专利名称：通用书信电话机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通信终端设备，具体涉及一种通用书信电话机。
现有的电话机是用于声音传输的通信终端设备，只能传送话音，对于聋哑人以及听力较差语音不同和表述困难的人群，无法使用其与外界联系；对于电话联系中涉及图形、符号、签字也无法实现；对于一些机要文件、指令，语音传送保密性能差。而现有的传真机虽然能实现图形、文字、符号的传输，但原稿必须先在规格纸上写好，而且其内部光电和机械结构十分复杂，体积大、成本高、故障多，不能普及到广大电话用户。上述两种通信终端设备功能，均不完善，而且不能在本机上进行信息贮存、查阅，不能普及到普通电话用户。因此，不能适应广大群众对现代化通信的要求和固定电信业务的扩充。
本实用新型之目的旨在提供一种既能传输声音又能传输文字图形，还能进行信息贮存、查阅、功能齐全、结构简单、体积小、成本低、适应各国各族各类人群，极大拓展应用领域和扩充电信业务的通用书信电话机。
本实用新型的技术解决方案是这种通用书信电话机包括电话机电路、手写屏电路、手写屏缓存器、控制面板电路、中央控制单元、编码译码电路、调制解调电路、选择开关电路；手写屏电路、手写屏缓存器、编码译码电路、调制解调电路、选择开关电路依次连接，并与控制面板电路一起，通过数据总线与中央控制单元互连，构成手写信息传送单元；电活机电路与选择开关电路连接构成电话电路单元；控制面板电路根据“手写”、“语音”、“发送”、“查询”、“清除”、“贮存”功能健发生功能请求信号，功能请求信号通过数据总线连接至中央控制单元，中央控制单元确认后发出指令连接至选择开关电路，进行电话电路单元或手写信息传送单元的切换；选通手写信息传送单元时，中央控制单元根据控制面板电路的功能请求确认后发出指令通过数据总线连接至手写屏电路、手写屏缓存器、编码译码电路、调制解调电路、选择开关电路，手写屏电路将手写的文字、图形变成像素信号，通过数据总线进入手写屏缓存器暂存，同时将像素信号通过数据总线送往编码译码电路解读手写屏像素信号进行编码，尔后通过数据总线将编码送往调制解调电路的缓存器中，然后将编码数据在调制电路中以标准化方式调制，调制成模拟信号后通过选择开关电路向外线发送；反之，外线数据信号进入选择开关电路，尔后再传送至调制解调电路，解调后通过数据总线送入缓存器暂存，并同时送入编码译码电路将数据解码还原成像素信号，再通过数据总线送往手写屏电路显示，并送往手写屏缓存器暂存；中央控制单元还可根据控制面板电路的“查询”、“清除”功能请求信号确认后，通过数据总线的连接，将调制解调缓存器中的信息数据解码还原成像素信号，送往手写屏缓存器暂存和同时送往手写屏显示查询内容，中央控制单元执行“清除”程序时，将调制解调缓存器中原存贮的数据清零；当中央控制单元根据控制面板电路的“语音”功能请求信号确认后，发出指令通过数据总线连接选择开关电路，选通电话电路单元，电话机电路通过选择开关电路与外线信道连接连通。
本实用新型是参照传真机的功能，引入手写电脑中的部分电路，将传真机内部复杂庞大的光电结构和机械结构替换的，通过数据处理，用软件来实现其功能，从而大大降低了故障率和生产成本。这种通用书信电话机用户只需直接接入原有的电话机接线盒，无需改变电信局现有传输线路和交换设备，通用书信电话机采用手写屏输入，输出方式真迹传送，不会失真，采用像素信号压缩编码，故可传送不同文字、图形，适用于世界各国不同语音、不同文字的各族人群，特别是能帮助聋哑人以及听觉、发音困难的人群，使他们能同正常人一样使用现代通信工具。使用这种通用书信电话机，信件可以在屏幕上直接手写发出，无需先在纸上写成，传送速度快，不受纸张等苛刻条件限制。可在通用书信电话机的手写屏上先写先画，确认无误后再进行传送，书写操作过程不占用电路，通话费用低，保证了文字的准确性，文字图像传送逼真清晰，速度快，可贮存、查阅，还可通过外围设施打印或输入电脑，为机关企事业单位和个人进行各项业务提供记录和依据。