被清除，再将存在外部数据存储器中的号码清0,剩下的4排号码前移，再从6264存储器中读一个号码来显示，当没有号码时则不显示；再有按键按下时再清除一个号码，如此循环。

　　MCS51的P3.7口连蜂鸣器，当接收到呼叫时，如果不是重号就鸣响提示。74LS373为地址锁存器。

　　3 程序设计

　　由于程序流程较复杂，程序设计参考了参考文献[2]中的某些观点。

　　3.1 程序流程

　　主程序流程图如图4所示。主程序开始后先判断是否有应答按键，如果有，则转入显示与移位子程序，没有就检查是否有呼叫，若没有就跳回到判断是否应答，如此循环；当有呼叫时，先比较呼叫号码是否为0号（因为在系统中0是做比较判断的号码），是0号就要丢弃，如果不是0号，则蜂鸣提示，再与外部数据存储器所存的号码比较，判断呼叫的号码是否与存放的号码相同，若相同则丢弃，不同则存在队尾，如此循环构成队列。

　　当呼叫的号码不是重号，则送显示。由于多显示5个号码，所以设R1为显示计数器，当显示的号码多于5个时不再显示。

　　显示与移位子程序流程图如图5所示。调用显示与移位子程序时先屏蔽呼叫中断，以防止在子程序中有呼叫而改变R1的值产生混乱。判断R1是否为0可以判断外部数据存储器是否还有号码，没有就不需显示移位；若有号码，就清除排显示的号码，同时将相应外部数据存储器地址中存储的号码清0.然后把下面的号码上移，在显示上移时，如果发现读取的存储号码为0,表明已到队尾，则停止读号码，但需把显示定位器R2减1,回到上一地址，同时R1减1,以便有新号码时直接显示；如果读取的存储号码不为0,则循环5次，这样就按呼叫顺序显示了号码。

　　3.2 队列的采用

　　队列说明如图6所示。图6（a）中间的箭头表示数据的存储和循环方向，呼叫号码就从地址00H开始存放，依地址顺序循环存储；左边箭头表示队尾指针R0的循环；右边箭头表示队头指针（同时也是显示定位指针）R2的循环。图6（b）表示当存下一个号码后队尾指针R0将指向下一个地址，可见队尾指针并不是指向队尾，而是队尾的下一位。图6（c）表示当有按键按下响应时，将队头指针R2原来指向的地址数据清0,再指向队头，此时，显示的号码从这里开始显示。FFH处先置0可防止死循环。