手機(jī)的軟件工作原理

在電子學(xué)中，單片微型計(jì)算機(jī)（One Chip Microcomputer）就是是微型控制器，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。微控制器作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，應(yīng)用非常廣泛，發(fā)展速度也很快，現(xiàn)代凡含有數(shù)字電路的家用電器中，括移動(dòng)電話幾乎都不少不了微控制器。微控制器在一塊芯片上集成了中央處理器（CPU），儲(chǔ)蓄器（RAM，ROM或EPROM）和各種輸入/輸出接口，定時(shí)器，A/D，D/A轉(zhuǎn)換接口等點(diǎn)路，它是一塊大規(guī)模集成電路。由于它具有許多使用于的指令及硬件支持廣泛用于移動(dòng)通信的控制系統(tǒng)中。微控制器用于各種移動(dòng)通信產(chǎn)品的集體電路（硬件）是有所不同的，但是它們的基本組成相同， 大的不同就是軟件設(shè)計(jì)不同。具體到手機(jī)的電路中，由于單片集中的CPU，儲(chǔ)存器等并不是集成到一塊芯片上，而是獨(dú)立分開的，所以手機(jī)中的邏輯部分并非電子學(xué)上傳統(tǒng)意義上的由一塊單片機(jī)構(gòu)成，而是能稱之一個(gè)系統(tǒng)，所以我們說手機(jī)的核心部件是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)。手機(jī)中一個(gè) 基本的單片機(jī)系統(tǒng)主要由下列幾部分組成：

1 CPU（中央處理器）：這是手機(jī)單片機(jī)系統(tǒng)核心。

2 儲(chǔ)存器：括兩個(gè)部分，一個(gè)ROM，它是來存儲(chǔ)程序；二是RAM，它是來儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。ROM和RAM兩鐘儲(chǔ)存器是有所不同的。

3 輸入/輸出（I/O）接口：這一接口電路分為兩種：一是并行輸入/輸出接口；二是串行輸入/輸出接口。這兩種接口電路結(jié)構(gòu)不同，對(duì)信息的傳輸方式也不同。

4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：?jiǎn)纹瑱C(jī)的許多應(yīng)用中，往往需要進(jìn)行精確的定時(shí)并產(chǎn)生方波信號(hào)，這要由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器電路來完成。

5 時(shí)鐘系統(tǒng)：手機(jī)中常見是13MHz和32.768kHz.微處理器的上述五個(gè)基本部件電路之間通過地址總線（AB），數(shù)據(jù)總線（DB）和控制總線（CB）連接在一起，再通過輸出/輸入接口把手機(jī)整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)與外部電路聯(lián)系起來。手機(jī)的單片機(jī)系統(tǒng)是由一個(gè)中央處理器（CPU），程序存儲(chǔ)器（ROM），數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），輸出輸入接口（I/O）和總線（BUS）等構(gòu)成的既相互獨(dú)立又緊密聯(lián)系的完整的系統(tǒng)。

單片機(jī)系統(tǒng)是整部手機(jī)的指揮中心，CPU就是總指揮，是單片機(jī)系統(tǒng)的處理核心，它相當(dāng)于人的大腦，對(duì)手機(jī)進(jìn)行射頻部分控制，控制關(guān)機(jī)，控制鍵盤，控制顯示，其它集成電路的控制及相互之間的數(shù)據(jù)傳送。單片機(jī)系統(tǒng)所有操作動(dòng)作指令的接收和指令的執(zhí)行，各種控制功能，輔助功能等都在CPU的管理下進(jìn)行，同時(shí)，CPU還要擔(dān)任各種運(yùn)算工作。通俗的講，CPU相當(dāng)于“人腦”和“算盤”的作用，其中“人腦”用來指揮單片機(jī)系統(tǒng)的各項(xiàng)工作，“算盤”則用來進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的運(yùn)算。所以，在手機(jī)中，CPU起著指揮中心的作用，在工作過程中，CPU發(fā)出各控制指令，使整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)在處理過程中能自動(dòng)地，協(xié)調(diào)一致的進(jìn)行。

1 CPU的功能

CPU是手機(jī)的核心部分，各部分功能如下：

1信道編解碼交織，反交織，加密，解密。

2控制處理器系統(tǒng)括：16位控制處理器，并行和串行顯示接口，鍵盤接口，EEPROM

接口，存儲(chǔ)器接口，SIM卡接口，通用系統(tǒng)連接接口，與無線部分，的接口控制，對(duì)背光進(jìn)行可遍程控制實(shí)時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生與電池檢測(cè)及芯片的接口控制等。

3數(shù)字信號(hào)處理：16位數(shù)字信號(hào)處理與ROM結(jié)合的增強(qiáng)型全速率語音編碼，DTMF和呼叫鈴音發(fā)生器等。

4對(duì)射頻電路部分的電源控制。

2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

CPU內(nèi)部由三大部分組成：一是運(yùn)算器，想當(dāng)于一個(gè)“鍵盤”； 還有是寄存器，相當(dāng)是“紙張”；三是控制器，相當(dāng)是“人腦”。

3 外部電路

CPU內(nèi)部各部件之間及CPU與外部邏輯部件之間交換和傳輸信息是有三條公共線

（BUS），地址總線（AB），數(shù)據(jù)總線（DB），控制總線（CB）來完成的。在看手機(jī)的邏輯電路時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)注意各種控制信號(hào)，邏輯電路提供的射頻控制信號(hào)。如：接收啟動(dòng)控制信號(hào)（RXCN或RXEN），發(fā)射機(jī)啟動(dòng)控制信號(hào)（ TXON或TXEN），頻率合成控制信號(hào)（ SYN-EN，SYNDAT，SRNCLK）等。