本通用书信电话机适应世界各国的通信网及交换设备。因此，可充分利用现有电信网络，扩展业务，发展电信产业，本机输出符合CCITT建议的V系列方式标准化，对传输网的速率、带宽没有要求，适应各国传输交换网，凡电话机用户均可在现有接线盒接入本机，方便了广大人民群众充分利用信息资源，特别是本通用书信电话机保密性能好，便于党、政、军机关下达有关指示指令。因此，本实用新型构思新颖、设计合理、结构紧凑、体积小、功能齐全、适用性好、技术先进、性能优良、用途广泛。
图1为本实用新型结构原理框图。
图2为本实用新型电路原理图。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明参见图1，本实用新型包括电话机电路、手写屏电路、手写屏缓存器、控制面板电路、中央控制单元、编码译码电路、调制解调电路、选择开关电路，手写屏电路、手写屏缓存器、编码译码电路、调制解调电路、选择开关电路依次连接，并与控制面板电路一起，通过数据总线与中央控制单元互连，构成手写信息传送单元；电话机电路与选择开关电路连接构成电话电路单元。电话机电路为已有技术，采用普通电话机电路均可采用；调制解调电路也为已有技术，采用目前已由CCITT以V系列建议方式标准化的调制解调器，该电路中使用V·29和V·27传送手写屏内容，使用V·21传送控制信号，手写屏电路也采用已有技术，该电路单元可采用恒基伟业公司的商务通掌上手写电脑MBA991-C中的部分电路。控制板电路根据“手写”“语音”“发送”“查询”“清除”“贮存”等这些功能健的操作，发生功能请求信号，功能请求信号通过数据总线连接至中央控制单元，中央控制单元确认后发出指令连接至选择开关电路，进行电话电路单元或手写信息传送单元的切换，选通手写信息传送单元时，中央控制单元根据控制面板电路的功能请求确认后发出指令通过数据总线连接至手写屏电路、手写屏缓存器、编码译码电路、调制解调电路、选择开关电路，手写屏电路将手写的文字、图形变成像素信号，通过数据总线进入手写屏缓存器暂存，同时将像素信号通过数据总线送往编码译码电路解读手写屏像素信号进行编码，尔后通过数据总线将编码送往调制解调电路的缓存器中，然后将编码数据在调制电路中以标准化方式调制，调制成模拟信号后通过选择开关电路向外线发送；反之，外线数据信号进入选择开关电路，尔后再传送至调制解调电路，解调后通过数据总线送入缓存器暂存，并同时送入编码译码电路将数据解码还原成像素信号，再通过数据总线送往手写屏电路显示，并送往手写屏缓存器暂存；中央控制单元还可根据控制面板电路的“查询”“清除”功能请求信号确认后，通过数据总线的连接，将调制解调缓存器中的信息数据解码还原成像素信号，送往手写屏缓存器暂存和同时送往手写屏显示查询内容，中央控制单元执行“清除”程序时，将调制解调缓存器中原存贮的数据清零；当中央控制单元根据控制面板电路的“语音”功能请求信号确认后，发出指令通过数据总线连接选择开关电路，选通电话电路单元，电话机电路通过选择开关电路与外线信道连接连通。
本实用新型将电路分为电话电路单元和手写信息传送单元两个相对独立的部分。这是因为采用电话线作为信息传送媒介时，传送速率较慢，不能有效支持既通话音又同时传送数据的要求。对于这两个相对独立的部分，用户通过控制面板选择是“通话”还是“手写”功能，然后通过发生功能请求送至中央控制单元，再由中央控制单元发出指令，选择开关接通电话单元或手写信息传送单元。根据不同的用户功能请求，中央控制单元发出不同的指令，控制框图中各部分完成相应的功能。
手写屏输入信息的编码存储方法设手写屏上像素点分为黑、白两色(无灰度及差别)。
