CN1218593A - 带有可编程键的电话设备图形键盘 - Google Patents

Abstract

带有作为可重新设置图标的按键的12键键盘的电话装置。电话装置连接到个人计算机、网络服务器、或交换机这样能够实现电话功能的设备上。电话设备通过提供一组新的键盘定义及/或完成电话功能,来响应键盘输入。在优选实施例中,电话装置连接到个人计算机和POTS电话线路,包括并用于POTS电话线路的单独的键盘。该设备包括检测个人计算机故障的单元并以可重新设置图标的按钮自动去激活键盘,使电话装置仍可用于POTS线路。还揭示了该电话装置的低成本实现以及另一个实施例,在该实施例中电话装置通过分组接口连接到电话设备,或其本身包括实现电话功能的单元。电话功能可以是在线路交换电话系统中使用的那些,或者在分组电话系统中使用的那些,而且系统本身可以是有线或无线的。

Description

带有可编程键的电话设备图形键盘

有关申请的互参考

本专利申请是Gerald Gulley等人于1996年3月12日提交的U.S.S.N.08/615/591的部分继续申请，母申请的题目和受让人都与本专利申请相同。本专利申请包括母申请全部的详细描述和专利申请附图。新内容从“电话机设备的其它实施例和应用”部分开始。

发明背景

1．发明领域

本发明涉及电话通信，而且更具体地涉及由用户操作的可得到多种电话业务的终端设备。

2．现有技术的描述：图1

近年来，基于计算机的电话管理系统已经发展起来，计算机本身提供与电话系统的人机接口。这种系统一般提供一个业务主机，代替或取代传统的、单独的电话终端设备--例如电话机或传真机--所提供的业务。通过增加恰当的软件和接口硬件，例如数据/语音/传真调制解调器，现有的个人计算机可以很容易地转换成功能强大的通信工具，用于建立常规的语音线路并发送和接收传真图象和数据文件。当个人计算机连接到局域网时，通过网络常常可以提供共享的通信设施，不需要在每个个人计算机上带有附加的电话接口硬件。

尽管健全的电话管理和通信功能可以使用个人计算机作为电话终端来提供，但是用户已经发现这些系统很难使用。因此，尽管所给出的个人计算机电话管理系统可能包括电话号码的存储数据库，可以使用计算机键盘或鼠标选择激活并操作，自动拨出所需的电话号码，但是用常规方式在已出版的电话簿中简单地查找号码然后手动地拨出号码常常更快，也更容易。因为软件开发人员给这种计算机电话管理系统添加了无穷扩展的特性组合，这种系统必然变得很复杂而且非常难于使用，特别是不常使用的那些功能更是如此。因此，本发明的目的是为现代电话系统的复杂特性提供一种容易使用的用户接口，并藉此使这些特性真正用于普通用户。

发明概要

本发明的目的通过使用改造的标准12键电话键盘与电话系统单元交互作用来实现。这种改造使键的图标可以动态改变。用户用熟悉的方式(在键盘上按下键)来与电话系统交互作用，但是当用户按键时，单元通过按照交互作用的下一步所需而改变键上的图标来响应。电话系统单元也通过执行该交互作用所需的任何电话功能来响应按键的按下。如果单元是PC或服务器这样的设备，可以实现电话功能以外的功能，可重新设置图标的键盘就可以也用于与这些功能接口。

在本发明的特别有用的型式中，键盘是连接到PC的扩展板的桌面电话的一部分，PC再连接到电话系统。电话也具有到电话系统的标准POTS(普通旧电话业务)连接，而且当PC故障时，电话通过POTS连接转到POTS业务。PC的故障由扩展板检测，然后禁止可重新设置图标的键盘和PC之间的链路。一种电话型式包括当PC故障并使用POTS连接时单独使用的键盘。扩展板还包括接入控制机制，保证扩展板和PC其它单元之间没有不想要的反作用。

本发明也可以用很多不同方式实现。在一种极端情况，本发明可以完全在连接到有线或无线电话系统的PC或其它桌面工作站中实现。在这种型式中，键盘在PC显示器上显示，用户使用指点设备操作。另一种极端情况，本发明可以在直接连接到有线或无线电话或数据分组电话网络的独立设备中实现。这些实现的折衷是本发明通过PC中的扩展板以及连接到扩展卡的桌面设备来实现。

也有很多可能的结合本发明的的系统配置，在其范围内有这样的系统--其中结合本发明的单个桌面电话通过电缆连接到PC的扩展板，也有这样的系统--其中多个桌面电话通过LAN连接到服务器、服务器再连接到电话系统，也有这样的系统--其中桌面电话连接到用户交换机，也有这样的系统--其中桌面电话直接连接到电话网络。电话与PC、服务器、用户交换机、以及电话网络之间的连接可以是有线的或无线的。使用本发明的电话设备特别适于数据分组电话，其中话音和控制信息都作为数字数据分组传输。

当熟读了如下详细描述和附图，本发明的这些以及其它方面和目的将使本发明有关领域的技术人员明了，在附图中：

附图的简要描述

图1是说明发明优选实施例的主要单元之间关系的框图；

图2是说明用于实现本发明的监控程序所处理的按键操作的方式的控制流程图；

图3-10说明与电话设备八种相应的模式状态结合使用的八种键盘显示；

图11是用于实现本发明的电话设备的逻辑框图；

图12是图11的电话设备中使用的接口电路的一个实施例的框图；

图13是说明图11的电话设备中使用的LCD键开关和LCD键开关驱动电路之间互连的逻辑框图；

图14说明优选实施例中使用的数据文件机制和程序流程控制；

图15是优选实施例中用于对扩展板解锁的状态机图；

图16是扩展板中配置寄存器图；

图17是扩展板中键盘参数寄存器图；

图18是扩展板中键状态锁存器图；

图19是扩展板的详细框图；

图20是电话设备的详细框图；

图21是实施本发明的系统的通用图；

图22是直接与电话交换机相互作用的本发明的实施例；

图23是直接与分组网络相互作用的本发明的实施例；

图24说明优选实施例的自动防故障特性；以及

图25是优选实施例的软件结构。

附图中的参照号至少是三位数字。最右两位数字是图内的参照号；最左的数字是该参照号所标识的项在图中首先出现的图号。例如，带有参考号203的项首先出现在图2。

详细描述

简介

如下详细描述始于来自本专利申请的母申请的有关本发明所操作的软件环境、本发明所实现的功能、以及本发明的实施例的描述。为此添加了扩展卡以及电话设备的现在优选实施例的描述、本发明的通用描述、以及本发明多个种类的描述。

结合本发明的系统的概述：图1

图1说明发明优选实施例的主要硬件和软件单元之间的关系。如图1所示，个人计算机100通过电话用户线路102连接到电话业务中心局104。计算机100还通过接口连接112连接电话设备110。

电话设备110包括手机114，后者包括耳机扬声器116和话筒麦克风118。当不使用时，手机114放在电话设备110的座上，使用以120表示的挂机开关，将电话设备置于常规方式的“挂机”状态。液晶显示板124和键盘126处于电话设备110的外部面板。显示器124能够显示多达24个字母数字字符，它们作为字符数据流通过接口连接112传递到电话设备110。

键盘126优选地包括12个显示键，按照常规电话键盘矩阵排列，由四行组成，每行三个键。无论何时键盘126中的任何键被按下或释放，键盘触发信号都通过接口连接112发送到个人计算机100。键盘112的每个键结合一个后照明的液晶显示(LCD)板，能够显示图形或字母数字图象，通过连接112、以计算机100所产生并发送的象素图象数据块的形式将图象传递到键上。此外，每个键的LCD显示板的后照明由通过连接112提供给电话设备110的后照明命令信号选择性地进行控制，使得后照明可以以所选的颜色(例如白、绿或红)关闭或打开。

电话设备110还提供了特殊的振铃设备(图1中未表示)、以130表示的扬声器、以及以132表示的拾取式麦克风。扬声器130和麦克风132允许电话设备110作为喇叭扬声器操作。从计算机100通过连接112发送的控制命令用于独立地控制喇叭130所传递的音量以及手机114中耳机扬声器116所产生的音量。类似地，通过连接112发送的控制命令独立地控制拾取式麦克风132和话筒麦克风118的增益。

硬件扩展卡140中的电路用于建立计算机100和电话线路102之间以及计算机和电话设备110之间通过接口连接112的通信。扩展卡114插入以150表示的标准的I/O系统总线硬件接口槽，以建立与个人计算机100的数据、地址和控制线路的连接。正如下面更详细描述的，这里所描述的发明实施例适用于一般使用Intel386、486以及Pentium处理器系列、能够运行Microsoft Corp.发布的Windows95和Windows NT操作系统的个人计算机。因此，扩展卡140优选地适配于与根据这类计算机中通常使用的ISA或EISA(16比特)或PCI总线(32比特)接口标准配置的系统总线插槽配合并通信。这些工业标准总线配置中每一个的规范和完整描述可以在例如，Upgradingand Repairing PCs(PC机的升级和维修)，第五章“Bus Slots andI/O Cards”(总线插槽和I/O卡)中找到，本书为5thEdition,ScottMeuller所著，Que Corp.Indianaplois,IN(1995),ISBN 0-7897-0321-1。

扩展卡140优选地包括常规设计的数据/传真/话音调制解调器单元144。调制解调器单元144优选地提供28.8Kbps的调制解调器数据传输，使用CCITT调制解调器协议V.34；V.Fast Class；V.32 terbo；V.42bis；V.42；V.32bis；V.32；V.22bis；以及V.22，支持MNP5差错校正/数据压缩协议，以及用于包括自动拨号支持的线路控制的Hayes AT命令集。调制解调器144还使用CCITT Group 3 Fax protocol(V.17)以14.4Kbps提供发送/接收FAX调制解调器文件传输。在拨号电话设施上提供这种工业标准的数据/传真/话音能力的可用内部扩展卡在市场上已经提供，例如U.S.Robotics Corp.8100 N.McCormick Blvd.,Skokie,IL 60076-2999销售的Courier V.Everything with V.34 PC modem，以及Hayes MicrocomputerProducts,Inc.,P0 Box 105203,Atlanta,GA 30348销售的Optima288I V.34/V.FC+FAX modem，它们都与16比特的ISA I/O总线兼容。常规的数据/话音/传真调制解调器144一般包括电话线控制机制，用以完成脉冲和拨号音(DTMF)拨号、数据压缩以及纠错、数据传输流控制以及协议支持，传输速度控制，以及传输控制。