4 工作條件

1），供電（VCORE CPU）；），時(shí)鐘（CLK clock）; 3)， 復(fù)位（RST reset）。

CPU的內(nèi)部和外部通過三種總線與各部件之間進(jìn)行聯(lián)系，它們是地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線。地址總線用來傳送地址信息，它是一種單向傳輸總線，地址總線在三種總線中的數(shù)目 多，通常地址總線用Ax x表示；數(shù)據(jù)總線是用來傳送數(shù)據(jù)的總線，它是一種雙向總線，它可用來傳送CPU的輸出數(shù)據(jù)，也可用來向CPU傳送數(shù)據(jù)，常用D x x表示；控制總線用來傳送控制信息，它是一種單傳輸總線，對(duì)于ＣＰＵ來講，控制總線所傳送的控制信號(hào)有的是輸入信號(hào)，控制總線的數(shù)目要少些，通常用C x x表示。手機(jī)單片機(jī)系統(tǒng)中的總線是由許許多多部件所共用的，各部件通過三態(tài)門掛在總線上。三態(tài)門有一個(gè)高阻狀態(tài)，與總線脫離，此時(shí)對(duì)總線而言它就不是一個(gè)負(fù)載。正是由于三態(tài)門的這一特點(diǎn)，可以使許許多多部件同時(shí)掛在總線上而不使總線過載。總線在某一時(shí)刻只被一對(duì)部件使用（即總線一端接的是信號(hào)源部件，另一端接的是信號(hào)接收部件），在另一時(shí)刻總線又被另一對(duì)部件使用，這種由部件輪流使用總線的方法稱為分時(shí).手機(jī)由于功能很多，軟件復(fù)雜，存儲(chǔ)容量大，所以CPU需要有兩個(gè)存儲(chǔ)器為其存放手機(jī)軟件，那就是版本（Flash ROM）和碼片（EEPROM），它們?nèi)缤瑱n案館,又如同大倉庫，我們叫存儲(chǔ)單元內(nèi)，分門別類的存放著各種資料，參數(shù)，表格和程序，為了方便地找到么每一個(gè)存儲(chǔ)內(nèi)容，每個(gè)小單元的地址都有二進(jìn)制代碼表示地址碼，像門牌號(hào)一樣，ＣＰＵ要發(fā)出地址信息就是通過ＡＢ去訪問格小單元。EEPROM，F(xiàn)LASH等均是非易失性器件，非易失性存儲(chǔ)器 大的特色是在當(dāng)電源關(guān)閉后，原先儲(chǔ)存在內(nèi)的資料，仍能夠持續(xù)被保存，且可以被重復(fù)抹除修改；而其中的FLASH更是已成為僅次于DRAM的全球第二大存儲(chǔ)器市場(chǎng)。比較二者的差異，可以發(fā)現(xiàn)FLASH的前景更被看好，主要的原因在于不同容量密度，設(shè)計(jì)架構(gòu)的FLASH產(chǎn)品，在市場(chǎng)上各有不同的應(yīng)用及區(qū)域，集中度及相互潛代性皆較低。

（一），電可擦可寫可編程存儲(chǔ)器（EEPROM electrically erasbi programmable）

EEPROM是一塊存儲(chǔ)器，俗稱“碼片”，二進(jìn)制代碼的形式存儲(chǔ)著手機(jī)的資料，它存儲(chǔ)的是：

1) , 手機(jī)的機(jī)身碼；

2) ，檢測(cè)程序，如：電池檢測(cè)，顯示電壓檢測(cè)等；

3) ，各種表格，如：功率控制（PC），數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC） 自動(dòng)增益控制（AGC）自動(dòng)頻率控制（AFC）等；

4) ，手機(jī)的隨機(jī)資料，可隨時(shí)存取和更改，如電話號(hào)碼菜單設(shè)定等。其中，碼片中存儲(chǔ)的一些系統(tǒng)可調(diào)節(jié)的參數(shù)，對(duì)生產(chǎn)廠家來說存儲(chǔ)的是手機(jī)調(diào)試的各種工作參數(shù)及與維修相關(guān)的參數(shù)如電池門限，輸出功率表話機(jī)鎖，網(wǎng)絡(luò)鎖寫；對(duì)于手機(jī)用戶來說存貯的是電話號(hào)碼本，語音記事本及各種保密選項(xiàng)如個(gè)人保密碼，以及手機(jī)本身（串號(hào)）等等。

碼片的分類：

1） ，按數(shù)據(jù)傳輸方式分：

1采用并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿写a片：

2） 按管腳數(shù)分：

1 28腳碼片，也就是并行碼片了。

2 8 腳碼片，也就是傳行碼片，8腳碼片又分大8腳（即管腳間有大小之分）。串口碼主要由I2C總線與外界電路進(jìn)行通訊，其中SDA為串行數(shù)據(jù)線，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸工作，SCL為串行時(shí)鐘線，主要負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)的同步工作。此外還有WP ，A1 ，GND腳。碼片出現(xiàn)故障可分兩種情況：一是碼片本身硬件損壞；二是內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)丟失。

