基于多媒体处理器VG2的智能家居控制器设计

　　2．2 市话控制单元

　　市话控制单元利用住宅电话资源，串接在外线和用户的普通电话机中间，平时不影响电话正常使用。它由外围摘挂机控制电路、振铃检测电路、DTMF收发电路、语音录放电路等构成。

　　采用MT8888为核心，接收和发送DTMF全部16个信号。MT8888发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D／A变换器，接收部分用于完成DTMF信号的接收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出；可调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，带有标准的数据总线，与TTL电平兼容。采用VG2微控制器进行编程控制，可实现通过DTMF收发电路拨出电话号码进行电话通告和报警，以及接收远端的用户指令对家庭设备进行相应的操作。

　　选用的数字语音芯片为ISDl420，具有先进的模拟／数字语音存储技术，音质好，无需A／D转换，可录制20 s的语音信息，可分段存储信息，地址总线与单片机接口；零功率信息存储方式，断电情况下，信息可保留10年以上；易于使用，可随意改变录音内容，录放次数达10万以上。

　　在本系统中，ISD1420用于存储用户的地址语音信息(住宅的地理位置)，以便与110联网。电话在模拟摘机后的系统提示语音和各种警情语音信息由VG2的音频引擎输出直接耦合到通话线路中。当接收到报警信号时，系统查询系统参数，决定是否报警，采用何种方式报警(可以自动拨出用户设置的报警电话，向用户提供语音报警和现场声响；也可通过电话指令启动警号和其他执行机构)，并决定主机进入布防还是撤防状态。

　　摘挂机电路通过控制一个电流源的通断来实现。在挂机状态下，电路上的电流可以忽略不计；摘机时的电流约为30 mA，同时可以保证电路具有较小的直流阻抗(<300Ω)和较大的交流阻抗(>600Ω)。振铃时线路上为(90±15)V、(25±3)Hz、ls送、4s断的蜂音(GB3380-1982)，将线路上的电压与参考电压比较，以检测出振铃信号。

　　当有电话呼入时，在响铃达到殴定次数后，家居控制器接管电话，给出语音提示，提供留言或输入密码进入家电控制(若3次输入密码不正确，则家居控制器将自动挂断电话)。电话线路上的拨号音、回铃音、忙音等信号是频率为(450土25)Hz的交流电源，电平为(-10±3)dBm。置MT8888为呼叫进程处理模式．根据不同信号的计数值不同进行区分，可实现拨号音、忙音、回铃音的检测。市话控制单元结构如同3所示。

　　2.3 数据传输及数据存储单元

　　采用Realtek公司的以太网接口芯片RTL80l9AS和Philips公司的USB主从控制芯片ISP1161A1，为用户提供网络接入和数据存储功能。

　　ISPll6lAl是Philips公司生产的一种单片通用串行总线(USB)控制器，遵循USBv2．0规范，为USB HC提供了2个下行端口，为USB DC提供1个上行端口。每一个下行端口都有自己的过流(OC)检测输入端和电源转换控制输出端；上行端口有自己的VBUS检测输入端。内建4 KB的FIFO缓存RAM供HC使用，2 462字节的FIFO缓存RAM供DC使用。在ISP116lAl作为USB主机时，根据硬件资源的分配，其数据地址是0x015000000，命令地址为0x01500002。HC的编程接口时序最小值不超过300ns，在VG2接14.318 MHz晶振、ISP1161外接12 MHz晶振时，可以满足VG2和ISP1161协调工作的时序要求。

　　RTL8019AS网络接口芯片具有16位数据总线和24位地址总线，具有曼彻斯特编码、冲突检测和重发的功能；可以与很少的外围电路一起完成数据的发送和接收，全双工，收发速率可同时达到10Mbps；内置16KB的SRAM用于数据收发的缓冲，支持跳线和免跳线，即插即用的上作模式。图4是数据传输及数据存储结构图。RTL8019AS工作在跳线方式下，IOS3～IOSO为低电平，设置其I/O基地址为Ox300，RTL8019AS只对地址为0x300～0x31F的信号产生响应；IRQS2～IRQS0为低电平，INT0被选中作为中断请求的输出，PLl、PLO为低电平．设置具有自动检测接口类型的功能。

　　3 软件设计

　　本文采用μC／OS-II(v2．51)嵌入式操作系统作为家居控制器的软件平台。μC/OS-II是一个占先式多任务操作系统，可固化、可裁剪，易于移植，具有良好的可靠性和稳定性；支持多达64个任务，以及信号量、消息邮箱、消息队列等多种进程问通信机制。由于没有TCP/IP和USB协议栈，因此移植了1wIP和USB HOST协议来实现网络通信和USR数据传输。

　　3．1 μC／OS-II在VG2上的移植

　　采用Cygwin作为编译平台的EISC STUDIO集成开发环境，用户可以在C程序中插入汇编语言(可扩展指令集)，在移植过程中修改了OS_CPU．H和OS_CPU_C．C，4个与处理器相关的函数在OS_CPU_C．C中实现。堆栈的增长方向为向下，入口宽度为32位。初始化后数据结构依次为opt，ptos，pdATA，0x0，task，0x3000，0xe，0x7，0x6，Ox5，0x4，0x3，0x2，0xl，0x0。OSStartHighRdy()在OS_CPU_C．C中的实现实例如下(限于篇幅，其他函数不再一一列出)：