2．2 线路切换及后备电源
当检测到铃流后，单片机应立即把电话机与外线电话线路断开，防止电话响铃。因为话机可能存有信息，所以应继续为话机供电，以保证话机信息不丢失。同时，电源也为系统设置复用话机键盘供电。
如图4所示，使用一个双刀双掷继电器进行线路切换。常闭触点连接外线，常开触电连接后备电源。LM317接成电流反馈形式，构成一个恒流源为话机供电。
2．3 来电解码电路
来电解码电路如图5所示，解码芯片采用盛群半导体公司的集成解码芯片HT9032。它着眼于Type I或On—hook caller ID的应用，符合Bellcore(Type I)及ITU—IV．23的规范。HT9032整合了FSK解调器于其芯片中，并以低耗电量及价格的优势等见长。芯片将解码以1 200波特率通过异步串行口发送至单片机。
2．4 摘挂机检测及DTMF解码电路
当系统黑名单设置时，会复用话机键盘，因此需要对话机按键的DTMF拨号解码，得到相应的按键键值，送由单片机处理。同时，要对话机状态进行检测，以及时通知单片机进行解码。DTMF解码采用盛群半导体公司的HT9170B集成解码芯片。摘挂机检测及DTMF解码电路如图6所示。
摘挂机检测使用了电压比较器。根据我国电话网标准，挂机状态时电话网电压在24 V以上，摘机时在10 V以下，用电压比较器比较电压，判断话机状态。
2．5 模拟挂机电路
模拟挂机电路如图7所示。当TAKEUP为高电平时，T1导通；当TAKEUP为低电平时，T1截止。因此T1就是一个受单片机I／O口控制的开关，可以通过单片机模拟摘挂机。
2．6 单片机及显示部分
单片机采用NXP公司的80C51内核P89C668。P89C66单片机内带64 KB Flash存储器，8KB RAM。显示电路采用的是128×64点阵LED屏。
2．7 系统电源
电话机后备电源需要24 V供电，而其他数字电路需要5 V供电，若采用线性稳压则损耗较大，故采用DC-DC芯片将24 V电压降为5 V，为数字电路供电。电源电路略——编者注。
3 μC／OS硬件层驱动程序设计
3．1 异步串行口驱动程序
当使用中断模式时，从接收移位寄存器接收到一个完整的字节，并将数据送入数据输入寄存器，产生一个中断。中断处理程序从端口读入字节，清除中断源。这时，可以处理ISR收到的字节，或者将字节送入缓冲区由后台处理，缓冲区大小依赖于后台进程控制CPU处理信息的速度。从串行端口捕捉数据时，常用一种被称作环形缓冲区的专用缓冲区。
输入数据的响应依赖于后台进程的执行速度。如果是实时内核，则处理输入数据的速度就与ISR接收不处理的速度差不多。为此，环形缓冲区的管理加入了信号量说明：
①应用程序等待信号量。
②接收到一字节后，ISR从串行端口读入字节。
③将接收到的字节送入环形缓冲区。
④ISR释放一个信号量，通知任务已经接收到一字节。
⑤信号量有效，等待任务准备开始运行。ISR完成后，内核决定等待任务是否成为优先级最高的任务。如果是，并且内核为可剥夺型内核，则恢复等待字节的任务。该任务从环型缓冲区取出数据，并执行相关操作。
3．2 基于μC／OS—II的串行口接收驱动
单片机对串口的支持仅仅是当数据送入SBUF时开始移位，但收到一个完整的字节后产生中断，通知用户进行读操作。在P89C668中，串行口并没有设计缓冲区，接收移位寄存器直接将数据送到接收SBUF，如果没有及时从接收SBUF中取出，前一字节就会丢失。如果没有驱动程序的支持，应用程序必须一字节一字节地接收数据，不但浪费时间，而且对应用程序的编制将产生极大影响。所以，在使用串口的时候，串口驱动程序是必须有的，通过驱动程序，可以大大简化应用程序的编写。
针对P89C668片内UART和μC／OS—II的特性，设计了分层明确的驱动模型，串口接收分层驱动结构图略——编者注。
任务在对环形缓冲区进行操作的时候，通过等待信号量，确定缓冲区是否允许操作。同时，中断服务子程序通过释放信号量来通知任务可以对缓冲区进行操作，大大提高了任务的响应时间。
4 系统软件设计
根据硬件构成，系统软件可分为来电解码、显示、键盘、判决、存储几大模块。模块在μC／OS—II的调度之下运行。
防火墙在值守状态时，各模块处于挂起态。当系统检测到铃流，将运行来电解码模块，并将解得的号码通知μC／OS—II。μC／OS—II将通过判决模块判断来电属性，执行相应动作。程序流程如图8所示。 
结语
本文设计了基于μC／OS和80C51单片机的固话来电防火墙。介绍了电话机的基本工作原理，对硬件主要模块进行了详细地分解分析。对软件基本流程和设计思路进行了阐述。整个系统通过了实际产品的最终验证，达到设计要求。
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