3） 按封裝形式分：TSOP28 TSSOP8 SO8 BGA8等。

3） 按容量分：128B，256B，512B，1KB，2KB······128B（24C1024）。

目前，隨著集程度的增加，碼片已快被“吃掉” ，不在單獨(dú)存在（還存在的多為8腳碼片），ＦlashROM為閃速只讀存儲(chǔ)器，有是又稱ＦＬＡＳＨ，俗稱版本字庫。它以代碼的形式裝載了手機(jī)的基本程序和各種功能程序。

字庫在手機(jī)的作用很大，地位非常重要，具體作用如下：

1 儲(chǔ)存主機(jī)主程序

2 儲(chǔ)存字庫信息

3 儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)信息

4 儲(chǔ)存錄音

5 存儲(chǔ)加密信息

6 存儲(chǔ)序列號(hào)（IMEI碼）

7 儲(chǔ)存操作系統(tǒng)

FLASH按工作電壓可分為：5V 3.3V 1.8V 0.9V等幾種。按其數(shù)據(jù)總線寬度可以分為８位數(shù)據(jù)總線寬度，１６位數(shù)據(jù)總線寬度兩種；按其總線和數(shù)據(jù)總線分離，低１６位地址總線和數(shù)據(jù)總線合并，地址總線和數(shù)據(jù)總線合并三種；按其扇區(qū)分布可分為top bottor兩種；其封裝形式具體有UBGA56 FBGA72 BGA80 BGA69 等等。

字庫的工作流程比較復(fù)雜：

當(dāng)手機(jī)開機(jī)時(shí)，CPU便傳出一個(gè)復(fù)位信號(hào)REST經(jīng)字庫，使系統(tǒng)復(fù)位。再待CPU把字庫的讀寫端，片選端選端后，CPU就可以從字庫內(nèi)取出指令，在CPU里運(yùn)算，譯碼，輸出各部分協(xié)調(diào)的工作命令，從而完成各自功能。字庫（FLASH）程序儲(chǔ)存器的軟件資料是通過數(shù)據(jù)交換端，地址交換端與微處理器進(jìn)行通訊的。CE（CS）端為字庫片選端，OE端為讀允許端，REST端為系統(tǒng)復(fù)位端，這四個(gè)控制端分別者是由CPU加以控制。如果字庫的地址有誤或未選通，都將導(dǎo)致手機(jī)不正常工作，通常表現(xiàn)為不開機(jī)，顯示字符錯(cuò)亂等故障現(xiàn)象。由于字庫可以用來擦除，所以當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失時(shí)可以重新寫入。和頁碼一樣，字庫本身也可能回?fù)p壞，如果是硬件出現(xiàn)故障的話，就要重新更換字庫。

    而RAM俗稱贊存，顧名思義是暫時(shí)寄存。前加S是靜態(tài)的意思，SRAM平時(shí)沒有資料，只是單機(jī)片系統(tǒng)工作時(shí)，為數(shù)據(jù)和信息在傳輸過程中提供一個(gè)存放空間，像旅途中的“旅店”，她存放的數(shù)據(jù)和資料斷電就消失。其 大的特點(diǎn)是寸取速度快，段電后數(shù)據(jù)自動(dòng)消失。字庫這種復(fù)合結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：

1字庫+暫存形，2、字庫+碼片形，3、字庫+暫存+碼片型的復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，但由于程序的繁多以及程序設(shè)計(jì)的不完善往往會(huì)容易引起各種故障，對(duì)于軟件技術(shù)基礎(chǔ)薄弱的國(guó)產(chǎn)機(jī)型，采用此種組合都很容易引起軟件故障，各位讀者在維修時(shí)要小心了。

2·2·4 I/O接口（I/O Intterface）

輸入/輸出接口常用I/O接口表示，I是指輸入接口，是英文IN的簡(jiǎn)寫。O是指輸出接口，是英文OUT的簡(jiǎn)寫。輸入/輸出接口電路是指CPU與外部電路、設(shè)備之間的連接通道及有關(guān)的控制電路。由于外部電路、設(shè)備中的電平大小、數(shù)據(jù)格式、

運(yùn)行速度、工作方式等均不統(tǒng)一，一般情況下是不能與CPU相兼容的（即不能直接與CPU連接），這些外部電路和設(shè)備只有通過輸入/輸出接口的橋梁作用，才能進(jìn)行相互之間的信息傳輸、交流并使CPU與外部電路、設(shè)備之間協(xié)調(diào)工作。

由于I/O部件在結(jié)構(gòu)和工作原理上與CPU有很大的差異，它們都有各自單獨(dú)的時(shí)鐘、獨(dú)立的時(shí)序控制和狀態(tài)標(biāo)志。CPU是個(gè)高速部件，與I/O部件工作在不同速度下，所以它們之間的差別一般能夠達(dá)到幾個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)CPU與外圍I/O部件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)必須引入相應(yīng)的邏輯部件，解決兩者之間的同步與協(xié)調(diào)，根據(jù)格式轉(zhuǎn)換等，總體上說，I/O接口的基本功能如下：

A、參與單片機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸操作，選擇輸入、輸入部件。

B、參與控制完成選定的I/O部件與CPU及其它部件之間的數(shù)據(jù)交換。

1、接口的作用

1） 現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖，使CPU與相關(guān)外部電路的I/O部件在工作速度上達(dá)到匹配。

2）、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

3）提供外圍部件和接口的狀態(tài)，為CPU更好的控制各種外圍部件，提供有效的幫助。

4）、實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外圍部件之間的通訊聯(lián)絡(luò)控制。