方法1记录下每个像素点黑点的位置信息(行号、列号)。如某黑白像素点坐标为(15,23)(设手写板总行列数均为128)，则坐标变为二进制编码为(先行后列)(0001111,0010111)，将编码事先送入手写屏缓存器即可；方法2(按传真机的方法)按黑点用“1”代表，白点用“0”代表。每行逐个输出，即将手写板上每个像素点都用0,1表示。然后依起始行，串行存入显存中。由于手写屏一屏的信息像素点总数固定，故只须设置一计数器，记录下何时换行，即可确定每一行的像素位置。
以上两种方法比较，在文字或符号不多的屏幕区域(即白色，连“0”较多区域)。后一方法的数据量将比第1种方法大，但由于这些数据间有较大的相关性，适合于采用数据压缩编码压缩传输的数据量。而在文字或符号密集的区域(黑色“1”较多)，第2种方法数据量并不比第一种方法大。具体采用何种方法，可依据具体硬件情况考虑。若采用市面上已有的手写屏，应注意其是否已带有显存，若已有可将其数据输出线接入编码译码电路。
编码译码电路对于显存中存储的信息数据，在发送前应适当采用数据压缩编码的方法以降低在线路中传送的数据量(因为当数据量很大时，若不采用压缩的方法，将使信息传送时间延长，影响其实时性，且不经济)。
若采用前述的第2种信息存储方法，一般应用压缩编码。编码方案有多种，理论上一般用霍夫曼编码。实际中，如传真机上常用修正的霍夫曼编码(MH)，该编码在CCITT的标准中有制定好的码表。编/解码单元可用TI等公司相应芯片编程写入来实现。
信写的传送(1)利用电话线传送时，必须完成从数字信号到模拟音频信号的转换。最直接的方法是和传真机一样，采用调制解调器moden完成这一过程。由于一般调制解调器用于某一固定的传送速率，故在传送编码信息给moden时，应设置一定容量的数据缓冲存储器来调整传送给moden的数据速率。
(2)若与计算机或近距离通信，经编码输出的数据信号再经串/并转换后可通过RS-232口直接进行数字信号的发送与接收(无须moden)。
中央控制单元发送和接收的过程均在中央控制单元的控制指挥下按严格的时序完成。中央控制单元根据控制面板的功能请求，发出相应的控制指令。控制单元可以用单片机，也可用ROM(将程序预先烧入其中)。工作时根据不同功能请求设定不同的工作模式，执行相应的预先编好的程序。
参见图2本实用新型电路原理图，与图1中的原理框图相对应，图2中的功能键“手写”“语音”“发送”“查询”“清除”“贮存”和可编程I/O器件U8构成控制面板电路，单片机CPU:U0为中央控制单元，图2中译码器U1与码表ROM:U2和ROM:U3构成编码译码电路，调制解调电路与调制解调缓存器U5构成图1中的调制解调电路，锁存器U6与多路模拟开关U7、U9构成选择开关电路，U4为手写屏缓存器。
图2中本实用新型引用现有技术的部分为电话电路单元(语音电话)该单元采用普通电话电路，凡有进网许可证的电话机电路均可采用。
调制解调电路单元调制解调器目前已由CCITT以V系列建议的方式标准化，本电路中使用V.29和V.27在传送手写屏内容V.21用于控制信号的传送。
手写屏输入及显示单元该电路单元采用恒基伟业公司的商务通掌上手写电脑MBA991-C中的部分电路。
本实用新型其他主要电路本机是以数字信号处理为基础的通信设备，其中除电话电路单元和调制解调电路单元以模拟电路为主外，其余电路多采用数字处理方式，因此信号的流向控制和工作过程主要是通过软件来实现的，只要修改软件的相关部分即可实现工作方式的变换和功能的扩充，而硬件则不必做相应的改动。
编码译码电路本机为降低整机成本，提高可靠性能，所用器件主要从早期的比较成熟的大规模集成电路产品中选取。选取原则是①通用性好；②功能强；③可编程；④可靠性高。今后在批量生产中，可采用专用芯片(如MN8671等)或将本电路混合集成。
本电路中U0采用Z80A,U1采用74LS138,U2,U3为2764,U4,U5为6116。
上电后，U3中的主控程序开始运行，CPU将手写屏电路输入的象素信号送往数据总线，暂存在U4中，并选通U2，找到对应的编码，而后通过数据总线送往U5缓存，其后再将标准的编码数据送往调制电路调制后发送。
