1、2023-7-9第2页SPCE061A在在IP电话中的应用电话中的应用1.1 IP PHONE手柄方案基本技术功能手柄方案基本技术功能 IP Phone系统能够实现系统能够实现8KHz采样录音，同时能够将语采样录音，同时能够将语音数据通过音数据通过USB上传到上传到PC机，也能够接收机，也能够接收PC下载的语音下载的语音数据并播放。数据并播放。IP Phone系统能够实现连续的系统能够实现连续的“按键拨号按键拨号挂机挂机按键按键拨号拨号”功能。功能。PC端应用软件能够将端应用软件能够将USB上传的语音数据保存到一个上传的语音数据保存到一个文件中，同时能够将语音文件下载到文件中，同时能够将语音文
2、件下载到IP Phone系统进行播系统进行播放。放。PC端应用软件能够配合端应用软件能够配合IP Phone硬件系统实现连续的硬件系统实现连续的“按键拨号按键拨号挂机挂机按键拨号按键拨号”功能。功能。PC端应用软件能够检测端应用软件能够检测“设备是否连接成功设备是否连接成功”，并有，并有相应的提示。相应的提示。2023-7-9第3页 1.2 基本参数基本参数 1、工作电压：、工作电压：DC 3.3V 2、PC系统环境：系统环境：windows98/me/2000/XP 2023-7-9第4页1.3 人机界面人机界面 本本IP电话硬件系统共有有电话硬件系统共有有20个按键，按键如图个按键，按键如
3、图13.9。按键的功能介绍如下：。按键的功能介绍如下：“F1”,“F2”,“F3”,“F4”：这四个按键用于备用，本版本中未使用该四个按键。：这四个按键用于备用，本版本中未使用该四个按键。“0”，“1”，“2”“9”：这十个按键用于拨号使用。：这十个按键用于拨号使用。“*”键、键、“”键、键、“R”键、键、“C”键：在本版的系统中未定义。键：在本版的系统中未定义。“OK”键：当拨号完毕后，按下该键，则系统进入通话状态。就是系统进行键：当拨号完毕后，按下该键，则系统进入通话状态。就是系统进行录音、上传录音、上传PCM语音数据、同时接收语音数据、同时接收PC下传的语音数据并播放。下传的语音数据并播
4、放。“C”键：当系统在通话状态的时候，按下该键，则系统进入挂机等待状态。键：当系统在通话状态的时候，按下该键，则系统进入挂机等待状态。2023-7-9第5页 1.4 系统硬件与功能概述系统硬件与功能概述 本系统本系统IP Phone 的硬件由单片机的硬件由单片机SPCE061A、音频输、音频输出电路、音频输入电路、出电路、音频输入电路、USB通讯电路、通讯电路、FLASH电路、电路、按键电路等部分组成。按键电路等部分组成。SPCE061A及其外围模块框图如及其外围模块框图如图图13.102023-7-9第6页图图13.10 SPCE061A及其外围模块框图及其外围模块框图2023-7-9第7页
5、 1、CPU核心电路核心电路 CPU核心电路图如图核心电路图如图13.11。系统的硬件资源分配如表。系统的硬件资源分配如表13-2。图图 13.11 CPU核心电路核心电路2023-7-9第8页有 启用 表表13-2：系统硬件资源分配表：系统硬件资源分配表CPU型号SPCE061A封装QFP80-0.5振荡器crystal频率32768HzRCR值外部输入频率WATCHDOG无未启用复位时间：0.75sIO口使用情况使用I0A0-IOA3:用作系统的14按键输入I0A8-IOA15:USB芯片PDIUSB12的8位数据/地址复用口IOB0-IOB2:用作对FLASH的操作IOB3-IOB7:用
6、作USB芯片的控制信号线IOB8-IOB15:用作系统44按键接口剩余IO及处理方式剩余IO:IOA4-IOA7处理方式：连接4个系统的状态指示灯，备用Timer使用情况TimerA放音时使用TimerB无使用ADC使用情况使用MIC输入通道用来进行语音数据采集中断使用情况1）放音时使用FIQ_TMA2)用IRQ3_EXT2来实现PC枚举和USB通讯的握手2023-7-9第9页 2、USB通信电路通信电路 USB通信电路如图通信电路如图9.25所示，该电路支持所示，该电路支持5V的工作电压，也可支持的工作电压，也可支持3.3V的工作的工作电压，主要作用是与电压，主要作用是与SPCE061A配合
7、工作实现语音数据的配合工作实现语音数据的USB上传、下载功能。上传、下载功能。单片机单片机SPCE061A与与PDIUSBD12之间通信采用中断方式，数据交换主要是靠之间通信采用中断方式，数据交换主要是靠SPCE061A单片机给单片机给PDIUSBD12发命令和数据来实现的。发命令和数据来实现的。2023-7-9第10页 图图13.12的的D2灯是灯是GOODLINK指示灯，在系统枚举指示灯，在系统枚举时会根据通信的状况间歇闪烁，当时会根据通信的状况间歇闪烁，当PDIUSBD12被枚举被枚举和配置成功后，将一直点亮。随后在和配置成功后，将一直点亮。随后在USB通信时会闪通信时会闪烁，方便调试。