2、接口的種類

手機(jī)接口是個(gè)很廣義的概念，主要有以下幾種分類方法：

1）、按手機(jī)電路功能分類：

有模似接口、數(shù)字接口（MMI manand moleile interface）。

2）、按數(shù)據(jù)傳輸寬度分類：

有并行接口、串行接口。

3）、按操作的節(jié)拍分類：

有同步接口、異步接口。

4）、按數(shù)據(jù)傳送控制方式分類

可將接口分為有程序的控制的I/O接口、程序中斷I/O接口和直接存儲(chǔ)器存取（DMA）接口等三種。

雖然手機(jī)輸入/輸出接口種類繁多，不同的外部電路和設(shè)備需要相應(yīng)的輸入/輸出接口電路，但可利用編制程序的方法具體確定接口的工作方式、功能和工作狀態(tài)。

2·2·5定時(shí)器/事件計(jì)數(shù)器

為了提高單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制能力，一般單片機(jī)內(nèi)都設(shè)有定時(shí)器電路。定時(shí)器有兩種類型：一是增量計(jì)數(shù)器；二是減量計(jì)數(shù)器。

當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，增量計(jì)算器產(chǎn)生中斷并作標(biāo)位置位；當(dāng)定時(shí)器回零時(shí)，減量計(jì)數(shù)器產(chǎn)生中斷。有的定時(shí)器還具有自動(dòng)重新加載的能力，這使得定時(shí)器的使用更加靈活方便，利用這種功能很容易產(chǎn)生一個(gè)可編程的時(shí)鐘。此外，定時(shí)器還可以作為一個(gè)事件計(jì)數(shù)器，當(dāng)工作在計(jì)數(shù)器方式時(shí)，可從指定的輸入端輸入脈沖，計(jì)數(shù)器對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)運(yùn)算。

2·2·6 時(shí)鐘系統(tǒng)

時(shí)鐘系統(tǒng)是單片機(jī)的重要系統(tǒng)，單片機(jī)的工作是按部就班的，按一定規(guī)則排列時(shí)間順序的定時(shí)，就是由時(shí)鐘系統(tǒng)控制的。時(shí)鐘信號(hào)單片機(jī)執(zhí)行指令時(shí)要做的操作按先后順序排好，并給沒一個(gè)操作規(guī)定好固定時(shí)間，這樣就要可以使單片機(jī)在某一時(shí)刻只做一個(gè)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的有序工作。而它工作的快慢又和手機(jī)的狀態(tài)有關(guān)大多數(shù)的手機(jī)在開機(jī)時(shí)因需要處理的文件多，時(shí)間要求短，時(shí)鐘多為13MHz，而在待機(jī)或休眠時(shí)有32.768kHz就足夠了。這有點(diǎn)類似于電腦CPU的主頻，這也就是為什么手機(jī)開機(jī)時(shí)13MHz頻偏一點(diǎn)無所謂，只要有足夠的振幅可

以傳送數(shù)據(jù)就行了，而入網(wǎng)時(shí)才和基站不斷校準(zhǔn)的原因之一。

２·２·７總線（ＢＵＳ）

任何一個(gè)微處理器都要與一定數(shù)量的部件和外圍設(shè)備連接，但如果將各部件和每一種外圍設(shè)備都分別用一組線路與ＣＰＵ直接連接，那么連線將會(huì)錯(cuò)綜復(fù)雜，甚至難實(shí)現(xiàn)。為了簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，常用一組線路，配置以適應(yīng)的接口電路，與各部件和外圍設(shè)備連接，這組共用的連接線路被稱為總線。采用總結(jié)結(jié)構(gòu)便于部件設(shè)備的擴(kuò)充，尤其制定了統(tǒng)一的總線準(zhǔn)則容易使不同設(shè)備間實(shí)現(xiàn)互連。圖２－２－１１是地址總線（ＡＢ）、數(shù)據(jù)總線（ＡＢ）和控制總線（ＣＢ）示意圖。由圖可見，三條總線都與ＣＰＵ相連接，總線將多個(gè)信息源和多個(gè)接收部件聯(lián)系起來，相互之間傳輸信息。總線是各信號(hào)源和接收部件共用的總線，信號(hào)可以從多個(gè)信號(hào)中的任意一個(gè)傳輸?shù)侥骋粋�(gè)接收部件中，各部件之間按時(shí)間

輪流使用總線，這樣可以大大降低總線的數(shù)目。

１、地址總線（ＡＢ address bus）

地址總線（ＡＢ）用來由ＣＰＵ向存儲(chǔ)器（ＲＯＭ）單元和輸入／輸出接口發(fā)送（傳輸?shù)刂沸畔⒌目偩�。由于存儲(chǔ)器（ＲＯＭ）單元和輸入／輸出接口是不向ＣＰＵ傳輸信息的，所以地址總線（ＡＢ）是單向傳輸總線。

２、據(jù)總線（ＤＢ data bus）

數(shù)據(jù)總線（ＤＢ）用來在ＣＰＵ與存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口和其它電路之間相互傳輸數(shù)據(jù)狀態(tài)和指令。由于數(shù)據(jù)可以從ＣＰＵ傳輸?shù)絻?nèi)部存儲(chǔ)器、輸入、輸出接口，也可反方向傳輸?shù)剑茫校罩校詳?shù)據(jù)總線（ＤＢ）是雙向傳輸?shù)目偩�，與地址總線（ＡＢ）不同。

