专利名称：包括一个辅助处理器的一种公用电话机的制作方法
技术领域：
本发明涉及公用电话机，尤其涉及借助借/贷卡运行的公用电话机。
公用电话机或PT是众所周知的，它们的功用是通过感应卡(inductivecards)上所含的存款而起作用的，比如，已被作为专利US4029945、DE2558917和PI7804885的目的的诸感应卡。可存储在这种卡上的大量存款，使用户免除了象打长途电话一样每隔一会儿就须将若干个代用硬币(token coins)塞入话机中而给他带来极大的方便。从操作的角度来看，使用感应卡的诸系统对电话公司来说也是有利的，这是因为可随意使用的感应卡消除了储存存款单元(credit elements)的需求—这种需求出现在使用传统代用硬币时—因此，减少了破坏行为，并避免为再次使用而周期性地收集代用硬币。
然而，与使用代用硬币的电话机相比，所述感应卡的使用要求对收取存款所涉及的诸内部元件进行颇为实质性的修改。这种收取包括根据PT所接到的收取脉冲识别有效存款，及有效存款的以后使用。这些工作是由一个读/写磁头执行的，该读/写磁头已由专利文件PI9201380、PI9204434以及其它文件描述。
如同以上所述及的诸文件中所陈述的，存款是以被排列成由若干行和若干列组成的矩阵形状的若干个金属元件的形式提供的。有效存款的识别(“读取”)和它的以后使用(“烧掉”)包括对矩阵中每个元件的寻址、对感应卡正确插入读/写磁头的识别、在显示器上为用户产生若干个消息、必须使用微处理器或诸如RAM或ROM存储器的辅助元件的若干操作。除与收取存款相联系的诸功能外，许多其它功能必须由微处理器来提供，诸如—通过周期扫描键盘的诸行和诸列与键盘对接；—中断控制，通过识别诸优先中断和转发对应的诸行为；—音调产生(最后一笔可用存款，键被按下)，通过软件利用时间设置；—各种计时(timing)，诸如，例如，无论何时出现环路中断均被触发的1秒钟计时。
根据现有技术水平制造的诸PT中，这些辅助功能的提供给微处理器带来过载，除妨碍加入可能有用的诸附加功能外，还降低了电话机的工作速度，并使其工作不可靠。
此外，与一特定中心局(central office)连接的所有TP话机均通过电话线对由交换局电池组供电。因此，使TP话机在通话期间的电流消耗最小是必要的和有利的。
降低功率消耗的一个可能途径是在诸非活动PT时期内切断对大多数集成电路的供电，比如调制解调器、RAM和ROM存储器等等，并中断微处理器时钟。在此种情况—称为“断电(power-down)” —下，有可能在电话机在不被使用时将功率损耗减小到0.5mA以下。一个优先中断比如当用户从挂钩上摘下手机时，再次激活对包含所述诸电路的电路板的供电。
然而，在诸次断电期间，微处理器时而将背景噪声所引起的脉冲解释为优先中断，导致电路板被不必要地再次激活，并因此导致不必要的能量损耗。此外，诸次由供电被再次激活而产生的暂态的集总效果最终使所述诸电路的寿命缩短。
由以上所述，本发明的主要目的是减少微处理器所执行的功能的个数，以便增加其处理速度和效率，并进一步允许提供诸附加功能，比如，例如，自计费。
一个附加目的由下一点组成当出现噪声脉冲或非优先中断时，避免诸PT电路的再次激活。
一个再进一步的目的是减少PT电路板的集成电路和其它部件的个数。
根据本发明，提供一个专用辅助控制电路，以执行对应诸中断或外部事件的逻辑信令预处理，并与PT话机键盘对接。
根据本发明的一个深一层的特征，所述控制器具有若干个原先由电路板的各种IC执行的附加功能，因此，减少了话机的部件个数并增加了话机的可靠性和寿命长度。
根据本发明的另一个特征，给附加控制器提供这样的装置，该装置仅允许将若干个在诸次断电期间通过掩蔽(masking)所选出的中断传送至微处理器。
根据本发明的一个深一层的特征，所述控制器产生若干种辅助音调，并提供原先由PT微处理器执行的计时。
根据本发明的再一个深一层的特征，给控制器提供这样的装置，该装置使得能够在制造过程中执行若干测试，以便保证最终产品完全可靠。
现将参看一个具体实施方式
并根据有关的附图描述本发明，该实施方式仅被列举作为示例，不具有限制意义，附图中
图1显示辅助控制器电路的框图，该辅助控制器电路是根据本发明的原理组建的。
图2显示根据本发明的对公用电话机所发出呼叫的原始处理的流程图。
图3显示根据本发明的呼叫处理的继续。
图4显示产生控制器定时信号的振荡器的基本原理图。
现在参看图1的方框原理图，给控制器提供多个输入和输出末端，为便于参考可将它们作如下分组—与微处理器的诸接口，包含输入末端11、输出插头(pin)18和21，以及与地址和数据总线连接的末端16；—利用插头组12的诸中断信号的输入；—与键盘的接口，包含列扫描(“回车”)末端13和行扫描末端15；—在掉电之后从系统接收复位信号的输入末端14；—利用一个与PT的电源(未示出)连接的开关控制电路板上的断电情况的输出末端17；—末端19，其信号阻塞某些外设EP信号；—末端20，与电话机的接收器有关，开关它来产生按键和收费音调，也阻塞话机的麦克风。