如图1所示，调制解调器单元通过标准的电话插座146连接到拨号电话线102，插座146与辅助电话插座147交叉连接，允许其它电话机设备连接到电话线路102。到话机设备110的接口连接112通过标准的25线PC并口连接148连接到扩展卡140,25线中包括电源、双向数据线、控制线、以及直接连接到电话线102的线路。见上面提到的第11章“Communications and Networking,”Upgrading andReparing PCs(“通信和组网”，PC机的升级和维修)，其中有标准并口接口的插脚分配说明。键盘126中的显示键通过连接112的8比特并行数据输出线接收显示数据，而且该连接的8根数据输入线用于传递来自话机设备的按键信号并提供电话线电路102(塞尖和塞环线)的线路通道，它们在电话插座连接器146和147之间直接交叉连接，并在25针插座148提供接口连接112的电话线路。这种直接交叉连接使话机设备在计算机100关闭时能够作为常规电话操作。为了这个目的，最好在手机114中为话机设备提供常规的辅助按钮音键盘(未表示)以及有关的拨号音产生电路，从而甚至当计算机100不工作时，也允许在手机手动地拨出入呼叫。或者，键盘126的显示键开关与拨号音产生器互连，当计算机100关闭、不能使用调制解调器144产生拨号信号时，能产生拨号音。类似地，电话机设备110包括振铃电路(未表示)，当计算机100不工作时，用于响应电话线路电路102上出现的振铃信号提供可听的铃声，而且正如后面所讨论的，响应来自计算机100的振铃命令在话机设备上提供振铃信号。

软件

个人计算机100包括常规的海量存储子系统(未表示)，一般是磁性“硬”驱动器，对程序文件提供永久存储，可以装载入计算机的随机存储存储器以供处理器执行。这些程序文件由操作系统装载，形成图1中按框图形式说明的同时驻留、交互作用的模块。这些模块包括：

以162表示的监控程序，它作为系统启动时自动加载的程序而工作，此后只要计算机100加电就作为激活程序而连续驻留，尽管通常是休眠的，以便支持话机设备110的操作。

电话应用程序接口库164，例如构成Windows 95操作系统一部分的TAPI动态链接库(DLL),Microsoft Corp.,Remond,WA销售；

电话设备业务提供者动态链接库166，它作为提供接口程序的硬件设备驱动而操作，在话机硬件接口电路142和TAPI DLL 164之间提供通信；

线路设备业务提供者动态链接库167，例如作为Windows 95一部分的UniModem SPI，它在数据/话音/传真调制解调器144和TAPIDLL 164所定义的线路设备业务提供者接口(线路设备SPI)168之间提供设备驱动接口；

配置对话框程序169，它在监控程序或诸如应用程序170这样的任何其它运行应用程序请求用户提供配置信息时，由话机设备SPIDLL 165，通过TAPI DLL 164和话机设备业务提供者165对配置对话框进行请求，从而激活该程序；以及

一个或多个附加应用程序，由程序170所表示，它利用TAPI DLL提供的业务提供电话管理服务。

监控程序162优选地使用标准接口协议(例如TelephonyApplication Program Interface(电话应用程序接口，即TAPI),Microsoft Corp.和Intel Corp.联合开发)与调制解调器144和话机设备接口电路140通信。或者Novell,Inc.发布的the TelephonyServices Application Program Interface(电话业务应用程序接口，即TSAPI)以及其它也可以类似地使用，提供实际上相同的功能。发明的实施例，正如下面更详细描述的，使用在Microsoft’s Windows95操作环境中实现、并在Microsoft WIN32 System Development Kit(SDK),“Telephony Application Programming Interface(电话应用编程接口，即TAPI)”(作为Miccrosoft Development Library由Microsoft Corp.,Remond,Wa发表)中详细描述的TAPI接口。

监控程序162采取WIN32应用程序形式，根据Microsoft Win32Programmer’s Reference(1995)(Microsoft Corp.发表，它完整描述了Win32应用程序接口(API)的组成部分，包括功能及有关数据类型、宏、结构和消息)中提出的软件设计规范而操作。MicrosoftWin32 Programmer’s Reference(微软视窗32程序员的参考书)是定义基于Win32应用的组成部分的说明性信息定义源。

正如下面结合图2更详细描述的，监控程序162通过响应与电话管理操作有关的Window消息、通过对构成Windows 95操作系统一部分的TAPI.DLL 164进行功能调用、并通过结合响应TAPI.DLL 164功能调用的callback函数，控制调制解调器144和话机设备110的操作。Microsoft Corp.发表的The Win32 Telephony(TAPI)Programmer’s Reference(视窗32电话(TAPI)程序员的参考书)(1995)，定义了Microsoft Windows Telephony应用程序接口(API)，提供了使应用开发者向为Microsoft Win32开发的应用(API)增加电话通信的服务。附加信息，包括说明应用程序使用TAPI实现电话功能所用的机制的示范程序，在如下文章中描述：“Tappinginto TAPI”,Nancy Winnick Cluts,Microsoft Developer NetworkNews,Vol 4.No.6(Nov.-Dec.1995)；“Creating a TAPI ConnectionUsing CtapiConnection，(利用Ctapi连接产生TAPI连接)”NancyWinnick Cluts,Microsoft Developer Network News,Vol 5.No.1(Jan.1996)；以及“Developing Applications Using the WindowsTelephony API(利用视窗电话API开发应用程序)”，Toby Nixon,MSDN Conferences/Tech*Ed 1994/Microsoft At Work(1994)。

监控程序162优选地在Windows 95操作系统初始化时、在系统启动时加载。监控程序162和所有Windows 95应用程序一样，在它的主程序中，包括重复调用WIN32函数GetMessage的消息循环。控制程序162在后台操作，它的唯一目的是响应传递到程序线程消息队列的window消息而执行代码。如果没有未决消息，操作系统就将线程置入休眠并且不再将CPU时间分配给该线程。当消息出现在线程的消息队列中时，系统唤醒该线程。GetMessage将消息从队列复制到&msg变量，然后Windows执行函数DispatchMessage，将消息数据传递到控制程序162的window程序。

TAPI用于通知事件应用程序的机制基于函数callbacks,TAPI为这些callbacks定义参数概要。当事件发生时，应用程序的callback函数从应用程序线程中唤醒(此时应用程序调用GetMessage函数)，提供一般的、全功能的运行环境，所有WindowsAPIs可以安全地在这个环境中调用。为了执行必须异步处理地执行操作，TAPI提供应答callback机制。对应用程序进行的应答callback传递请求ID和错误指示。这个应答的有效的错误指示与那些为有关请求而同步返回的指示相同，或者以0代表成功。只有发出请求的应用程序才会收到应答callback，但是当该请求引起设备或呼叫状态的改变时，其它有关的应用程序也可以接收与事件有关的消息。TAPI保证应答callback对每个同步操作的请求而进行，而且它规定了：同步通知哪些函数以及异步通知哪些函数。

从TAPI发送到应用程序的消息利用应用程序环境中应用程序提供的callback函数，lineCallbackFunc。当应用程序使TAPI函数调用lineInitalize或phoneInitialize时，它通过传递其指针作为参数而指定一个callback函数。Callback消息总是包含指向有关对象(话机、线路、或呼叫)的句柄。Callback的参数概要包括多目的句柄参数，用于将句柄传递到有关的话机、线路、或呼叫。Callback函数可以从传递到callback的消息确定句柄的类型。某些消息用于通知应用程序有关对象状态的改变。这些消息提供对象句柄并给出哪个状态项已经改变的指示。应用程序可以调用恰当的对象的“get status”函数，得到对象的全部状态。

来自TAPI、代表线路设备事件(标志调制解调器144和电话线路102的状态和功能的事件)的消息由UniModem线路设备服务提供者167来产生。类似地，标志电话机设备110的状态和功能的话机设备事件由话机设备服务提供者140产生。这些服务提供者都以设备驱动的形式操作，支持用于硬件事件通信的TAPI SPI并通过TAPI线路设备SPI和TAPI电话机设备SPI给TAPI DLL发信号。有关Windows 95设备驱动的结构和操作的详细信息通常包括在The Device DriverProgrammer’s Reference(设备驱动器程序员参考书)，MicrosoftCorp.(1995)中，它详述了与Microsoft Windows 95一起使用的基于Windows的设备驱动的结构和操作。Microsoft Windows 95 DeviceDriver Development Kit(微软视窗95设备驱动器开发配套程序)，Microsoft Corp.(1995)提供了其它通常用于实现设备驱动的细节和例子，有关适于将健全的话音/数据/传真调制解调器与TAPI SPI接口的线路设备驱动程序的组成的特殊信息可以在Windows 95Modem Development Kit(视窗95调制解调器开发配套程序(MDK)，Microsoft Corp.(1995)中找到，它提供了工具、样本INF文件、以及为AT(数据)和AT+V(话音)命令调制解调器建立和测试Windows95格式的INF文件所需的信息。Windows 95 INF文件是调用WindowsTelephony API(TAPI)进行数据/传真/话音呼叫的程序使用调制解调器所必须的，包括Windows 95 applets HyperTerminal,Dial-up Networking,Phone Dialer，以及其它为Windows95所写的Win32通信应用程序。