３、控制總線（ＣＢ control bus）

控制總線ＣＢ是各種控制信號(hào)總和，（Control Bus）控制總線是用來傳送各種控制信號(hào)的，這些信號(hào)是ＣＰＵ和其它芯片間相互傳遞信息和相互進(jìn)行控制用的。有的是CPU發(fā)給存儲(chǔ)器（或I/O接口）的控制信號(hào)，稱輸出控制信號(hào)，如Intel8086的讀信號(hào)，寫信號(hào)。有的又是外設(shè)通過接口發(fā)給CPU的控制信號(hào)，稱輸入控制信號(hào)，如8086中的中斷請(qǐng)求信號(hào)INTR，NMI。控制領(lǐng)事間是相互獨(dú)立的，其表示方法采用能表明含義的縮寫英文字母符號(hào)，若符號(hào)上有一橫線，表明用

負(fù)邏輯（低電平有效），否則為高電平有效。

4、分時(shí)使用

所謂分時(shí)使用就是總線被許多部件共用，分時(shí)間輪流使用，即總線一端接的信號(hào)源部件，另一端接的信號(hào)接受部件，但在某一時(shí)刻只允許一對(duì)部件，另一時(shí)刻又被另一對(duì)部件使用。如同多列火車使用一條公用鐵軌，但因分時(shí)通過，所以互不干擾，響安無事。為了保證總線的分時(shí)使用，在各部件與總線之間都才用了三態(tài)門電路連接，通過控制器按指令的要求控制各個(gè)三態(tài)門電路的工作狀態(tài)，以保證總線的分時(shí)使用，在某一時(shí)刻不參與工作的三態(tài)門均處于高阻狀態(tài)，相當(dāng)于與總線之間斷開。即與總線脫離，此時(shí)對(duì)總線而言，它就不是一個(gè)負(fù)載。所以許許多多部件同時(shí)掛在總線上而不使總線過載。

5、數(shù)據(jù)的存區(qū)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在具有記憶功能的存儲(chǔ)器中，對(duì)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取或?qū)?shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器時(shí)，起碼需要下一列兩條控制線：一條是區(qū)分讀操作和寫作的讀/寫（R/W）控制線，這根線要連接到CPU的R/W端，由CPU決定對(duì)存儲(chǔ)器是進(jìn)行讀出數(shù)據(jù)，還是寫入數(shù)據(jù)，即確定數(shù)據(jù)的流向。

另一線是片選控制線（CS），有時(shí)也稱片選啟動(dòng)控制線（CE）。每一個(gè)存儲(chǔ)器都是通過三態(tài)門電路和與總線引相連接，片選信號(hào)就是控制這些三態(tài)門的工作狀態(tài)的控制信號(hào)。當(dāng)片選信號(hào)到來時(shí)，即片選信號(hào)為高電平，存儲(chǔ)器才工作。由于三態(tài)門的工作特性，沒有片選信號(hào)（高電平）到達(dá)存儲(chǔ)器，三態(tài)門電路對(duì)數(shù)據(jù)總線呈高阻狀態(tài)。正是由于這個(gè)特點(diǎn)，可以將許多單元存儲(chǔ)器電路同時(shí)接到CPU總線上而不會(huì)造成總線的過載，這樣總線可以掛許多存儲(chǔ)器，形成大容量的存儲(chǔ)器。

對(duì)存儲(chǔ)器讀取操作，是根據(jù)地址總線（ AB）上的地址碼來查找存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元，將數(shù)據(jù)寫入或讀出.對(duì)于維修人員來說，應(yīng)該明確和特別注意的是：數(shù)據(jù)總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)是雙向的即可以由CPU發(fā)出，也可以由CPU接收。

總線傳輸?shù)男盘?hào)的方向可分兩種情況：

一是在手機(jī)正常工作時(shí)，字庫是做為系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器（ROM）使用的，這時(shí)CPU只能從字庫讀取數(shù)據(jù)，而不能擦寫字庫，故此時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)的方向只是從字庫到CPU。

二是在用電腦和傳輸線對(duì)手機(jī)字庫進(jìn)行編程時(shí)，CPU改為ISP編程工作狀態(tài)，在外部電腦的控制下，CPU對(duì)字庫進(jìn)行擦寫操作，這時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)是從CPU通過數(shù)據(jù)總線傳送到字庫。在手機(jī)的正常狀態(tài)下數(shù)據(jù)也可以從CPU通過數(shù)據(jù)總線寫入字庫內(nèi)的碼片部分。比如：我們?cè)诟淖兪謾C(jī)的功能設(shè)置或存貯電話號(hào)碼時(shí)。當(dāng)然，手機(jī)在正常工作時(shí)的絕大部分時(shí)間從字庫中讀取數(shù)據(jù)。總而言之，數(shù)據(jù)總線是雙向的，可以工作在雙向的信號(hào)傳輸狀態(tài)下。當(dāng)然，具體的信號(hào)傳輸方向還是由CPU控制。

另外需要特別明確：地址總線的信號(hào)傳輸方向，只能從CPU出發(fā)，而字庫也只能被動(dòng)的接收CPU發(fā)過來的尋址信號(hào)。明確了這一點(diǎn)，對(duì)我們檢修不開機(jī)的手機(jī)時(shí)是很有幫助的，對(duì)于一臺(tái)不開機(jī)的手機(jī)，取下字庫測(cè)其它地址總線的尋址信號(hào)，如果正常，則要注意先檢查CPU的工作條件是否滿足，如：供電，復(fù)位，時(shí)鐘等。如果CPU的工作條件完全正常的情況下CPU還不能正常發(fā)出尋址信號(hào)的話，則CPU可能損壞。而地址總線和數(shù)據(jù)總是下面關(guān)系呢？這里就簡(jiǎn)單介紹一下：說的通俗一點(diǎn)，地址總線就是給出具體的取東西（數(shù)據(jù)）的地址，數(shù)據(jù)線上得到的數(shù)據(jù)就是要取東西。