这些末端与控制器的一个或多个活动功能块连接，也就是—时钟信号发生器31，具有若干个这样的输出，这些输出用于除与微处理器总线32的接口、通过接头18与微处理器相连的复位发生器36、以及多路复用器输出39外其余的诸控制器块的直接计时。该发生器的基本频率由图4所示的一个电阻与电容控制的振荡器提供，这一点将在以下详细描述。
—与微处理器32的接口；诸接头11的诸信号指令末端组16中数据的读或写，并且还通过来自微处理器的信号CS指令控制器的使能。该接口利用送往块36和34的信号来使微处理器复位。
—中断控制，块34，它将由接头12接收的对应外部事件的8个逻辑过渡的出现告诉微处理器，也将每当一个键被按下时所产生的中断信号的出现告诉微处理器。它们当中，仅有中断IEX0不能被掩蔽；其余诸个的掩蔽是由微处理器通过与末端16连接的总线加载一个特定寄存器(未示出)执行的。
—监视(watchdog)计时器，块35，能由微处理器(未示出)利用2个比特通过接口32编程。该计时器的输出被转送至复位发生器块36 —它产生一个9ms的脉冲通过末端18以再次初始化微处理器。这个再次初始化发生于以下情况每当块35中超过时限，每当系统处于断电状态时接到一个有效优先中断，或者在掉电之后。
—块37，通过接头组13接收5个标准键盘列中诸逻辑电平的读取的键盘接口。该块还产生这样的行扫描信号，该行扫描信号经块39放大后被施加至输出输出末端组15。
—块38，它产生两种类型的音频信号一种存款短缺警告音调和一种可听的键返音调(每当某个键被按下时) -如果指示存款短缺的比特不处在电平“1”上；该比特已由微处理器始发并存储在一个特定寄存器(未示出)中。该块还阻断(MUTE)麦克风，为时略长于诸音调，以便避免将它们传过线路。
—块39，用于控制器的制造测试中，也用于放大行扫描信号，以及分别作为经由接头15、19、20和21的输出的SOUND(声音)、EP、MUTE(静音)、和INT(中断)；EP信号使能若干个外设，诸如，比如卡读/写磁头。
图4详细描述包含于时钟发生块31内的振荡电路40。如所显示的，提供3个外部末端47、48和49以便连接决定振荡频率的电阻器41、43和电容器42。该电路利用经由AND(与)门44的正反馈振荡，通过使能该门的接头45上的信号，该电路被激活或禁止。每当控制器切换至断电情况，该振荡器被禁止，从而减小总的PT电流消耗。
图2和3显示从公用电话机接到一个优先中断起由公用电话机执行的诸操作的顺序。在9种可能的中断当中，存在4种优先中断，其中一个出现在正常使用期间，两个出现在因破坏引起的故障或损坏的情形下，最后一个出现在向中心交换局传输数据期间，如下—IEX0，其过渡指示手机正被挂至或者正被摘下挂钩。该中断不可被掩蔽。
—IEX2，用于识别PT间的门被破坏或损坏；—IEX3，指示手机异常情况，包括话绳的损坏；—IEX4，由实时保持装置(未示出)激活，以在若干个预定时间通过调制解调器向集中控制(centralized control)发送关于PT的数据；除以上所提及的诸优先中断外，PT中若干个可能的中断包括以下诸非优先中断—IEX1，利用线路极性翻转指示长途电话费收取脉冲(toll collectingpulse)到达；—IEX5，通过调制解调器传令到中心交换局处的控制的通信有关的各种步骤；—IEX6，用中心交换局发送的一个12kHz的音调指示长途电话费收取脉冲的到达；—IEX7，指示接到由中心交换局发送的一个425Hz的拨号音。
仍然根据图2，当这些信号之一到达时，控制器检查出PT电路板(块51)的状态；如果是激活的，则将一个中断信号发送至微处理器块52。如果处于断电情况下，则使用复位脉冲的开始激活块53，该复位脉冲在它利用PD信号向电路板供电的同时保持芯片—选择信号(chip-select signal)被禁止。
复位脉冲一但结束，块54，各种电路上的诸条件就已经稳定，允许微处理器使能曾一直用总线(接头组16)禁止接口的芯片—选择信号。从该信号被接到的时刻起，控制器在适当的寄存器(未示出)内检查哪一个是由诸中断输入导致的状态，块55，并将处理中转至一个适当的子程序。在此示例中，一个正常呼叫的情形下，等待IEX7中断的出现。该中断来自拨号音检测器(425Hz)，块56。如果接到这个中断，则释放键盘的读取，块57。