正如上面所注意到的，图1所见的发明优选实施例，可以使用市场有售的数据/话音/传真调制解调器140以及常规的线路设备服务提供者DLL 167。但是应该理解TAPI线路服务可以由其它常规方式提供，例如高速ISDN连接、到共享调制解调器或PBX的网络接口、以及类似物，采用实际上对话机设备110和监控程序162的操作透明的方式。线路设备服务提供者167因此可以采取作为Windows 95一部分提供的通用调制解调器驱动程序(UniModem)的形式，一种与TAPI结合为数据和传真调制解调器以及话音提供业务的操作系统层，使得用户和应用程序开发者不必为拨号、应答和配置调制解调器而处理困难的调制解调器AT命令。而且，UniModem通过使用调制解调器硬件厂商所写的微驱动程序自动执行这些任务，大多数调制解调器都作为Windows 95的一部分提供这些驱动程序，或者由调制解调器厂商单独提供。UniModem既是VCOMM设备驱动程序(支持DOS遗留的程序)也是TAPI服务提供者。其它服务提供者(例如，支持其它设备的那些，诸如ISDN适配器、PBX系统的电话、或AT-命令调制解调器)也可以与TAPI一起使用并藉此供话机设备110所使用。

电话机设备服务提供者165类似地作为WIN32设备驱动器而操作，但是执行更有限的功能集合，支持TAPI话机设备接口内置函数以及处理所有如下单元的协议：

挂机开关/转换器。Windows 95 Telephony API识别可以带几个转换器的电话机设备，这些转换器可以在应用程序(例如，监控程序162)的控制下或手工用户控制来激活和关闭(摘机或挂机)。TAPI处理出现在电话机设备110中的两种挂机开关设备：手机114--必须手动地从挂机开关120上提起并放在用户耳旁的传统的话筒及耳机组合，以及扬声器130和拾取式麦克风132的组合构成的喇叭扬声器--使用户能够进行免提呼叫。电话机设备110的喇叭扬声器的话机开关状态可以手动改变以及通过监控程序162响应电话机中的显示键按下来改变。

音量控制/增益控制/静音。每个挂机开关设备是一对扬声器和麦克风单元。TAPI API提供扬声器单元的音量控制和静音以及麦克风单元的增益控制或静音。

振铃器。通常通过一个铃用于提示用户的装置。电话机设备110优选地包括振铃提示器，可以以多种模式或方式振铃，提供由控制程序162的命令所确定并通过TAPI发送到电话机设备110中的振铃电路的独特的振铃。

显示。图1所示的LCD显示面板134，在TAPI显示功能支持下向用户提供可见的消息。TAPI兼容的电话机显示由它的行数和列数所标志。在这里描述的说明性实施例中，显示由单个LCD面板124组成，显示一个单个的、从控制程序162通过TAPI显示接口传递的24个字符的字母数字串。

按钮和灯。TAPI按钮接口用于支持键盘126中12个后照明的显示键阵列。无论何时用户按下键盘126上的按钮，TAPI就向应用程序(例如，监控程序162)报告相应的按钮被按下。TAPI按钮-灯ID标识一对按钮和灯。每个按钮中的白色后照明源被认为是与构成一种这样的TAPI“对”的有关物理键盘按钮相关联的灯。TAPI也提供没有按钮或没有灯的按钮-灯组合，因此使用两组12个“无按钮”组合处理显示键的绿和红后照明源。后照明灯因此要单独由API控制，可以通过单独改变三种后照明灯颜色(白、红和绿)中每一个的开关频率为其提供关闭、快闪、闪烁或快闪-闪烁模式，以不同模式来照亮。这种模式和颜色控制产生特殊的视觉效果，用于向用户指示特殊的特性和功能。每个灯、颜色和模式可以单独地使用用于识别被控灯的TAPI按钮-灯ID来设置。

数据区。TAPI还在电话机设备中提供了可寻址存储区的装载。一般在TAPI环境中用于存储可以从电话机设备下载及/或上载的电话机设备指令代码或数据，本发明也利用这种TAPI数据移动机制，从控制程序162向键盘126中的显示键发送单个的显示键位图，正如下面更详细描述的内容。

除了利用上述TAPI进行从应用程序(例如，控制程序162)到电话机设备110的控制命令交换，TAPI也用于向应用程序发送有关键盘上键的激活信息。当一个按钮按下时，PHONE_BUTTON消息发送到应用程序callback函数。这条消息的参数是电话机设备的句柄和所按按钮的按钮-灯ID。给键盘按钮(一般标为“0”到“9”，以及“#”)分配了固定的按钮+白灯ID,0到11。这些按钮消息表示何时按钮被按下以及何时被放开，使监控程序能够维护对每个按钮的软件状态指示，允许监控程序识别并响应两个或更多的被同时按下的按钮，产生特殊的效应，可以按照在计算机键盘上同时按下键相同的方式分配特殊的意义。

监控程序162如图2所示响应每个按键操作。用户使用键盘126所进行的每个击键操作(在图2中以202表示)向程序162的callback函数204发送PHONE BUTTON消息。Callback函数204检查输入消息，将输入消息中标识的按钮ID所关联的开关状态变量设置为一个值，该值由该消息是否表示按钮已经按下或释放来确定。表示按钮已经按下的消息传递到消息例程函数206，该函数响应存储在208的模式状态变量的当前值而调用特定的消息处理函数。

模式状态变量208包括预定的顺序值集合中的一个，每个值表示一个特定的机器状态。消息处理函数与每个状态相关联。图2表示八个这样的函数，以211-218表示。当机器状态处于特定模式时，每个模式函数211-218翻译并响应来自键盘126的按键信号。因此，当模式状态变量处于MAIN模式时，每个输入PUSH-BUTTON消息被路由选择到MAIN消息处理函数211；当模式状态为MANUAL时，路由选择函数将PHONE_BUTTON消息作为参数传递到MANUAL消息处理函数212，依次类推。

在很多情况下，消息处理函数通过切换模式状态来响应特定的按键。模式状态改变通过如下步骤完成：(1)将模式状态变量208设置为新值，藉此改变输入消息的路由选择；(2)向键盘126发送一组新的按钮图形显示以及后照明灯设置；(3)发送新的字母数字串，用于LCD板124的显示。所说明的按钮和LCD显示在附图的图3-10中表示，这些图表示了八个所说明的模式状态中每一个所使用的按钮图形以及字母数字显示，它们相应的消息处理函数如下表：

按钮    模式状态                             消息

显示    描述                                 处理

图3     主(Main)(空闲态)                      211

图4     手动拨号(Manual Dialing)              212

图5   最近被呼叫方(Recently Cailed Parties)   213

图6     1级目录(Directory Level 1)            214

图7     2级目录(Directory Level 2)            215

图8     3级目录(Directory Level 3)            216

图9     呼叫等待建立(Call Waiting Setup)      217

图10    呼叫在进行(Call in Progress)          218

当监控程序初始化时，它将电话机设备置于MAIN模式状态。此外，如果系统空闲(由一段预定时间过后没有击键活动来标识)监控程序162就自动将话机设备返回MAIN(空闲)模式状态。

每次监控程序将电话机设备置于任何新的模式状态，它都至少执行如下动作：

(1)ModeState变量设置为表示新模式状态的新值，使得此后所有PHONE_BUTTON消息都路由选择到恰当的模式状态消息处理例程211-220。

(2)新的字母数字串发送到图1所示的显示124。TAPI提供对电话机显示的访问，使用函数调用phoneSetDisplay向打开的电话机设备110的显示124写入信息来重写电话机的显示。

(3)一组新的12位图发送到键盘124的12个键显示。Telephony API将话机设备划分为具有一个或多个下载或上载区。每个区域由范围从0到话机所能提供的数据区数减1的数字来标识。每个区域的大小可以改变而且数据本身的格式是设备特定的。在所说明的实施例中，12个下载区留做单色位图，每个比特表示给定象素是ON还是OFF。32×16(512)比特的键显示分辨率为提供有意义的功能识别提供了足够的分辨率，但是更多的描述性信息(例如随后要讨论的在快速拨号目录中显示的被叫方姓名)可以使用更大的位图来提供。在如下例子中，假设以64×64比特显示，需要设计4096比特(512字节)TAPI下载区。TAPI phoneSetData函数将一组缓存数据下载到电话机中的给定数据区。每个模式状态的12个位图存储在以模式状态值和按钮号0-11索引的二维距阵中。当进入新模式状态时，监控程序调用phoneSetData 12次以便将与新模式状态关联的12个键的位图传递到键盘126。

(4)当进入新模式状态时，使用TAPI phoneSetLamp将每个键的后照明复位，以给定的灯照明模式点亮特定的打开话机设备上的灯。TAPI支持如下灯模式规定：

PHONELAMPMODE_OFF-灯关闭

PHONELAMPMODE_STEADY-灯继续点亮

PHONELAMPMODE_FLASH-“Flash”意味着缓慢地开关

PHONELAMPMODE_FLUTTER-“Flutter”意味着快速地开关

PHONELAMPMODE_BROKENFLUTTER-“Broken flutter”是flash和flutter的重合；以及

PHONELAMPMODE_WINK-灯慢闪烁。

图3表示所说明的MAIN(主)(空闲)模式中呈现的位图显示。在图3-10中，LCD显示124所提供的字母数字显示被表示为紧靠在12键位图显示的上面。在MAIN模式状态中，LCD显示表示每天的当前日期和当前时间，监控程序中的定时器例程每分钟对其更新，该例程从系统得到日期和时间，构造并格式化显示串，使用TAPI函数调用phoneSetDisplay将所得的串发送到显示器。

在MAIN模式状态中，键盘上的12个按钮显示图3所示的位图，所有从TAPI接收的PHONE_BUTTON消息被路由选择到以211表示的MAIN例程，该例程当识别到各个按钮号0-11时按如下操作：

按钮0按下：请求手动拨号(Manual Dialing)，系统被置于MANUAL(手动)模式状态，得到图4所示的显示，而且所有PHONE_BUTTON消息此后都由MANUAL消息处理器212来处理。

按钮1按下：用户请求重拨最后拨的号码。每个所拨号码都由监控程序存储在可拨的电话地址串变量LAST_DIALED中，可使用lineMakeCall或LineDial函数调用将它送至TAPI。然后模式状态切换到INPROGRESS(在进程中)模式(图10)，将包含“Dialing”和LAST_DIALED串变量连接组合的串发送到显示124，以便覆盖进入INPROGRESS模式时隐合的显示消息。