    I2總線是英文的Inter Integrated Circuit Busde 縮寫，常譯為內(nèi)部集成電路總線，或集成電路間總線，是荷蘭飛利浦公司的一種通信專利技術(shù)，它可以由兩根線組成（串行數(shù)據(jù)線和串行時(shí)鐘線），可使所有掛接在總線上的器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，I2總線使用軟件尋址方式識(shí)別掛接于總線上的每個(gè)I2C總線器性，每個(gè)I2C總件都有唯一確定的地址號(hào)，以使在器件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，I2C總線

幾乎可以省略片選、地址、譯碼等連線。

一、I2C總線系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

I2C總線是一種雙線雙向串行總線，在I2C總線系統(tǒng)中，總線僅由兩根線組成。

一根叫串行時(shí)鐘線（Senal Clck Line）常用SCL表示，另一根叫串行數(shù)據(jù)（Serial DataLine）常用SDA表示，它們均從CPU上引出，其它單元電路均掛在這兩根線上，

在I2C總線中，CPU擁有總線控制權(quán)，又稱為主控器，其它電路皆受CPU的控制，故將它們統(tǒng)稱為控制器。主控器能向總線發(fā)發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，又能積極地向總線發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)和接收被控制器送來的應(yīng)答信號(hào)被控制器不具備時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送能力，但能在主控制器的控制下完成數(shù)據(jù)信號(hào)的傳送，它發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)一般是應(yīng)答信息，以將自身的工作情況告訴CPU。CPU利用SCU線和SDA線與被控電路之間進(jìn)行通訊，進(jìn)而完成對(duì)被控電路的控制。由于I2C總線只有兩根線組成，這就決定了其數(shù)據(jù)傳送方式是串行式（即一位一位的傳送，這種串行總線雖沒有并行總線的輸入輸出能力，但能使電路之間的連接變的簡(jiǎn)單，還能有效地減少CPU的控制腳。

二、I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸格式

1、2C總線的數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)因I2C總線是雙線、雙向串行總線其數(shù)據(jù)傳送必須嚴(yán)格按照一定的格式進(jìn)行，I2C總線數(shù)據(jù)傳輸具有如下一些特點(diǎn)。

1數(shù)據(jù)傳送順序必須是：起始位、被控電路地址、數(shù)據(jù)傳送方向位（讀/寫）、確認(rèn)位、數(shù)據(jù)信號(hào)、確認(rèn)位、數(shù)據(jù)信號(hào)、確認(rèn)位、終止位。

2在時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線上一由高到低的跳變定義為起位，反之為終止位。起始位和終止位信號(hào)是由主控CPU發(fā)出的，當(dāng)CPU發(fā)出起始位信號(hào)后，總線就被認(rèn)為處于占占用狀態(tài)當(dāng)CPU發(fā)出終止位信號(hào)后，總線被認(rèn)為處于空用狀態(tài)，當(dāng)總線空用時(shí)，SDA、SCL兩線均應(yīng)保持高電平。

3在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，SCL線為高電平期間，SDA線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，在SCL線為低電平期間，SDA線上數(shù)據(jù)才允許變化。

4在SDA線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其字節(jié)為8位，每次傳送的字節(jié)總數(shù)不限，被控電路的地址占用7位，第7位為數(shù)據(jù)線傳輸?shù)姆较蛭唬珻PU有發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，在每一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后跟著一位確認(rèn)信號(hào)，在確認(rèn)為時(shí)鐘期間，CPU釋放數(shù)據(jù)，以便被控器在這個(gè)送出應(yīng)答信

息。

2、I2C總線的讀寫時(shí)序

I2C總線上的每一次數(shù)據(jù)傳送都是在主控器之間進(jìn)行的，數(shù)據(jù)傳送過程如圖2-2-14所示。在沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，SDA、SCL均被上拉為高電平，當(dāng)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，主控器首先產(chǎn)生一個(gè)起始信號(hào)，（既SCL為高電平，SDA為被主器拉低的下降沿），然后在每個(gè)SCL時(shí)鐘脈沖出現(xiàn)時(shí)傳遞一個(gè)數(shù)據(jù)位，直到主控器產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)（既SCL為高電平，SDA為被主控器釋放的上升沿）為止。I2C總線主控器首先發(fā)送被控器的7位地址及讀/寫位共1個(gè)字節(jié)，在每個(gè)字節(jié)后，主控器都要等待被控器的應(yīng)答位，既主控器釋放SDA數(shù)據(jù)線，被控器在接著的第九位SCL脈沖期間拉低SDA數(shù)據(jù)線以表示應(yīng)答。再接著就是主控器發(fā)送數(shù)據(jù)被控器（寫被動(dòng)控器）或接收被控器發(fā)送來的數(shù)據(jù)（讀被控器）， 后由主控器發(fā)出停止信號(hào)來通知被控器以結(jié)束整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過程。I2C總線協(xié)議規(guī)定傳送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8位，而每次傳送數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)以及字節(jié)地址中具有不同的規(guī)定。對(duì)于可編程器件，往往還需要根據(jù)已傳遞的命令情況確定下一步的數(shù)據(jù)傳遞操作。以24WC02為例，主控器對(duì)其進(jìn)行的操作模式括： 字節(jié)寫、頁寫、立即讀、選擇讀、連續(xù)讀等多種情況，