当做被叫方时，信道传来的数据首先通过解调器解调，暂存在U5中，而后CPU选通U2，将数据进行解码还原为象素信号，再通过数据总线送往手写屏显示单元。
选择开关电路本电路主要负责机器在语音电话和手写方式二种状态之间的切换，待机时为手写方式状态。
其中U6为锁存器74LS273,U7为多路开关4051。
当CPU发出切换指令时，数据总线上的数据送往U6锁存，同时在U6输出端输出控制数据送往U7，选通某一路通道。只要CPU不再向U6写入数据，该通道将一直保持开通状态。
控制面板电路该电路主要功能为识别面板上各按键的状态。U8采用Z80PIO(或8255)，本电路将该可编程并行I/O的B口设置为位控方式，且每一位均可向CPU发出INT中断请求信号，在按键未闭合时，各端口输入为高电平“1”，当某一按键闭合时，输入为低电平“0”,U8即向CPU申请中断，CPU转向执行该按键的中断服务程序，完成该按键预定的目标。
电路工作原理及信号流向(一)手写功能电路1、主叫方话机及信号主叫方按面板上“手写”键，面板电路工作，“0”电平输入可编程I/O器件的PBO端口，U8中INT端输出中断请求信号至中央控制单元(CPU)U0INT端口，U0收到指令后，通过数据总线D0～D7端口向U8进行辩认确认是“手写”指令后，即通过数据总线D0～D7端口向手写电路，编译码电路，调制解调电路的D0～D7端口输入，发出进入手写的指令，这时面板上手写指示灯亮。
主叫在屏幕上书写手写内容，主叫书写时，CPU将手写屏电路输入的像素信号通过D0～D7端口，送往数据总线，进入手写屏缓存器U4的D0～D7端口暂存。这时，在编译码电路中U3的主控程序指令下，通过数据总线，选通码表U2,U2解读手写屏像素信号进行霍夫曼编码，尔后通过数据总线将编码送往调制解调缓存器U5中，然后再将标准的编码数据送往调制电路，采用CCITV建议的标准化方式调制，调制成模拟信号后通过U7、U9发送。
手写完毕，主叫摘机，摘机信号进入U7、U9的S1端，通过U6告之CPU(U0)。CPU(U0)执行U3中的主控程序，首先选通锁存器U6，通过数据总线向U6写入控制数据，该数据锁存器在U6的同时，在U6的输出端Q0～Q3将该数据送往模拟开关U7、U9的A、B、C、EN端，使U7、U9的S1与IN/OUT接通，从而使电话机电路与外部信道连通。
这时，主叫拨被叫电话号码(本机待机时设定为手写方式)，若此时被叫话机处于手写方式，主叫将会听到手写接收音，这时主叫按面板“发送”键，PB2输入“0”电平，U8中INT端输出中断请求信号指令至CPU(U0),U0收到指令后，由数据总线(D0～D7)端发出指令，确认U8下达的“发送”指令，即下达指令，中断手写功能，执行“发送”指令，指令通过数据总线下达给调制电路及锁存器(U6)，通过U6将模拟开关U7、U9的S2与IN/OUT接通，使调制解调电路与外部信通连接，信号通过U7、U9送往外部信通，完成发送过程。
2、被叫话机及信号收视1)被叫话机处于手写状态被叫话机收到主叫拨号的“手写”指令后，U7、U9中信号端EN端口通过U6中Q3端口发出接收指令，接收指令通过数据总线至CPU,CPU下达进入接收指令。
外线数据信号进入被叫话机U7、U9中IN/OUT端口，通过S2传送到调制解调器IN/OUT端口，解调后，通过数据总线D0～D7端口送入U5中暂存，同时启动U3中解码程序，将数据与U2中的码表比照，将数据进行解码还原为像素信号，再通过数据总线送往手写屏显示单元显示，同时送往U4暂存，这时被叫在手写屏幕上可见到主叫书写内容。
2)被叫话机处于语音状态被叫话机处于语音状态有两种情况有人应答和无人应答。