按钮2按下：用户请求显示最近所拨的号码，通过进入PREVIOUS(先前)模式状态来实现，该状态的显示示于图5。当呼叫建立时，由监控程序162将图3所示的所显示的9个最近被叫方存储在永久存储数据库中的最近使用栈中。本发明最有用的特性之一是能够可视地将可呼叫方的标识与一个键相关联。如图3和5所示，将9个最近被叫方中所选一个重拨的任务只包括两次按键，第一次按标为“RedialPrev.”的键，随后键盘上显示出9个最近的被叫方，然后按所要被叫方的键，不需要接触计算机键盘、启动特定电话管理程序、或者以鼠标操作window对象。不需要计算机技术，儿童可以按照完全熟悉而且直觉的方式很容易地理解并使用该系统。

按钮3按下：用于请求访问多级电话本，该电话本采用常规的关系数据库(未表示)的形式，在计算机100中永久存储并由控制程序162访问。按下标为“Phore Book”的按钮2，将模式状态设置到LEVEL_1(1-级)，产生图6中所示的显示，路由选择保证PHONE_BUTTON消息到达Level-1消息处理例程214。在LEVEL_1模式中，用户可以在图6所示的各种子目录之间选择，包括如下可选子目录按钮：(1)按照字母顺序排列的商业设施内部本地号码，(2)按照工作组组织的相同本地号码，(3)按可呼人的姓氏字母顺序组织的外部电话号码，(4)按公司名称字母顺序排列的外部号码，(5)按地理位置字母顺序排列的外部电话号码。当按下按钮选择按字母顺序所组织的子目录时，控制程序162首先执行一个子程序，其中包括向键盘发送图7所示类型的键盘显示，以便从用户得到标识电话本数据库目录的字母顺序子部分的选择。例如，如果用户希望对名称为“Alice Brookstone”的组织外人员呼叫，在MAIN模式状态中首先要按下“Phone Book”键，呈现图6的显示。然后，用户按下标为“Outside be Name”的按钮，产生图7的显示。接下来，按下标为“ABC”的按钮，产生一串按姓氏的字母顺序显示的可呼叫方，如图8所示，包括带有显示“Alice Brookstn”(缩写了以便适应64×64比特的显示)的按钮。按下该按钮，将以前面表示的方式对她的电话号码进行呼叫，然后将她的标识置入前面所讨论的最近被叫方的栈中以及LAST_DIALED变量中，使得使用MAIN模式“Redial Last”和“Redial Prev.”按钮可以提供她的名字和号码。

按钮4。通过按下MAIN模式状态中的“Bill To”按钮，用户可以使用类似于上面所示的电话本查找过程的数据库查找功能，以便标识将来的呼叫将要被计费的特定计费帐号。当在MAIN模式按下按钮4时，电话机设备被复位到BILLTO模式状态，键盘上出现图7所示的字母码成组显示，除了LCD显示以例如“Bill To Ajax.Corp.”这样的显示来表示当前所选的帐号。如果用户确定当前设置是正确的，可以按下“Main Menu”或“Back”键，将系统返回到MAIN模式状态。注意，为了给用户提供一致的接口，三种功能总是出现在键盘同样位置上：“MAIN MENU”(将系统复位到MAIN模式状态)，“BACK”(将系统返回称为当前状态的模式状态，可以是、也可以不是MAIN模式状态)，以及“NEXT”，(调用一个模式状态，该状态确实包括附加选项并确实是当前状态的扩展)。在查找功能情况下，例如实现“phone book”和“bill to”选项的那些功能，“NEXT”键用于连续地在给定的目录级中阶跃，一次9项，当到达目录级结尾时返回第一项。为了实现计帐功能，每次完成一个呼叫，监控程序向计帐文件添加一个记录，记录与之进行通信一方的标识、呼叫开始和结束时间(从中可以确定持续时间以便计费)、以及帐号标识(使用上面描述的Bill To键序列选择)以便将呼叫归类。实际的计费报告可以在任何时候通过读取存储在累积计帐文件中的数据来产生。

如前面的例子所述，本发明实际上允许由无经验的用户通过简单地按下所标的键以指示所需的功能来激活任何电话管理功能。正如图3中所看到的显示所说明的，这些功能另外可以包括呼叫等待建立控制、语音信箱、呼叫转发控制、喇叭扩音器激活及控制、数据库登录功能、等等。

此外，如图8中所示，当系统处于INPROGRESS(在进程中)模式状态时，显示键盘和LCD可以用于控制进行中呼叫的处理。按下图8中可见的“Flash”按钮，使CallProgress消息处理器218通过调用TAPI功能lineDrop、得到新拨号音、并将系统复位到MAIN模式状态以便允许发起新呼叫，从而结束当前连接。按下“Hold”按钮，不丢失连接地挂起当前呼叫，如果有附加线路可用，允许同时进行另一次通话。

注意操作系统所包含的TAPI DLL的能力允许多条不同的线路同时激活，并允许给定电话机设备可编程地与这种逻辑线路“连接”。类似地，本发明所强调的显示键盘控制机制可以用于特别有利于控制Telephony SPI所定义的、不包括在基本电话子集中的“辅助业务”。这些业务包括所有在包括保持、转移、会议、停顿等的现代PBX上可以找到的所谓辅助特性。根据在给定设置中连接的线路设备的业务能力，本发明可以通过TAPI DLL控制这些业务，并可以询问一条线路或电话机设备是否提供辅助业务集合。注意单个辅助业务可能由多个功能调用和消息组成。

最后，正如控制扬声器音量和麦克风增益、以及LCD板124显示控制信息的键盘使用所说明的，电话机设备内任何装置也可以通过从显示键盘经过TAPI向控制程序发送按钮消息并以及从控制程序经由TAPI向话机设备发送控制命令来控制。正如下面结合图11所讨论的，电话机设备本身可以包括可编程微控制器，控制话机的操作，TAPI接口一般用于从计算机向电话机设备下载特定的指令和命令以便实现特定的电话机设备功能。但是重要的是认识到本发明所考虑的电话机设备提供自己的用户接口，即使它可以根据连接计算机处理业务进行调用。本发明的电话机设备被设计为在正常操作过程中模仿常规电话机的操作，以及在发生断电或者LCD键盘中元件或控制LCD键盘的元件出故障时，保持常规电话机的功能。

尽管监控程序在后台操作，不需要用户注意，而且不需要在计算机100显示屏上的用户接口窗口，但是话机设备业务提供者165可调用的一个配置对话框提供了通过计算机100从用户得到信息以及向用户显示信息的机制。正如TAPI API函数lineConfigDialog允许正运行的应用程序请求调用线路业务提供者DLL(例如UniModem)所提供的对话框(未表示)，TAPI函数phoneConfigDialog使电话机设备业务提供者165显示一个对话框(附属于呼叫应用的hwndOwner)以便用户浏览和配置与电话机设备有关的参数。当用户用鼠标“右击”业务提供者通常方式下的最小化图标以便显示一个包括“Configure”选项的弹出菜单时，以169所示的电话机设备对话框可以由计算机100响应来自监控程序的请求而调用。或者，电话机上的显示键可以在适当的模式状态显示“Config”提示，然后监控程序可以响应该键的激活而调用phoneConfigDialog TAPI函数。

配置对话框169最好用于显示位图、目录和计费数据库维护例程，提供一种机制，用于标识并将图形位图文件与文字结合构成每个模式状态中每个键的可下载位图，等等。用这种方式，电话机设备的功能可以由监控程序或任何其它电话管理程序(图1中用应用程序170说明)编程配置，这些程序包括用于调用任何TAPI兼容的应用程序可支持的phoneConfigDialog函数的机制。用这种方式，那些并非设计为支持与显示键盘126关联的功能的应用程序也可以配置话机设备110。

图11是更详细地表示电话机设备优选实施例的逻辑框图，该实施例在图1中以模块形式表示。电话机设备包括标准的多功能电子电话电路1102，后者由通过控制线路1105附加连接到LCD键盘接口电路1106的本身的微控制器1104来控制。通过DC电源1108供电，LCD键盘接口电路1106(图12中详细表示)通过25线并行接口连接器112连接到计算机100的扩展卡140。LCD键盘接口电路1106也通过LCD驱动电路1114(图13中详细表示)连接，以便从LCD键盘126上的12个LCD键开关1116集合接收击键信号，并向其发送显示位图，这12个LCD键开关按照熟悉的四行三列的按键电话机方式排列。

多功能电子电话机电路1102是常规的，而且在例如Fink,DonaldG。和Christiansen,Donald,eds(1989)的“The ElectronicsEngineers Handbook”(电子工程师手册)，第三版的22-85到22-86页中描述。电话机1102在以1104表示的专用微控制器控制下操作。尽管本发明的优选实施例利用了图11所示的电子电话机，但是也可以使用标准的共电制电话机电路。塞尖和塞环电话线1120和1122通过到计算机100的接口连接112中的两根数据输入线而连接到相连的拨号电话网络。

电话机1102中的微计算机1104从各个功能电路(例如常规的按键键盘1124，正如前面所注意到的，这个键盘优选地处于手机114中)接收信息，还通过控制其它电路(例如喇叭扬声器1126)来响应这个信息。在本发明中，控制指令可以在监控程序162的控制之下使用TAPI数据上载和下载命令另外地从计算机100下载，使微控制器1104可以用各种方式来编程。TAPI SPI将这些话机划分成具有一个或多个下载及/或上载区。每个区由从0到话机所能提供的数据区数减1范围内的一个数来标识。每个区的大小可以改变而且数据本身的格式对于特定的电话机微控制器来说是设备专用的。这些话机功能下载区用数字来标识，这个数字不同于用于分配键显示位图的区域标识符。TAPI功能TSPI_phoneSetData将一个缓存区数据下载到电话机设备RAM中的给定数据区，该RAM可以优选地用非易失存储器实现，使话机一旦初始化执行特定功能，当电源中断时就不必重新编程。状态数据和其它信息可以使用TAPI TSPI_phoneGetDate函数从微控制器1102上载，该函数将电话机设备中给定数据区内容使用TAPI接口上载到运行应用程序处理空间中的指定缓存区。当电话机设备的数据区改变时，PHONE_STATUS消息发送到TAPI DLL的callback，以通知TAPI DLL状态的改变。这条消息的参数提供对改变的指示。

