陸思帆

(中國國際航空股份有限公司培訓(xùn)部 北京 順義 101318)

1 內(nèi)話系統(tǒng)概述

內(nèi)話系統(tǒng)是客運交通裝備工作人員在車廂內(nèi)部進行公務(wù)聯(lián)絡(luò)的通信子系統(tǒng)，可為客運交通裝備相關(guān)運行部門提供指揮協(xié)調(diào)的業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)服務(wù)，支持接入各類有線和無線通信設(shè)備、電話資源、傳輸設(shè)備，分配至各個管制席位，實現(xiàn)駕駛員之間、駕駛員與乘務(wù)員之間以及乘務(wù)員與乘客之間的點對點直接通話。主要由內(nèi)話交換機、用戶話機、控制顯示面板、麥克、線纜等設(shè)備組成。

作為提供各類通信手段的服務(wù)處理終端，內(nèi)話系統(tǒng)通過簡潔的人機交互界面，只需在按鍵式鍵盤或計算機觸摸屏上進行按鍵操作即可實現(xiàn)自動呼叫，極大地降低了管制工作負(fù)擔(dān)，提高了運行效率。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 內(nèi)話交換機

內(nèi)話系統(tǒng)以內(nèi)話交換機設(shè)備為核心，用戶電話分機分布在車廂內(nèi)，用戶之間無上下級調(diào)度，具有平等地位。內(nèi)話交換機負(fù)責(zé)車輛設(shè)備間和運行控制室之間通訊時的話機和麥克切換聯(lián)接，類似電話交換機的功能，可實現(xiàn)站位之間點對點的全雙工通訊。內(nèi)話交換機安裝在車輛設(shè)備間的電氣控制柜內(nèi)。

2.2 用戶話機

車廂內(nèi)每個乘務(wù)員站位處都裝有一個話機，且話機形狀、大小相同，功能相似。用戶話機內(nèi)部包含內(nèi)話接口板卡和鍵盤接口板卡。

2.2.1鍵盤接口板卡

話機上有一個13鍵或14鍵小鍵盤。鍵盤接口板卡的主要功能有：實時讀取按鍵值；將按鍵值轉(zhuǎn)換為負(fù)脈沖數(shù)輸出至話機的內(nèi)話接口板卡。鍵盤采用4×4的連接陣列，如圖1所示。

圖1 乘務(wù)員話機鍵盤接口板卡原理圖

話機鍵盤接口板卡上安裝有型號為PIC16F886的PIC單片機。單片機的 RB2～RB5端口設(shè)置為數(shù)字輸出口，作為鍵盤的4根行線；單片機的 RC4～RC7 端口設(shè)置為數(shù)字輸入口，作為鍵盤的4根列線。在行線與列線的交叉點處安置一個按鍵電門。

按鍵值的采集步驟為：首先設(shè)置RB2～RB5端口輸出高電平；然后將RB2～RB5端口中的一個端口，如RB5設(shè)置為低電平；最后依次讀取RC4～RC7端口的數(shù)字值，當(dāng)某個端口為低電平時，說明對應(yīng)的按鍵按下。如此時讀取RC6為低電平，則說明按鍵 1 被按下。

2.2.2鍵盤接口采集程序

鍵盤接口采集程序包括按鍵值采集、按鍵值向輸出脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換、負(fù)脈沖輸出等子程序，可實現(xiàn)上述鍵盤接口板卡的讀取輸出功能。

(1)按鍵值采集子程序

設(shè)置輸出口RB3=0為例，按鍵值采集程序的流程圖如圖2所示。

圖2 RB3為低電平采集程序流程圖

首先將RB5～RB2設(shè)置為高電平，然后依次設(shè)置RB5～RB2為低電平。讀取 RC7～RC4端口為低電平時，將相應(yīng)的按鍵值存入變量(0×78)中。設(shè)置RB3為低電平，RB2、RB4、RB5為高電平，若此時RC6為低電平，說明RB3與RC6交叉處的電門ALL被按下，該電門的按鍵值0×5存入變量(0×78)中。

電門與行列數(shù)字端口的對應(yīng)關(guān)系如圖3所示。

圖3 電門與數(shù)字端口對應(yīng)關(guān)系示意圖

(2)按鍵值向輸出脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換子程序

按鍵值存入變量(0×78)后，進行按鍵值向輸出脈沖數(shù)的轉(zhuǎn)換。

轉(zhuǎn)換程序?qū)⒆兞?0×78)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖數(shù)存入變量(0×23)中。轉(zhuǎn)換后進入子程序 L119，進行負(fù)脈沖的輸出操作。當(dāng)掃描發(fā)現(xiàn)變量(0×78)中的值是 0×ff或非正常按鍵值時，程序?qū)⑦M入子程序 L018 繼續(xù)按鍵值的掃描。按鍵、變量(0×78)、變量(0×23)和負(fù)脈沖數(shù)的關(guān)系如表1所示。