有人应答时主叫呼被叫，被叫应答，同时通过U7、U9信号端口通过U6的Q3发送语音通话信号给CPU。主叫示意被叫接收信件时，被叫在面板上按“手写”键，此时发出的是接收手写指令，通过INT端口进入CPU,CPU判断后，下达中止语音通话，转换成接受手写功能的指令，同时向主叫回送手写信号音。此时，被叫话机电路处于手写接收状态。
主叫呼唤被叫，被叫无人应答主叫拨通被叫，被叫话机响铃，同时通过信号线EN端口通知CPU，响铃50秒后，CPU见无人应答，即下指令，话机处于手写接收状态向主叫回送手写信号音。
主叫听到手写信号音时，有两种情况第一种情况，按“发送”键传送书写内容；第二种情况，主叫只要求语音通话时，挂机。
(二)查询、清除该机可根据存贮器的容量确定，保存接收到的信息。查询时，信号流向如下摘机后，CPU(U0)执行U3中的主控程序，当用户按下面板上的“查询”键时，“0”电平输入至U8,U8发出中断请求信号，U0响应中断，转去执行查询中断服务程序。该程序将存贮在缓存器U5中的信息数据与U2中的码表对照，解码还原成象素信号，然后同时送往U4暂存和手写屏显示单元显示。连续按下“查询”键，重复执行上述过程，则可将接收的信息逐条显示出来。
若不想保存这些信息，按下“清除”键，则CPU(U0)转去执行清除中断服务程序，该程序可将U5中原存贮的数据全部清零。
面板上每个按键对应于一个中断服务程序，不同的中断服务程序可完成不同的功能，但其执行的过程同上述说明大致相同。
权利要求1．一种通用书信电话机，其特征在于包括电话机电路、手写屏电路、手写屏缓存器、控制面板电路、中央控制单元、编码译码电路、调制解调电路、选择开关电路；手写屏电路、手写屏缓存器、编码译码电路、调制解调电路、选择开关电路依次连接，并与控制面板电路一起，通过数据总线与中央控制单元互连，构成手写信息传送单元；电话机电路与选择开关电路连接构成电话电路单元；控制面板电路根据“手写”“语音”“发送”“查询”“清除”“贮存”功能键发生功能请求信号，功能请求信号通过数据总线连接至中央控制单元，中央控制单元确认后发出指令连接至选择开关电路，进行电话电路单元或手写信息传送单元的切换；选通手写信息传送单元时，中央控制单元根据控制面板电路的功能请求确认后发出指令通过数据总线连接至手写屏电路、手写屏缓存器、编码译码电路、调制解调电路、选择开关电路，手写屏电路将手写的文字、图形变成像素信号，通过数据总线进入手写屏缓存器暂存，同时将像素信号通过数据总线送往编码译码电路解读手写屏像素信号进行编码，尔后通过数据总线将编码送往调制解调电路的缓存器中，然后将编码数据在调制电路以标准化方式调制，调制成模拟信号后通过选择开关电路向外线发送；反之，外线数据信号进入选择开关电路，尔后再传送至调制解调电路，解调后通过数据总线送入缓存器暂存，并同时送入编码译码电路将数据解码还原成像素信号，再通过数据总线送往手写屏电路显示，并送往手写屏缓存器暂存；中央控制单元还可根据控制面板电路的“查询”“清除”功能请求信号确认后，通过数据总线的连接，将调制解调缓存器中的信息数据解码还原成像素信号，送往手写屏缓存器暂存和同时送往手写屏显示查询内容，中央控制单元执行“清除”程序时，将调制解调缓存器中原存贮的数据清零；当中央控制单元根据控制面板电路的“语音”功能请求信号确认后，发出指令通过数据总线连接选择开关电路，选通电话电路单元，电话机电路通过选择开关电路与外线信道连接连通。
专利摘要一种通用书信电话机,由电话电路单元和手写信息传送单元两部分构成,电话电路单元由电话机电路和选择开关电路连接组成,手写信息传送单元由手写屏电路、手写屏缓存器、编码译码电路、调制解调电路、选择开关电路依次连接、并与控制面板电路一起,通过数据总线与中央控制单元互连构成。本实用新型构思新颖、设计合理、功能齐全、技术先进、应用广泛。
文档编号H04M1/247GK2461226SQ0121328
公开日2001年11月21日 申请日期2001年1月16日 优先权日2001年1月16日
发明者李先举, 叶蓁蓁 申请人:李先举, 叶蓁蓁