8、烁，方便调试。图图13.12 USB通信电路通信电路2023-7-9第11页3、键盘输入电路、键盘输入电路 键盘输入电路如图键盘输入电路如图13.13，图中有，图中有44按键电路、按键电路、14按键电路，其中按键电路，其中44按键用于拨号使用，按键用于拨号使用，14按键按键用于特殊处理（比如，用它来控制语音数据存储到用于特殊处理（比如，用它来控制语音数据存储到FLASH中，本版本的设计没有涉及到中，本版本的设计没有涉及到14按键）。按键）。图图 13.13 键盘输入电路键盘输入电路2023-7-9第12页 4、音频输入电路、音频输入电路 系统的音频输入电路包括：麦克录音输入及系统的音频输入电路
9、包括：麦克录音输入及AGC电电路。其中路。其中AGC电路内置在电路内置在SPCE061A中，麦克录音输入中，麦克录音输入电路如图电路如图13.14。图图13.14 音频输入电路音频输入电路2023-7-9第13页 5、音频输出电路、音频输出电路 SPCE061A可提供可提供2路音频输出，本系统只使用一路音路音频输出，本系统只使用一路音频输出，电路如图频输出，电路如图13.15。音频输出电路采用凌阳公司生。音频输出电路采用凌阳公司生产的功放芯片产的功放芯片SPY0030，音频输出大于，音频输出大于1W。图图13.15 音频输出电路音频输出电路2023-7-9第14页 6、外扩存储器电路、外扩存储
10、器电路 本系统的外扩存储器采用本系统的外扩存储器采用SPR4096芯片，它的周边芯片，它的周边电路如图电路如图13.16。图图13.16 外扩存储器模块电路外扩存储器模块电路2023-7-9第15页 1.5 系统的软件设计系统的软件设计 整个系统软件部分包括单片机整个系统软件部分包括单片机SPCE061A程序、程序、PC端应端应用程序。其中单片机端的主程序流程如图用程序。其中单片机端的主程序流程如图13.17。2023-7-9第16页开始系统初始化按键拨号处理单片机与PC机握手判断处理电话接通？变量标志，录放音初始化接收PC端数据？发送数据给PC?挂机吗？挂机处理调用接收数据子程序调用发送数据
11、子程序NYNNYYYN图图13.17 主程序流程主程序流程2023-7-9第17页 1、系统初始化、系统初始化 系统的初始化部分包括：系统时钟初始化、中断初始系统的初始化部分包括：系统时钟初始化、中断初始化、化、IO初始化、状态变量初始化、初始化、状态变量初始化、USB设备的枚举。设备的枚举。系统时钟初始化：系统时钟设为系统时钟初始化：系统时钟设为49MHz。中断初始化：打开外部中断。中断初始化：打开外部中断。2023-7-9第18页 IO初始化：初始化：IOA0IOA4：带下拉电阻输入。带下拉电阻输入。IOA4IOA7：同相低电平输出。同相低电平输出。IOA8IOA15：同相高电平输出。：同
12、相高电平输出。IOB0IOB1：同相高电平输出。同相高电平输出。IOB2：同相低电平输出。同相低电平输出。IOB3：带上拉电阻输入。带上拉电阻输入。IOB4-IOB7：设置为输出。设置为输出。IOB8-IOB11：带下拉电阻输入。带下拉电阻输入。IOB12-IOB15：同相高电平输出。：同相高电平输出。状态变量初始化状态变量初始化：将所有状态变量值都清为：将所有状态变量值都清为0 2023-7-9第19页 USB设备的枚举设备的枚举 完成完成PC枚举枚举USB设备，执行相应的请求操作。设备，执行相应的请求操作。USB设备被设备被PC枚举成功后，点亮系统板上的枚举成功后，点亮系统板上的D2灯。灯
13、。2023-7-9第20页2、按键拨号处理、按键拨号处理 本系统的按键拨号流程如图本系统的按键拨号流程如图13.18。按键处理键盘扫描有键按下获取键值KeyVal通话标志变量g-communicationStatus=0发送”OK”键值到PC挂机标志变量g_ShutOff 置1发送键值到PC返回“OK”键“C”键其它按键无效键图图13.18 按键拨号流程按键拨号流程2023-7-9第21页 3、单片机接收、单片机接收PC发送的发送的64bytes数据的流程，单片机数据的流程，单片机接收接收PC端应用程序发送的端应用程序发送的64bytes数据的流程如图数据的流程如图13.19，接收PC发送64