图12中详细表示了LCD键盘接口电路1106的说明性实施例，该实施例代表了所发布的、转让给Feltscope Limited的PCT申请No.WO95/12843中所示的LCD可重新设置图标的键盘接口的改进。接口电路1106通过标准的25芯连接器1209连接到图1所示的计算机100所连接的25线接口连接112，连接器1209连接到标准的25线接口电缆，如图1和11中以112所示的。

信息从计算机100通过8根数据输入线1206发送到话机设备110。缓存器1214将输入线连接到三个数据锁存器的输入，该锁存器在三个选通输入线的控制下接收数据：地址选通线1208、数据选通线1210、以及控制选通线1212。输入数据线1206上的数据内容根据所激活的选通线而不同。

数据从计算机100通过八根数据线1206接收，每次八比特，然后并行置入缓存器1214。如果激活地址选通线1208，放置在锁存器1216中的输入线1206上的数据指定键盘126的特定数据传送目标并标识如下对象之一：12个位图目标地址、12个白灯模式、12个红灯模式、以及12个绿灯模式对。位图目标地址的出现表示512个数据字节(对于64×64象素的分辨率)将发送到所标识的LCD键，而灯地址的出现表示出这样一个灯，该灯的模式将由通过数据锁存器1226所提供的灯模式码来建立。

如果数据选通线1210被激活，数据线1206上接收的数据比特将包含8比特的位图数据段(它被发送到特定的LCD键开关1116以便在LCD上产生特定的图标)，或者包含8比特表示灯模式设置的码。位图和灯模式数据比特顺序地从缓存器1214锁存到锁存器1226，再在时钟1230的控制下传递到并串变换器1228，然后再到以前收入到锁存器1216中的地址所指定的特定LCD键或灯寄存器。

键盘接口电路最好包括串行、非易失存储器单元1222，其中存储当系统初始化、复位、或掉电时要在LCD键开关1116上显示的缺省位图。复位由计算机100通过25路连接器模块1110上的RESET选通线1224来控制。缺省的位图最好产生如附图的图4所示的键盘显示(用于MANUAL模式状态)，除了“Main Menu”键显示由星号“*”显示来代替以便产生完全常规的按键键盘符号。通过将缺省的键盘显示存储在本地，即使当计算机100断开或掉电时，显示键盘126仍可以以常规方式用于操作电话设备。当合适的控制码装入控制锁存器1234时，非易失存储器1222可以使用数据选通1210从计算机100装载。

如果控制选通线1212被激活，所接收的数据比特被传递到锁存器1234，从那里再传递到电话机微控制器1104或等效的电话机设备机制以便控制包括喇叭扬声器、字母数字显示板等如前面所示的那样。控制选通线1212用于向图11中以1102说明性表示的标准电话电路发送命令。当控制选通线1212上加以脉冲时，数据线1206将包含代表各种控制命令的比特并从缓存器1214锁存到控制比特锁存器1234，从此通过常规电路到微计算机1104或接口的其它部分。通过数据线1206传递到锁存器1234的控制命令是电话机设备业务提供者所写的、已放置在图1所示的接口电路140中的I/O数据锁存器(未表示)中的代码，它包括打开或关闭喇叭扬声器1126以及改变喇叭扬声器或手机音量的代码。控制命令也可以包括在微控制器1104的控制之下发送到显示LCD 1130的字符串。

附图的图13更详细地说明了示意性的键盘接口逻辑电路。12个相同LCD显示键模块中的两个以框图的形式在1302和1304表示。模块1304包括时钟信号输入1311，用于将串行数据的传递按时钟控制传送入串行数据输入1312，以便将显示位图和后照明灯模式选择传递到键开关模块。正如前面所注意的，如果每个键开关中的LCD板显示64×64的象素位图，当数据使能线1320被键ID解码器1322允许时，512字节的数据串行传递到每个键开关，键ID解码器1322从锁存器1216(图12)接收按钮/灯地址码，该码表示正通过串行数据线1312向其发送数据的特定的按钮或后照明灯。如果地址码表示一个灯正被装载，串行数据线1312接收一个字节，该字节规定哪个灯(白、红或绿)状态将要改变以及该灯的新模式。灯模式定时信号发生器1350分别通过共享的灯供电线路1313、1314和1315提供共享的快闪、闪烁和慢闪供电信号。

当LCD键开关(例如以模块1302所示的开关1350)已经被用户按下或释放，只要键开关被按下或释放，这个信息就被键ID编码器1365转换成适当的按钮动作码，通过接口112中的线路1236向所连接的计算机100发送一个中断信号。接口微控制器1220也接收激活的特定LCD键开关1116的4比特地址(按钮号)。线路1242上的第5比特用于表示与该中断关联的键激活究竟是按键还是释放键．这些输出比特通过接口连接112传递到计算机100，在那里它们与系统总线中断请求线的激活共同地被放置在系统数据总线上。电话机设备驱动例程165包括中断处理，将按钮标识格式化为针对TAPI按钮消息而定义的格式并将该消息通过TAPI SPI传递到TAPI.DLL，后者再将PHONE_BUTTON消息通过应用程序callback函数传递，以便由控制程序线程来处理。电话机设备也可以使用相同的硬件/软件接口来提供来自微计算机1104的状态信息，以便支持那些标志所连接的电话机设备性质和状态的TAPI状态报告功能。

在优选的实施例中，12个LCD显示键(例如以1302和1304所示的那些)将显示放在键的活动部分，而接触部分在键的活动部分后面。这种适于与本发明一起使用的活动的、可重新设置图标的键开关是常规的，而且在例如转让给Dowty Electronic ComponentsLimited的欧洲专利No.EP-A-0 232 137中描述，进一步的细节可以参考它。或者可以使用带透明可移动帽的具有固定显示的LCD键开关实现本发明，例如美国专利No.4,897,651(DeMonte)或者英国专利No.GB-A-2 150 722(Muller)中所描述的。

键开关1302和1304当按下时以按键方式物理上可移动并给用户提供触觉反馈。因此，工作在手动方式的显示键开关完全与用户在常规的按键电话机中所经历的熟悉的“按键”相一致。用于实现本发明所研究的显示键开关的可移动键的类似外观和感觉是使用根据本发明的电话机设备直觉上舒适感的重要因素。

在已经描述的说明性发明实施例中，每个LCD键开关显示可以选择性地通过三种不同颜色(白、红、和绿)中的每一种来做后照明，使用几种照明模式：完全照明、快闪烁、闪烁、慢闪烁或关闭。为键开关的后照明提供几种不同的灯颜色是通过将两个灯/空按钮对与一个灯/激活按钮对相关联、然后单独寻址每个灯来实现的。

后照明的独立控制以及位图显示使得应用程序开发者很容易地提供特殊功能。例如，不同颜色或灯模式可以用于将执行功能的键与只用于显示信息的键区别开来。或者，不同颜色可用于表示状态情况；例如，当喇叭扬声器和呼叫等待分别关闭时，标为“Spkr Phone”和“Call Waiting”的键可以用白色做后照明，当所表示的功能打开时每个键可以用绿色做后照明。为了模仿按键电话，表示不同线路激活、保持等的键可以用白色、白色快闪、或红色表示不同的状态。

附图的图14表示发明的优选实施例所维护和操作的主要数据结构。这些数据结构采取永久存入计算机100的海量存储系统中的文件形式，并包括一个帐号代码文件1410、键定义文件1420、模式状态定义文件1430、以及电话本文件1440。

帐号代码文件1410优选地采取常规的关系数据库文件的形式，包含有关特定电话呼叫所计费的帐号信息。帐号代码文件1410一般可以是现有的数据库，它由现有的记录管理系统1441来维护，该系统可以按通常方式调用或者根据电话机设备配置对话框169增加、编辑或删除帐号标识符记录来调用。当电话机设备110正工作时，所选状态中的所选键(例如，图3中所描述的MAIN模式状态中的“BillTo”键)使1460处的消息处理函数调用帐号表查找函数1461，后者从帐号代码数据库1410将所需的帐号标识符返回1460处的消息处理函数。帐号代码文件1410优选地用可显示的帐号标识符域来索引，使得可以访问帐号标识符并按名字的字母顺序显示，以便给用户提供多级的显示选项访问序列，如图7和8所示。消息处理器将所收到的帐号标识符转换成合适的显示位图形式，以便发送到图14中的1463所表示的键显示器。尽管预定的显示位图可以存储在每个帐号标识符记录文件中以便可视地指定每个帐号，但是最好使用Windows GDI函数将数字或字符串帐号标识符转换成适合传输到键显示器1463的位图数据结构。当用户使用显示键盘从文件1410选择了特定的帐号代码之后，该代码此后就与连接开始和结束时间、被连接方的标识(电话号码)一起放在电话连接记录中，所产生的连接记录被添加到日志文件1465中，可由报表生成程序1467在任何时间处理以产生1469所示的计帐报表。

以类似方式，电话本文件1440可采取关系数据库的形式由常规的电话本维护程序1471来维护，该程序也可以通过电话业务提供者DLL 165从电话设备配置对话框169调用，这是通过执行前述的应用程序响应TAPI phoneConfigDialog函数调用来进行的。当用户在预定模式状态按下预定键(例如，图3所示的MAIN模式状态中的“PhoneBook”键)时，1460处的消息处理器调用电话本查找例程1473，后者便返回指定的可呼叫方的标识符数据，而且这个标识符数据便在显示键1463上显示，从而允许用户选择被拨打方。

电话本数据库文件1440也优选地通过电话号码来索引，使得当主叫I.D.业务可由所连接的电话业务提供者提供时，发起入呼呼叫的电话号码可以与数据库1440核对，如果存在匹配，标识入呼呼叫者的描述性文字可以从数据库1440发送到图1中124所示的LCD显示板。用类似方式，数据库1440中每个可呼叫方的简短文字描述以位图形式由查找例程1473传递到显示键1463，以允许用户选择被拨打方，并在连接建立之后，已经建立连接方的较长文字描述可以从数据库1440传输到LCD显示124(见图10中所示的呼叫正在进行模式状态显示的例子)。