根据图3，当用户按下若干个键时，诸数字的值被存入缓冲区，块61，并且，同时产生一个中断信号。一个状态变化就这一事件发信号至微处理器，该微处理器读出所存储的诸数字，通过电话线将它们发送至中心交换局，块62。与此同时，该PT对诸数字进行分析，首先检查第一个数字的到达及数值，块63和64。如果该值介于1到8之间，则该PT认为呼叫是一个市内呼叫并且释放多达8位数字的传输，块68。这防止这样一种欺骗，其中市内呼叫被换成一个直拨(Driect Dialing，DDD)呼叫。如果第一个数字是0，则复式长途电话费收取(multiple toll collection)被激活，块65，并且PT话机开始在每次从中心交换局接到一个收费信号时烧掉10份存款。这个手段避免由存款收取音所带来的对通信质量的损害 —这在非常远距的呼叫中频度可达每3秒钟一次。
对第二个数字的分析，块66，标志着呼叫的类型，当第一个数字已经为9时—如果第二个数字为0，则该呼叫是一个受话人付费呼叫(collectcall)；此情形下，PT将最多释放12个数字。在复式借款操作(multipedebiting operation)被激活的同时，该释放也发生于DDD和直拨至分机(DDR)呼叫(块67)；—如果第二个数字不为0，将标志着一个市内呼叫，并且仅释放8个数字。
下一个步骤，块69，检查第三个数字的接收，如果肯定(块70)，则释放麦克风，而如果否定，则等待用户键入第三个数字，块71。这一阻塞避免了这样一种欺骗，其中假如用户在麦克风上施加若干个特定音调，则一个DDD呼叫被按照市内呼叫收费。
当呼叫被应答时，中心交换局将一个长途电话费收取命令发送至PT。该命令可以是线路极性的一次翻转或一个12kHz的音调；两者均被若干个这样的特定电路(未示出)辨别，这些特定电路利用一个过渡产生长途电话费收取命令—该过渡分别是IEX1或IEX6的电平的—如同块72。在这一时刻作一次检查，以证实卡上有效存款的存在如果没有存款，则呼叫将被中断，块74。如果有足够的存款，则通过激活读/写磁头—它将对市内呼叫烧掉1份存款而对DDD/DDR呼叫烧掉10份存款—存款被收取，块75。
收取存款之后，PT继续检查进行中的通话，块76如果通话在继续，则处理返回至块72，等待一个新的长途电话费收取命令。手机挂至挂钩产生一个中断至微处理器，该微处理器通过读取状态寄存器来识别呼叫的终止、中断线路并激活断电程序(块77)。
尽管已基于一个特定的实施方式描述了本发明，必须理解的是，可以引入若干将保持在本发明的精神和范围之内的修改，比如，例如，给一个PT提供自计费。
权利要求
1.包括一个辅助处理器的一种公用电话机，其特征在于所述处理器执行对应若干外部事件的逻辑信号(IEX0……IEX7)的预处理以及与键盘的对接，也执行原先由所述公用电话机的微处理器完成的诸计时。
2.根据权利要求1的包括一个辅助处理器的一种公用电话机，其特征在于所述控制器包括若干种警告存款短缺的音调以及来自键盘的可听回答的发生器(38)。
3.根据权利要求1的包括一个辅助处理器的一种公用电话机，其特征在于，所述诸外部事件对应手机从挂钩上的放置/摘取(IEX0)；通过线路极性翻转的计费脉冲到达(IEX1)；未经许可打开电话间的门(IEX2)；手机异常情况(IEX3)；将数据发往中心交换局的预定时间(IEX4)；通过调制解调器(MODEM)与中心交换局通信期间传令各种步骤(IEX5)；利用12kHz音调的计费脉冲的到达(IEX6)；接到由中心交换局发送的450Hz的拨号音(IEX7)。
4.根据权利要求3的包括一个辅助处理器的一种公用电话机，其特征在于除对应手机从挂钩上的放置/摘取(IEX0)的中断外所有的所述中断能够被掩蔽。
5.根据权利要求2的包括一个辅助处理器的一种公用电话机，其特征在于在产生按键或收费音调期间将一个阻塞信号-MUTE(静音)-被发送至麦克风。
6.根据权利要求1的包括一个辅助处理器的一种公用电话机，其特征在于被释放以便在线路(76，78)上传输的数字的个数是分析(64，66)用户所键入的前两个数字的所得结果。
7.根据权利要求1的包括一个辅助处理器的一种公用电话机，其特征在于仅在用户键入第三个数字(69)之后麦克风才被解除阻塞(70)。
全文摘要
本发明涉及这样的一种使用感应卡记帐(debiting)的公用电话机,除这种电话机中传统使用的微处理器外,它还包括一个辅助处理器,用于执行原先由所述微处理器执行的诸功能中的某些功能,包括中断预处理、与键盘的对接、若干个附加音调的产生、以及各种计时器功能。
文档编号H04M17/02GK1176724SQ9519770
公开日1998年3月18日 申请日期1995年2月4日 优先权日1995年2月4日
发明者卡洛斯·阿尔贝托·皮萨尼, 罗萨纳·塞龙·迪吉奥尔吉奥, 路易斯·卡洛斯·贡卡维斯, 吉尔德马·多斯桑托斯 申请人:巴西利亚电信公司