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。
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
嵌入式系统和ARM技术在现代通信系统中的应用日益广泛,尤其在复杂多机通讯解决方案中,如基于MCP2515的多路CAN(Controller Area Network)总线接口和驱动程序设计,展现了其高效、可靠的特点。MCP2515是一款专门用于CAN总线通信的微控制器,它提供了方便的接口,可以与各种微处理器或嵌入式系统配合,实现多节点间的通信。
传统的多机通讯系统通常依赖于四线连接,包括电源线、地线、发送信号线和接收信号线。然而,对于分布广泛且数量众多的设备,这种连接方式不仅成本高昂,而且布线复杂。为了解决这个问题,文中提出了采用单总线(Single-Wire)通信方案,这是一种经济且节省空间的通讯方式,特别适用于远程和多节点的环境,如医院的呼叫系统。
单总线制多机通讯系统的设计目标是简化硬件连接,同时保持通信效率和可靠性。在本案例中,系统允许分机呼叫主机并发送数字呼叫信息,主机响应后会显示呼叫的分机号并建立模拟语音通道。反之,主机也可以主动呼叫分机,直接打开对应分机的模拟通道进行对讲。此外,系统还支持群呼功能,可以迅速接通所有分机,广播消息。
为了实现这种单总线通信,关键在于电源隔离和信号双向传输。通过电源隔离电路,可以减少电源滤波对信号的干扰,确保信号的有效传输。同时,采用消侧音电路处理模拟信号,避免通话时听到回声,提高通话质量。主机和分机的模拟通道通过单总线连接,利用单片微机控制信号的发送和接收。
在具体实现中,电源隔离通常通过二极管、三极管、稳压管、电感和电阻等元件构成的电路来完成,确保信号在传输过程中不被电源噪声影响。而模拟信号处理电路则采用相位抵消法和桥式消侧音电路,以消除环流引起的自听现象,提供清晰的语音交流。
在通讯优先级方面,设计中考虑了医院等特殊环境的需求,可以优先处理高优先级的呼叫请求,确保关键信息的及时传递。此外,通过优化的驱动程序设计,可以有效地管理多个CAN节点的交互,实现高效的总线通信。
基于MCP2515的多路CAN总线接口和驱动程序设计提供了一种高效、灵活的嵌入式系统通信解决方案,尤其适合在分布式、多节点的环境中使用。通过单总线技术和精心设计的电源隔离与模拟信号处理电路,能够实现远距离、多机通讯的同时,降低成本、简化布线,提高系统的可靠性和用户体验。