表1 按鍵、變量值和負(fù)脈沖數(shù)關(guān)系表

(3)負(fù)脈沖輸出子程序

鍵盤接口板卡上的單片機利用數(shù)字端口RC2和RC3向內(nèi)話接口板卡RC4和RC5端口發(fā)送負(fù)脈沖。負(fù)脈沖形式如圖4所示。

圖4 話機內(nèi)話鍵盤輸出數(shù)字形式

RC2和RC3均為高電平，需要輸出負(fù)脈沖時，RC3首先變?yōu)榈碗娖剑蛲獍l(fā)出脈沖開關(guān)“打開”的信號。經(jīng)過一定時間的延時(一般為10 ms)后，RC2開始輸出負(fù)脈沖，脈沖數(shù)的多少依據(jù)變量(0×23)值的大小而決定。

2.2.3內(nèi)話接口板卡

內(nèi)話接口板塊的主要功能是將話機鍵盤的按鍵值轉(zhuǎn)換為脈沖串發(fā)送給內(nèi)話交換機。內(nèi)話接口板卡系統(tǒng)包含：音頻的輸入/輸出、電門狀態(tài)信息的輸入、燈光驅(qū)動輸出和數(shù)字信號輸入/輸出。該接口板卡沒有使用燈光驅(qū)動輸出功能。

內(nèi)話接口板卡將鍵盤接口板卡輸出的與按鍵值相關(guān)的脈沖串作為單片RC4和RC5的數(shù)字輸入，RC4和RC5輸入的脈沖串是負(fù)脈沖串，RC4為脈沖開關(guān)，RC5為脈沖串。數(shù)字信號輸入/輸出電纜分別連接到單片機的RA2-RA5端口。

內(nèi)話接口板卡采用的單片機是Microchip公司生產(chǎn)的型號為PIC16F886式單片機。單片機的RA0、RA1和RC4-7設(shè)置為數(shù)字輸入口，采集電門狀態(tài)信息。

2.2.4內(nèi)話接口板卡程序設(shè)計

內(nèi)話接口板卡上的單片機程序主要功能是將鍵盤接口板卡傳送來的與按鍵值相關(guān)的負(fù)脈沖發(fā)送給內(nèi)話交換機，包含延時、數(shù)字信號輸入輸出、電門狀態(tài)信息輸入等子程序。

(1)延時子程序

與運行控制室和車廂內(nèi)的內(nèi)話接口板卡上延時子程序基本相同，延時子程序的延時計數(shù)值選擇10(0×a)時，延時時間是10 ms。

(2)數(shù)字信號輸入子程序

數(shù)字信號輸入子程序用于接收來自鍵盤接口板卡的負(fù)脈沖。RC4端口與鍵盤接口板卡的RC3端口相連，RC5端口與鍵盤接口板卡的RC2端口相連。該程序?qū)崟r監(jiān)測脈沖開關(guān) RC4 的狀態(tài)信息。當(dāng)RC4為低電平時，說明脈沖開關(guān)打開，可接收RC5的負(fù)脈沖信息。每接收完一個負(fù)脈沖信息，將脈沖計數(shù)器(0×2d)加 1，然后監(jiān)測脈沖開關(guān)RC4是否為高電平。若RC4為高電平，說明脈沖開關(guān)已關(guān)閉，結(jié)束該程序運行返回；若RC4仍為低電平，則繼續(xù)接收RC5的負(fù)脈沖信息并完成脈沖計數(shù)。

(3)數(shù)字信號輸出子程序

數(shù)字信號輸出子程序的功能是將鍵盤脈沖信息以正脈沖的形式發(fā)送至內(nèi)話交換機。數(shù)字信號通過RA2和RA3端口輸出到內(nèi)話交換機，RA2為脈沖開關(guān)，RA3為待發(fā)送的正脈沖。

(4)電門狀態(tài)信息輸入子程序

話機的內(nèi)話接口板卡僅使用1個電門狀態(tài)信息輸入端口RA0，采集CN3-7電門狀態(tài)信息。首先設(shè)置這個端口為數(shù)字輸入，然后程序采用查詢的方式不斷讀取該電門的狀態(tài)。當(dāng)電門被按壓瞬間，端口采集到低電平，RA2和RA3向內(nèi)話交換機輸送8個脈沖；當(dāng)電門被松開瞬間，端口采集到高電平，RA2和RA3向內(nèi)話交換機輸送13個脈沖。

3 結(jié)束語

本文采用Microchip公司的PIC16F886型號單片機，對話機上的鍵盤接口采集程序和內(nèi)話接口程序進行設(shè)計，可實現(xiàn)實時讀取按鍵值、將按鍵值轉(zhuǎn)換為負(fù)脈沖數(shù)輸出到內(nèi)話接口板卡，內(nèi)話接口板卡再將按鍵值轉(zhuǎn)換為脈沖串發(fā)送給內(nèi)話交換機等一系列功能，從而提升了客運交通裝備車廂內(nèi)話系統(tǒng)的通信可靠性。