为了从计算机100对电话机110的操作编程，用户所请求的配置对话框169调用1480处的模式状态编辑器，它在模式状态定义数据库1430中添加、删除或编辑记录。文件1430中的记录如下定义每个模式状态：为每个模式状态规定一个模式状态变量、模式状态激活时要显示在面板124上的缺省字母数字串、以及一组12个键定义标识符(其每个标识文件1430中的特定键定义)。使用模式状态编辑器1430，安装者/开发者可以产生或修改新的模式状态，定义新的键组合。

单个键的外观和功能使用键定义编辑器1483来确定，该编辑器可以从模式状态编辑器1480调用。模式状态编辑器最好以图形形式显示12个键和LCD板的外观，标识模式状态名称，并允许用户在任何键显示上“右击”以便规定该键的特性。

键定义编辑器允许用户使用Windows GDI从现有位图图象或从数据库的规定域(该数据库包含字符或图元文件数据，它们可以由Windows GDI、以及所存储的表示该键每个后照明颜色的缺省后照明模式的代码在执行时刻转换成位图)中为每个键产生图形位图。

除了每个键的位图和后照明模式定义，数据库1425中的每个键定义记录还包括按键时要执行的函数说明。为此，键定义编辑器1483最好包括脚本文件编辑器，它作于编辑说明每个模式状态由用户激活每个键时执行的函数、或函数序列的宏语言文件。在操作中，当显示和后照明模式在预定键定义记录中定义的键被激活时，按键消息处理器就在其键定义记录中取得并解释该键记录的宏脚本，藉此完成以前编程的操作，包括将系统切换到新指定的模式状态及/或执行脚本文件中的语句所说明的函数或函数序列。给定键的脚本文件可以很容易地编程以便执行脚本驱动的操作序列，以便拨号并登录到远程计算机，然后完成自动文件传输功能以及类似功能。

当几个电话机设备用于一个连网环境中时，帐号代码文件1410、电话本文件1440、模式状态定义文件1430以及键定义文件1420可以由所有设备共享，或者信息可以存储在包含共享数据的共享文件以及包含特定用户专用数据的本地存储文件的组合中。

电话机设备的其它实施例和应用

通过继续致力于本专利申请的母申请所揭示的电话机设备，已导致产生了优选实施例软件结构的进一步进展、扩展卡140和电话机设备110的低成本实现的进展、以及对电话机设备可使用的环境和在那些环境中如何实现电话机设备的更深的理解。如下材料首先描述了软件结构，然后是低成本实现，最后是话机设备的其它环境。

优选实施例的软件结构：图25

图25表示了目前优选实施例中使用的软件结构2501。以最接近硬件2502的级别开始，存在一个设备驱动2503，它是直接控制扩展卡140的软件。为此，使用了扩展卡140的程序员接口，下面将更详细地对其进行描述。接着的上页一级是TSP业务提供者2505，它提供Microsoft公司提供的电话API(TAPI)2507和设备驱动2503之间的接口。应用程序和TAPI 2507之间的接口由Sybil API库2509提供。Sybil API库2509中的例程直接由应用程序调用，以便控制扩展卡140和话机设备110。库2509中使用的例程和数据结构遵循标准编程接口，例如Microsoft DDE或OLE接口。在Microsoft操作系统中，单元2503到2509都由动态链接库或DLL实现，即与扩展卡140和话机设备110一起操作的应用程序当开始执行时将这些库链接到它的地址空间。

该结构的应用层示于2515。正如这里所表示的，很多应用程序2513(i)可以使用2509以下的层。应用程序可以为电话设备110定制，或者它们可以是已经适配于电话设备110的现有应用程序。这种应用程序的一个例子是这样的应用：原始用户通过在计算机终端上显示并由用户鼠标输入而相互作用。这种现有的应用需要附加一层粘合代码2511，它在应用所需的数据形式和扩展卡140和话机设备110所需的数据形式之间做转换。这里应该指出的是对于很多现有的应用程序2513(i)，为使应用程序在话机设备110上工作必须写的就是相应的粘合代码2511(i)。

扩展卡140和电话机设备110的低成本实现

类似本专利申请的母申请所揭示的任何系统成功的关键方面是低成本。母专利申请中所揭示系统上的进一步工作已经得到了很低成本的实现。节约已经通过将原有实现中的微控制器1104替换为4个现场可编程门阵列(FPGA)集成电路(三个在扩展卡140中，一个在电话机设备110中)来实现。而且，认识到这样的事实：实际上所有较新的个人计算机(PC)都包含调制解调器，该实现现在可以使用PC中的调制解调器，而不是在扩展卡140中配备自己的调制解调器。

如下对低成本实现的讨论将以对低成本实现扩展卡的程序员接口的讨论开始，然后讨论实现的细节。

程序员接口：图15-18

扩展卡的程序员接口是到扩展卡I/O地址空间的特定地址的一组I/O读写命令。设备驱动2503使用这些命令向扩展卡的寄存器中写数据和读数据并向可重新设置图标的键盘写入位图和显示特性。下面，将详细讨论这些命令和寄存器，以为扩展卡解锁所使用的命令序列开始。

在优选实施例中，扩展卡所使用的计算机系统是IBM兼容PC。这种PC是开放式系统，即，附加在PC上的这类扩展卡可以用于执行很多不同的功能而且由不同厂商制造。目前还没有对这种扩展卡设计的明确标准，对各种卡如何相互作用也没有明确的定义。在这样环境中设计扩展卡的问题是确保给定PC的其它硬件及/或软件单元的操作不会对扩展卡产生不利影响而且扩展卡的操作不会对其它硬件及/或软件单元产生不利影响。

这个问题已经在扩展卡的目前实现中解决，通过要求PC对扩展卡“解锁”而进行特定的动作组合。在扩展卡被解锁之前，它将不响应来自PC的命令。这种动作组合这里称为访问密钥。在优选实施例中使用的访问密钥1501示于图15。密钥由主机系统必须顺序执行的8个动作组成，在扩展卡的本实现开始正常操作之前不能中断。如表1501所示，第一个动作是PC从扩展卡读取。下6个动作是写入地址X’8201’，在大多数PC系统中这是可以读取、不能写入的游戏口。如表中所示，这些写入的每一个都通过数据总线上的一个特定值来完成。在第6次写入X’8201’之后，最后一次写入是XC201’，在解锁序列中被译为扩展卡配置寄存器的地址。该次写入的数据是使用扩展卡的程序希望配置寄存器被设置的值。

当将扩展卡连接到PC的总线表示系统已经复位或当使用扩展卡的程序在配置寄存器中设置了软件复位(SWRST)时，扩展卡被加锁。正如下面对硬件的讨论所详细解释的，加锁在优选实施例中是通过有限状态机实现的，它只有收到规定顺序的特定输入时才会到达解锁状态。

配置寄存器确定扩展卡和电话机设备整个行为的多种重要方面。具有设置并读取配置寄存器的命令；特别是，当系统复位时，配置寄存器被复位。图16表示了配置寄存器1601的优选实施例。该寄存器包括8比特，前3比特，0..2 1603，包含一个代码，它规定主机系统的I/O地址空间中八个不同地址范围中的一个。在扩展卡上读写是使用1603中的代码所规定的范围中的地址来完成的。比特31605是SWRST比特。当程序设置SWRST比特时，扩展卡如上所述加锁；当系统复位时SWRST也设置。比特4 1607是STD比特。当这个比特为1时，电话机设备在键盘126上不显示任何图标并使用它的辅助按键键盘作为标准POTS电话操作。STD比特1607以两种方式设置：通过装载配置寄存器在程序控制下进行；或者当扩展卡在前面这类命令之后0.5秒内不能从设备驱动2503接收系统监视定时器复位命令时自动进行。

当主机PC停止执行控制扩展卡的软件时，系统监视定时器复位命令连同着当STD 1607设置时扩展卡的前述行为一起提供自动将电话机设备置入POTS模式的机制。系统监视器复位命令本身是向扩展卡I/O地址空间的基地址的一次简单的I/O读或写。设备驱动2503在运行时必须每0.5秒提供系统监视器复位命令。设备驱动2503在如下情况下不能提供系统监视器复位命令：

·主PC故障，因而设备驱动2503不能执行。

·设备驱动2503检测到PC操作系统的故障。

设备驱动2503通过周期性轮询操作系统来检测操作系统的故障。如果操作系统不响应，设备驱动2503就停止向系统发送监视器复位命令。

配置寄存器1601中的比特5..7 1609选择连接扩展卡和主机系统的总线中八根不同中断线中的一个。所选的中断线是目前由扩展卡用于向主机系统发送中断的一个。

具有一个命令用于读配置寄存器，一个命令用于写。读命令是向扩展卡的当前I/O基地址+1进行I/O读；配置寄存器1601的当前内容在总线的数据比特0..7上输出到主机。写命令是向上述地址的I/O写；数据比特0…7传递写入配置寄存器1601的值。注意这个写命令不同于上述键访问序列中使用的写命令；刚描述的读及写命令仅当扩展卡已经解锁后才有效。

图中没有表示的另一个寄存器是8比特的装置ID寄存器。它是只读寄存器，当扩展卡制造时设置，用以表示扩展卡的型号。读该寄存器的命令是I/O基地址加6；寄存器的内容出现在数据总线的比特0..7上。

图17表示键参数寄存器。这个寄存器由主机上的程序用于寻址键盘126中的键。当位图被下载时，寄存器中的地址表示哪个键在接收位图；此外，当键被按下或释放时，该寄存器用于为每个键设置是否中断主机以及读取当前为该键设置的中断类型。寄存器1701包含8比特，其中两个在优选实施例中不用。比特0..4 1703包含一个代码，在键盘126的12个键中选出一个。对于该键，比特6 1705和71709规定产生该中断的键动作。有四种可能：