在字節(jié)寫模式時(shí)，主器件發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址，然后發(fā)送寫入字節(jié)地址，在發(fā)送寫入數(shù)據(jù)， 后發(fā)送停止信號(hào)從而完成一次寫操作；頁寫模式與字節(jié)寫模式的不同之處只是在字節(jié)寫一個(gè)數(shù)據(jù)后并不立即發(fā)送停止信號(hào)，而是連續(xù)發(fā)送一頁數(shù)據(jù)（規(guī)定一頁為16個(gè)字節(jié)）后來停止在立即讀模式時(shí)，從器件在接收到主器件發(fā)送的器件地址后立即將上一次讀/寫操作的單元地址+1的內(nèi)容發(fā)送到數(shù)據(jù)線上，主器件收到8位數(shù)據(jù)后，不回送應(yīng)答位，而是直接回貴一個(gè)停止信號(hào)來完成一次立即讀操作；在選擇讀模式時(shí)，主器件首先發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址， 后讀取數(shù)據(jù)；連續(xù)模式實(shí)際上是立即讀或選擇讀操作的擴(kuò)充，在執(zhí)行立即讀或選擇讀操作獲取一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后，主器件并回貴停止信號(hào)而是回貴一個(gè)應(yīng)答位，以表示主器件需要更多的數(shù)據(jù)，然后由從器件有序地將后續(xù)字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)線上，知道收到主控器件給出的停止信號(hào)為止。

5中斷是單片機(jī)中的一種重要功能，它能夠使單片機(jī)的控制功能更加完善。所謂中斷，就是在正常執(zhí)行程序的過程中，暫時(shí)停止執(zhí)行主程序，而轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一個(gè)更加緊急的程序。

6中斷有五個(gè)階段：一是中斷請(qǐng)求；二是中斷排隊(duì)；三是中斷響應(yīng)；四是中斷處理；五是中斷返回。

手機(jī)中的單片機(jī)一般是16位微處理器（CPU），簡(jiǎn)單點(diǎn)說，我們可以把CPU直接看成是一塊單片機(jī)，而這塊單片機(jī)只有控制運(yùn)算功能，而不具備存儲(chǔ)等功能是外置的。它與外圍某些器件的工作流程如：按手機(jī)開機(jī)鍵，給維持電源部分供電，同時(shí)上電單片機(jī)，單片機(jī)復(fù)位后，再給出控制信號(hào)給維持電源部分，這時(shí)即使松開開機(jī)鍵也無妨。

復(fù)位后，CPU開始運(yùn)行其內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器，首先從地址0（一般地址0，也有些廠家CPU不是）開始執(zhí)行，然后順序執(zhí)行它的引導(dǎo)程序，同時(shí)從外部存儲(chǔ)器（字庫、碼片）內(nèi)讀取資料。如果此時(shí)讀取的資料不對(duì)，則CPU會(huì)內(nèi)部復(fù)位（通過CPU內(nèi)部的“看門狗”或者硬件復(fù)位指令）引導(dǎo)程序，如果順利執(zhí)行完成后，CPU才從外部字庫里取程序執(zhí)行，如果取得程序異常，它也會(huì)導(dǎo)致“看門狗”復(fù)位，既程序又從地址0開始執(zhí)行。CPU讀取字庫是通過并行數(shù)據(jù)線和地址線和地址線，再配合讀寫控制時(shí)鐘線W/R，有些讀者可能會(huì)問，字庫是怎么區(qū)分是讀程序，還

是讀數(shù)據(jù)？單片機(jī)還有一跟外部程序存儲(chǔ)器片選信號(hào)線或CS、CE、，它和W/R配合作用，就能讓字庫區(qū)分讀是數(shù)據(jù)，還是程序。機(jī)的EEPROM和FLASHROM中.

一、流程開機(jī)流程

當(dāng)手機(jī)的供電模塊檢測(cè)到電源開關(guān)鍵被按下后，會(huì)將手機(jī)電池的電壓轉(zhuǎn)換為適合手機(jī)電路各部分使用的電壓值,供應(yīng)給相應(yīng)的電源模塊，當(dāng)時(shí)鐘電路得到供電電壓后產(chǎn)生震蕩信號(hào)，送入邏輯電路，CPU在得到電壓和時(shí)鐘信號(hào)后會(huì)執(zhí)行開機(jī)程序，首先從ROM中讀出引導(dǎo)碼，執(zhí)行邏輯系統(tǒng)的自檢。并且使所有的復(fù)位信號(hào)置高，如果自檢通過，則CPU給出看門狗（Watchdog）信號(hào)給各模塊，然后電源模塊在看門狗（Watchdog）信號(hào)的作用下，維持開機(jī)狀態(tài)。