14、byte数据放的子程序保存PC发送数据的aReadEp2Buf1为空并且buffer的切换标志为0设置，清除状态标志用aReadEp2Buf1来保存64byte数据保存PC发送数据的aReadEp2Buf2为空并且buffer的切换标志为1设置，清除状态标志用aReadEp2Buf2来保存64byte数据返回YYNN图图13.19 单片机接收单片机接收PC发送的发送的64bytes数据流程数据流程2023-7-9第22页 4、单片机发送、单片机发送64bytes数据到数据到PC的流程的流程 单片机发送单片机发送64bytes数据给数据给PC端应用程序的流程如图端应用程序的流程如图13.20，其
15、发送给，其发送给PC的数据存储在两个的数据存储在两个64字的数组。字的数组。单片机发送64byte数据到PC的子程序保存采样值的数组aWriteEp2Buf1满并且该buffer的切换标志为0设置，清除状态标志用aWriteEp2Buf1中数据发送设置，清除状态标志用aWriteEp2Buf2中数据发送64byte数据返回YYNN图图13.20 单片机发送单片机发送64bytes数据给数据给PC的流程的流程保存采样值的数组aWriteEp2Buf2满并且该buffer的切换标志为12023-7-9第23页5、挂机处理模块、挂机处理模块 系统单片机端的挂机处理系统单片机端的挂机处理流程如图流程如
16、图13.21。挂机处理发送数据到PC的标志变量值为1并且接收数据的标志变量值为0发送数据到PC的标志变量值置为0连续写5个挂机标志变量值Ox5500到aWriteEp2Buf1发送aWrite Ep2Buf1缓冲区中的64bytes数据到PC清除aWrite Ep2Buf1中5个挂机标志变量值返回图图13.21 系统单片机端的挂机处理流程系统单片机端的挂机处理流程2023-7-9第24页 6、外部中断、外部中断 本系统中本系统中SPCE061A与与PDIUSBD12芯片之间的通讯靠芯片之间的通讯靠SPCE061A的外部中断来实现的。外部中断服务程序的流的外部中断来实现的。外部中断服务程序的流程
17、如图程如图13.22。外部中断服务程序现场保护清中断标志读PDIUSBD12的中断寄存器设置端点2 OUT中断标志设置端点2 IN中断标志设 置 端 点 1 OUT中断标志设置端点1IN中断标志清端点0 OUT中断清端点0 OUT中断清端点2 OUT中断清端点1 IN中断接收标准请求信息，设置相应标志发 送 应 答数据包现场恢复其它 端点2 OUT中断端点2 IN中断端点1 OUT中断端点1 IN中断端点0 OUT中断端点0 IN中断图图13.22 13.22 系统单片机端的外部中断服务程序流程系统单片机端的外部中断服务程序流程2023-7-9第25页 7、定时器、定时器A中断中断 本系统用定
18、时器本系统用定时器A来实现来实现8Hz的定时中断，它的中断流的定时中断，它的中断流程如图程如图13.23。2023-7-9第26页IRQ3_TimerA中断服务程序现场保护是IRQ_TimerA中断源吗？读取AD采样数据A是否可以用aWriteEp2Buf1数组来保存采样数据保存采样数据到aWriteEp2Buf1是否可以用aWriteEp2Buf1数组中数据来播放保存采样数据到aReadEp2Buf1是否可以用aWriteEp2Buf2数组来保存采样数据是否可以用aWriteEp2Buf2数组中数据来播放保存采样数据到aWriteEp2Buf2保存采样数据到aReadEp2Buf2现场恢复Y
19、YYYNNNNNY 图图13.23 IRQ3_TimerA 8KHz 13.23 IRQ3_TimerA 8KHz 中断流程中断流程2023-7-9第27页1.6 PC端软件设计端软件设计 本系统的本系统的PC端应用程序使用的是端应用程序使用的是Microsoft的的MFC来来实现编程，应用程序主要使用一个线程来实现系统的拨实现编程，应用程序主要使用一个线程来实现系统的拨号接收、语音数据接收、保存、下载语音数据、挂机等号接收、语音数据接收、保存、下载语音数据、挂机等功能。该线程的程序流程如图功能。该线程的程序流程如图13.24。2023-7-9第28页开始初始化标志变量打开USB设备成功打开设备？读端点1数据，即读取键值单片机有拨号键按下吗？显示处理是“OK”接通电话键吗？打开保存数据文件写“接通电话ID”到单片机读取USB设备64byte数据判断是否包含挂机标志的数据保存64bytes语音数据到文件夹中从文件中读取64bytes的语音数据，并下载关闭USB设备，文件挂机处理错误处理NNNNYYYY 图图12.24 PC12.24 PC端应用程序接收数据，发送数据的流程端应用程序接收数据，发送数据的流程