比特值	含义
		00	禁止该键对主机中断
01	键开关合上中断
		10	键开关断开中断
11	键开关合上和断开中断

用来写这个表的命令是I/O写命令，地址为扩展卡当前基地址+5。写入的比特在数据线0..7上。读命令是相同地址的I/O读命令。正在读的比特在数据线0…7上。

图18表示键状态寄存器1801，其中使用扩展板的程序来读该寄存器，以便确定哪个键产生程序正在服务的中断。寄存器1801还包含8比特，其中两个空闲。比特0..3 1805包含一个代码，标识12个键中的哪个引起该中断；比特6 1807包含一个比特，当键被按下时，表示引起该中断的键是否已经释放。比特7 1809包含一个比特，表示电话设备是否忙，即，它是否还在为前面所选的键下载一个位图。只要使用扩展板的程序服务一个击键中断，以及只要程序在进行连续的位图下载，该程序就必须读取寄存器1801。读该寄存器的命令是I/O读命令，地址由当前I/O基地址加8形成。还有一个中断确认命令，清除键状态寄存器中当前指定的未决击键中断。该命令是写入基地址加4的I/O写命令。

键盘中键的位图和确定键颜色以及键是否闪烁的属性由两个命令序列设置：装载启动字节跟随装载键命令/数据。在驱动2503为一个键发出这些命令之前，它在参数寄存器1701中设置域1703以选择该键。装载启动字节命令是写入基地址+2的I/O写命令。写入的字节包含0值，正如下面更详细解释的，该字节当到达键组合时具有偶校验。装载启动字节命令必须在每个装载键命令/数据之前。装载键命令/数据命令是写入基地址+3的I/O写。写入这个地址的是一个命令字节跟随多达108字节的数据。命令和数据具有奇校验。优选实施例中的键盘响应四个命令：一个表示如下数据是键的象素数据，即键的位图，一个表示键的背景颜色，两个用于初始化时规定键盘的刷新速率。对用于优选实施例的键组合编程的进一步细节，见用于优选实施例的LC 24.2 TREND键组合的HE Electronics’Data Sheet。该数据手册可从HE Electronics Technologie&Systemtechnik,AmGneisenaufloz 8,D-66538,Neunkirrchen,Germany得到。

扩展板硬件：图19

图19是扩展板优选实施例1901的高级框图。扩展板由ISA连接器1903连接到主PC的ISA总线，并由带26芯连接器1941的电缆连接到电话机设备。IS A总线的输入和输出如下：

·16比特的系统地址1905。这些只是输入而且用于命令。

·8比特数据1907：这些是双向的而且用于从板1901的寄存器写和读，并将位图写入键。

·8根中断请求线1909，将板1901的中断请求输出到主PC。

·由设备驱动激活的装置允许线1911。为使板1901响应PC的命令输入该线必须激活。

·IO写线1913，表示I/O写操作。

·IO读线1915，表示I/O读操作。

从板1901到电话机设备的线示于装置连接器1941：

·BACP 1957从板1901向电话设备提供时钟信号。当这个时钟信号停止时，电话设备作为POTS电话工作。

·DAPD 1955是串行数据线，向键盘传递键位图数据。

·ASK(0..3)1953是四根线，电话机设备激活它以便表示键盘的哪个键已经按下。

·BKS(0..3)1951是四根线，板1901激活它以便表示正下载的数据是用于哪个键的。

·TEIRQ 1949是从键盘到板1901的输入，表示已经按下的键被释放。

其余的输入和输出是将主机系统中的模拟设备连接到电话机设备中的模拟设备的模拟输入和输出。SPKR 1947从插座1959接收其输入，并将信号输出到电话机设备中的扬声器；MIC 1945从电话设备中的麦克风接收其输入并将信号输出到插座1961；最后TIP/RNG1943是三组tip/ring线。在优选实施例中，只使用两组，另一个用于电话机设备，一组用于可以连接到电话机设备的传真机，一组用于电话机设备中的插座。两组线到RJ11-4插座，允许电话机设备连接到墙上电话插座以及PC。

ISA连接器1903和装置连接器1941之间连接了三个现场可编程门阵列1917、1921和1931。在优选实施例中使用的门阵列是属于Altera Corporation,2610 Orchard Parkway San Jose,CA.的MAX7000可编程逻辑器件族的器件。有关该门阵列的其它信息可以从Altera Corporation对该器件的数据手册中得到。

门阵列实现到板1901的程序员接口中说明的寄存器同时也实现执行命令所必需的控制逻辑。阵列中的功能划分一般具有如下特点：

·阵列1917对地址线1905(0..4)解码，说明不同的操作并进一步解码来自门阵列1921的中断选择信息线以便激活中断请求线1909中恰当的一个。

·阵列1921实现配置寄存器1601和应用程序ID寄存器，从一个振荡器得到用于控制电话设备的时钟信号AP_CLK 1925，并实现解锁板1901的状态机。

·阵列1931实现键参数寄存器1701以及键状态寄存器1801，并进一步控制板1901与电话机设备的相互作用。特别是，阵列1931实现装载键位图和设置显示属性的命令，并且也接收表示键已经激活的输入。

更具体地以板1901所执行的三种操作来继续，即，解锁、检测主PC的故障、以及装载位图，如前面所解释的，解锁以状态机实现。表1501中描述的每个输入将状态机置于下一状态；当所有状态完成之后，FPGA 1921激活AP_ON 1923线，使FPGA 1917开始响应在I/O基地址的低有效比特上接收的命令。

如前面所表示的，控制板1901的主PC中的程序必须每0.5秒至少发一次系统监视定时器复位命令。在优选实施例中，FPGA 1917通过激活连接到监视器1927的SMTR 1919线响应该命令。在板1901中，监视器1927是一个计数器，SMTR 1919复位该计数器。如果计数器没有复位，它就到达最大计数值并激活到FPGA 1931的SMRST1929线。FPGA 1931通过停止输出XAP_CLK 1933(一个从AP_CLK 1925得到的时钟信号)来响应SMRST 1929。XAP_CLK 1933作为BACP 1957输出到电话机设备，而且当这个信号停止时，电话设备开始作为标准POTS电话工作。

程序员接口的讨论揭示了向电话机设备下载位图是通过装载启动字节和装载命令/数据命令的序列来完成的。每个装载命令/数据命令下载多达108字节的数据到BKS(0..4)1951所指定的键，这些数据是在SYSDATA(0...7)上接收到的。对于装载启动字节命令所提供的字节与装载命令/数据命令所提供的字节，电话设备通过前面字节具有偶校验而后面具有奇校验这个事实来区分。

门阵列1917通过激活由门阵列1931和奇偶发生器1937所接收的LDSB 1935来响应装载启动字节命令。门阵列1931通过向移位寄存器1939输出LD信号1934继续进行响应，从而使移位寄存器1939装载SYSDATA 1907上的数据字节。该字节的前面是开始比特，后面跟随奇偶比特和两个停止比特。开始比特和停止比特由移位寄存器1939产生。同时，奇偶发生器1937通过为SYSDATA 1907上到移位寄存器1909的字节输出偶校验1938来响应LDSB 1935。一旦该字节被装载，它就在XAP_CLK1933的控制下从移位寄存器输出到连接器1941。

有关装载命令/数据遵循相同的通用模式。门阵列1917通过激活连接到FGPA 1931的LDKSC/D 1930来响应装载命令/数据。然后FPGA1931激活LD 1934，后者使移位寄存器1939装载SYSDATA 1907上的字节。这次不激活奇偶发生器1937，也不反转该字节的奇偶比特。一旦装载，字节就从移位寄存器1939输出，如上所述。

电话设备110的硬件：图20

图20表示了电话设备110的降低成本的目前优选实施例2001。实施例2001由电缆连接到扩展板1901；电话设备2001和扩展板1901之间传输的信号已经在上面讨论扩展板1901时解释过了。模拟信号，SPKR 1947、MIC 1945、以及塞尖/塞环信号1945进入电话设备110的有关设备，而且也到RJ11-4插座。数字信号为键盘126中的键装载数据并响应来自键盘126的信号。如这里所示，每个键2018(i)有两个输入和一个输出。输入包括：时钟信号KEY_CL 2007(它是从扩展板1901提供的BACP 1957中得到的)，串行数据线DATA 2017(i)(它传输键2018(i)的位图和设置键2018(i)显示属性的数据)、以及KS 2027(i)(它表示键2018(i)目前是否被按下)。

电缆插座2003和键阵列126之间连接着现场可编程门阵列2005，它包含将DAPD 1955上接收的数据传递到BKS(0..3)所指定的键以及将KS 2027(i)的输入转换成表示哪个键2018(i)被按下的AKS1953上输出所必需的控制逻辑。以数据传递到键开始，FPGA 2005就在BACP 1957上接收时钟信号和DAPD 1955上的串行数据，并将DATA(i)上的数据输出到目前BKS(0..3)1951所指定的键2018(i)。数据通过从BACP 1957得到的时钟KEY_LK 2007的控制而进入键2018(i)。这里应该注意的是当KEY_CLK 2007没有按有规律的方式发送时钟信号时，键阵列126不能被装载而且也不能刷新目前装载位图的显示。

以传递击键信息来继续下去，该信息是当键2018(i)被按下或释放时产生。这个信息存在两个必须解决的问题：首先，键一般不是简单地打开或关闭，而是在最终进入一种或另一种状态之前“跳动”(bounce)。第二，在目前优选实施例中的扩展板1901和使用板1901的软件期待表示只有一个键2018(i)被按下的信号；但是可能会偶然或无意识地同时按下多个键。

同时按下键的问题可以通过击键优先器2028来解决，当一个以上的线KS 2017被激活时，击键优先器2028是根据预定优先级选择一个键2018来进行响应的。发生击键由线SD 2029上的值来表示。选择哪个键由线SEN(0..6)2025上的值表示。上述这些线和线SD2029输入到FPGA 2005。但是那些线上的值会反映出“跳动”，因此，在延迟10 MSEC之后，FPGA 2005才响应SEN(0..6)2025。这个延时由延时定时器2013产生。当SD 2029表示已经击键时，FPGA 2005激活线SEQ 2011，后者接着再启动延时定时器2013的运行。当运行到10 MS时，激活输入到FPGA 2005的线MKS_EN 2015。当该线激活时，FPGA 2005从线SEN(0..6)2025的状态确定哪个键被按下并因此激活线AKS(0..3)1953。如果没有线SEN(0..6)被激活，当MKS_EN2015被激活时，FPGA 2005激活TE_IRQ 1949。