二、上網(wǎng)流程

手機(jī)開機(jī)后，既搜索廣播控制信號(hào)道（BCCH）的載頻。因?yàn)橄到y(tǒng)隨時(shí)都向在小區(qū)中的各用戶發(fā)送出用戶廣播控制信息。手機(jī)收集搜索到 強(qiáng)的（BCCH）的載頻。對(duì)應(yīng)的載頻頻率后，讀取頻率校正信道（FCCH），使手機(jī)（MS）的頻率與同步。所以每一個(gè)用戶的手機(jī)在不同上午位置（既不同的小區(qū)）的載頻是固定的，它是由GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商組網(wǎng)時(shí)確定，而不是由用戶的GSM手機(jī)來決定。手機(jī)讀取同步信道（SCH）的信息后找出基地站（BTS）的任別碼，并同步到超高帖TDMA的帖號(hào)上。手機(jī)在處理呼叫前讀取系統(tǒng)的信息。比如：鄰近小區(qū)的情況、現(xiàn)在所處小區(qū)的使用頻率及小區(qū)是否可以使用移動(dòng)系統(tǒng)的國(guó)家號(hào)碼和網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼等等，這些信息都可以在以BCCH上得到手機(jī)在請(qǐng)求接入信道（RACH）上發(fā)出接入請(qǐng)求信息，向系統(tǒng)送SIM卡帳號(hào)等信息。系統(tǒng)在鑒權(quán)合格后，通過允許接入信道（AGCH）使GSM手機(jī)接入信道上并分配到GSM手機(jī)一個(gè)獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）。手機(jī)在SDDCCH上完成登記。在滿速隨路控制信道（SACCH）上發(fā)出控制指令，然后手機(jī)返回空閑狀態(tài)，并監(jiān)聽BCCH和CCCH共控制信道上的信息。此時(shí)手機(jī)已經(jīng)做好了尋呼的準(zhǔn)備工作。

一、待機(jī)流程

用戶監(jiān)測(cè)BCCH時(shí)，必須與相近的基站取得同步。通過接收FCCH、SCH 、BCCH信息，

用戶將被鎖定到系統(tǒng)及適應(yīng)的BCCH上。

二、呼叫流程

1、手機(jī)作主叫

我們GSM系統(tǒng)中由手機(jī)發(fā)出呼叫的情況，首先，用戶在監(jiān)測(cè)BCCH時(shí)，必須與相近的基站取得同步。通過接收FCCH、SCH、BCCH信息，用戶將被鎖定到系統(tǒng)及適當(dāng)?shù)腂CCH上的。為了發(fā)出呼叫，用戶首先要撥號(hào)，并按壓GSM手機(jī)的發(fā)射鍵。手機(jī)用鎖定它的基站系統(tǒng)的ARFCN來發(fā)射RACH數(shù)據(jù)突發(fā)序列。然后基站以CCCH上的AGCH信息來響應(yīng)，CCCH為手機(jī)指定一個(gè)新的信道進(jìn)行SDSSH連接。正在監(jiān)測(cè)BCCH中T的用戶，將從AGCH接收到它的ARFCN和TS介紹，并立即轉(zhuǎn)到新的ARFCN和TS上，這一新的ARFCN和TS分配就是SDCH（不是TCH）。一旦轉(zhuǎn)接到SDCCH，用戶首先等待傳給它的SCCH（等待 大持續(xù)26或120ms）這信息告知手機(jī)要求的定時(shí)提前量和發(fā)射功率。基站根據(jù)手機(jī)以前的RACH傳輸數(shù)據(jù)能夠決定出適合的定時(shí)提前量和功率級(jí)，并且通過SACCH發(fā)送適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)供手機(jī)處理。在接收和處理完SACCH中的定時(shí)提前量信息后，用戶能夠發(fā)送正常的、話音業(yè)務(wù)所要的求的是突發(fā)序列消息。當(dāng)PSTN從撥號(hào)端連接到MSC，且MSC將話音路徑接入服務(wù)基站時(shí)，SDCCH檢查用戶的合法及有效性，隨后在手機(jī)和基站之間發(fā)送信息。幾秒鐘后，基站經(jīng)由SDSSH告知手機(jī)重新轉(zhuǎn)向一個(gè)為TCH介紹的ARFCN和TS。一旦再次接到TCH，語音信號(hào)就在前向鏈路上傳送，呼叫成功建立，SDCCH被騰空。

2、手機(jī)作被叫

當(dāng)從PSTN發(fā)出呼叫時(shí)，其過程與上述過程類似。基站在BCCH適應(yīng)內(nèi)的Tso期間，廣播一個(gè)PCH消息。鎖定于相同ARFCN上的手機(jī)檢測(cè)對(duì)它的尋呼，并回復(fù)一個(gè)RACH消息，以確認(rèn)接收到尋呼。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器基站連接后，基站采用CCCH上的AGCH將手機(jī)分配到一個(gè)新的物理信道，以便連接SDCCH和SACCH。一旦用戶在SDCCH上建立了定時(shí)提前量并獲準(zhǔn)確認(rèn)后，基站就在SDCCH上面重新分配物理信道，同時(shí)也確立了TCH的分配。

三、關(guān)機(jī)流程

關(guān)機(jī)時(shí)，按下開關(guān)鍵，鍵盤檢測(cè)模塊向數(shù)字邏輯部分發(fā)出一個(gè)關(guān)機(jī)請(qǐng)求信號(hào)，CPU

既撤消開機(jī)維持信號(hào)，執(zhí)行關(guān)機(jī)程序，供電模塊撤消供電，射頻和邏輯電路立即停止工作，從關(guān)機(jī)。如果在開機(jī)狀態(tài)下強(qiáng)制關(guān)機(jī)（取下電池）也有可能會(huì)造成內(nèi)部軟件故障。另外手機(jī)還含其它軟件工作流程如充電流程、電池監(jiān)測(cè)、鍵盤掃描、測(cè)試流程等

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