当包含扩展卡1901的PC出故障时，延时定时器2013也用于禁止激活线AKS(0..3)。如前面所表示的，当PC故障时，BACP 1957停止提供定时信号。定时信号KEY_CLK#2009从BACP 1957得到，并且当定时信号停止时，KEY_CLK#2009也停止了。因此停止延时定时器2013的操作，2013接着又阻止MKS_EN 2015产生，藉此禁止AKS(0..3)的激活。

设备的种类和其它类型：图21-23

对本发明的母发明中所揭示设备的进一步研究已经显然使该设备可以以多种方式实现，而且可以用于很多不同的提供电话业务的环境。尽管如此，该设备的某些特性对于此后所考虑的所有实现方案和环境都是共同的。这些特性示于图21。图中的系统2101有三个主要部件：按钮表示2103、接口2111、以及电话设备2113。按钮表示2103可以是诸如键盘126这样的键盘，带有可重新设置图标的按钮，或者它可以是计算机系统显示器中的键盘表示。在后一种情况下，按钮又是可重新设置图标的，但是通过诸如鼠标或指示笔(stylus)这样的指示设备来选择。在任一情况下，按钮表示2103都从接口2111接收代表按钮图标的位图2107并返回表示用户选择了哪个按钮205的键选择信息2109。

接口2111将提供给按钮表示2103以及从按钮表示2103接收的信息置成适当的格式，以便传输到电话设备2113。因此，在优选实施例中，它接收位图2112并将它们导向目标键，“去跳动”(debounce)键选择信息2109并将其编码为击键信息21114。

为了这个目的，电话设备2113可以被考虑为具有三个主要部件：位图存储器2116(它存储发送到按钮表示2103的位图2112)，击键解释器2115(它通过激活电话功能2117及/或向接口211发送一个或多个新位图2112来响应按钮表示2103的用户对按钮2105的选择)，以及电话功能2117(它管理到电话网络2119的接口以及电话音频输入2113和音频输出2121)。电话设备可以实现各种有线或无线电话(包括数据分组电话)业务。接口2111和电话设备2113之间的连接也可以是有线或无线的。

系统2101如下进行操作：当用户选择按钮2105时，按钮表示2103向接口2111提供键选择信息2109，接口2111将其置成用于电话设备2113的适当的形式2114。键选择解释器2115按照要求进行响应，将本组位图显示在表示2103上。在一些情况下，所要求的响应是电话功能，而且解释器2115激活电话功能2117中所需的功能。在另一些情况下，所要求的响应是一组新的位图而且解释器2115恢复所需的位图并将它们提供给接口2111，接口2111再将它们提供给按钮表示2103。在其它一些情况下，解释器2115激活电话功能并提供位图。

系统2101的部件可以按多种方式分布在各个硬件设备上。而且这些部件也可按多种方式彼此通信并与电话系统通信。在目前优选实施例中，与电话系统的通信是模拟的，而电话设备和PC之间控制信息的传递是数字的，用于连接电话设备的电缆包括数字信号线和模拟信号线。在其它实施例中，电话设备和PC之间的连接依靠LAN，数字信号以分组形式在LAN上传输，而且在另一些实施例中，电话系统可以是数据分组电话系统，话音信号以及数字控制信息将数据以分组形式传输。

在一类实现方案中，系统2101的所有部件都可以在单个硬件设备(即个人计算机或工作站)中实现。在这个实现方案中，按钮表示2103显示在PC的显示器上，音频输入和输出由PC中的电话板来提供。在目前优选的实现中，按钮表示2103、接口211、以及音频输出2121和音频输入2123是与实现电话设备2113的PC所连接的一个分立设备的一部分。电话设备可以是模拟电话或数字分组电话。当然，在整个系统2101在一个PC中实现或至少按钮表示2103是连接到PC的一个分立设备一部分的实施例中，按钮表示2103中的按钮可以用于与除了PC中的电话程序以外的程序相互作用。这类程序的例子可以是那些用于显示与使用系统2101进行的电话呼叫有关的数据的程序。

在其它实施例中，可以具有刚描述的分立设备，而且电话设备2113可能是PBX交换机、甚至中心局交换机而不是PC.与交换机的通信可以完全是模拟的，在这种情况下数字信息必须通过调制解调器或通过DTMF信号来传递，可以象目前优选实施例中那样是混合模拟和数字的，或者可以是完全数字的。在后一种情况下，分立设备可以通过任何类型的分组网络而连接到电话设备。实际上，电话设备可以是一个分组网络的服务器，多个分立设备通过诸如Ethernet协议(Ethernet是Xerox Corporation的注册商标)这样的协议与之通信。这种服务器当然可以在任何类型计算机上实现，其中包括PC机。在另外一些实施例中，分立设备本身可以包括电话设备2113，并且直接连接到电话网络2119。这种类型对于分组电话特别有吸引力，因为典型的分组网络使其本身局限于路由选择功能，所有其它功能都由网络边缘的智能设备来完成。当然，在分立设备是独立数据分组电话的地方，还是可以通过分组网络来连接到服务器以及其它这样的数据分组电话，而且服务器可以实现优选实施例中由PC执行的功能。这样一种设计是特别适于部门电话系统采纳的。

位图存储器2116也可以处于不同部件中。如果它是可以下载的并处于分立设备中，则可得到最大的灵活性。在这样的实施例中，选择位图的键选择解释器2115部分也处于分立设备中。下载位图的设备也可以下载那些在键选择解释器2115恰当地解释从位图得到的击键时所需要的代码。

图22表示一个实现方案2201，其中包含有键盘2221、音频输出2121、以及音频输入2123的设备直接连接到电话交换机2203。在这种实现方案中，位图存储器2205以及键选择解释器2207都设在交换机2203中，还有除了设备2213中所需的响应入呼叫的功能以外的所有电话功能2209。交换机2203通过路径2211连接到设备2213。路径2211必须传输电话呼叫所需的标准模拟音频信号以及与键盘2221交互作用所需的数字信息。一种传输这两种信息的方法是将数字信息按照DTMF音频序列编码；另一种是在交换机2203和设备2213中都包括调制解调器并使用调制解调器发送数字信息。还有一种方法是为数字信息和音频信号提供单独的线路。在任一情况下，交换机接口2215都必须通过路径2217将数字信息提供给键盘接口2219并通过路径2223将模拟信息提供给电话硬件2227。

如果设备连接到分组网络，在交换机和设备之间发送音频信息和数字信息的问题就可以解决。在这样的网络中，传输的所有信息都是数字数据分组，分组的类型表示接收设备将如何解释数字数据。图23表示了一个带独立设备2307的电话系统2301，用于连接到分组网络2303。设备2307具有分组网2303中的地址并从网络2303接收分组2305。这些分组是从介质上获得的，分组收发机2309将它们发送到这种介质上并置成设备2307内部使用的格式。分组接口2311从收发机2309接收输入的分组2305并根据它们的类型分配到设备2307的各单元中。接口2311也将各单元产生的分组输出到收发机2309，收发机2309再将它们置成适于发送介质的形式。

为此，设备2307的单元可以分成三组：处理键盘2313的组、完成电话控制功能的组、以及处理包含音频数据的分组的组。包含音频数据的分组由DSP硬件2323处理，2323从接口2311接收这种音频分组，将它们转换成模拟音频信号，并将音频信号输出到音频输出2327。DSP硬件2323也进行逆操作，从音频输入2329接收模拟音频信号，对音频信号数字化，并将它们置成分组以便输出到网络2303。电话控制功能2321解释并产生包含控制消息的分组，这些消息确定分组网络2302的作用以及附加其上的电话设备的作用。在这个功能中，TCF 2321响应来自键选择解释器2319的输入以及网络上接收的控制分组。TCF 2321不仅产生通过网络2303传输的控制分组，而且提供控制信号给数字信号处理器2323。除了击键解释器2319以外，前面所描述的键盘2313、键选择解释器2319、接口2315以及位图存储器2317都与电话控制功能2321相互作用。在一些实施例中，击键解释器2319也能从分组网络2303接收包含位图和程序的分组。位图当然要装载入位图存储器2317，而程序则变成键选择解释器2319的一部分。

因为附加到分组网络2323的设备彼此相互作用，但不与分组网络2313相互作用(2313只是对分组进行路由选择)，连接到分组网络的设备2307可以以任何方式与其它设备相互作用，包括连接到分组网络的其它设备2307。对于连接到分组网络以允许设备2307的用户与给定设备相互作用的给定设备来说，所有需要的就是向设备2307发送相互作用所需的位图和程序。不需要改变分组网络2303来适应新的相互作用。如上所示，分组网络2303可以是任何类型的分组网络，从公用分组网络到局域网、直到一个将多个设备2303连接到PC的网络，而且本地网络可以通过路由器(当然，它可以是PC)连接到公用网络。分组在其上传输的实际介质可以是用于此目的的任何类型，从双绞线到光纤、到无线。

防故障的电话设备：图24

任何数字电话系统存在的问题是当数字单元故障时系统停止工作。最常见的故障原因是电源断电。模拟电话系统是自供电的，即，电话系统在电话线上接收用以执行POTS功能的足够电源。因此在电源断电时，模拟电话系统可以继续工作。但是，通过电话线提供的电源不适于数字系统，因此大多数这种系统要从标准的电源系统接收电源。当电源断电时系统就会停止工作。

在系统2101的优选实施例情况下，电话设备2113是PC机。PC当然不仅受到电源故障的影响，而且要受到过电压、以及带有错误的执行软件的影响。正如在本申请的母申请中指出而且在上面对PC扩展卡1901的描述中详细解释的，本发明的本优选实施例通过切换到POTS业务来响应PC故障。因此只要电话系统提供POTS业务，该系统就可以提供电话通信。图24提供了实现这种可能性的优选实施例中使用的技术概况。在系统2401中，提供位图并响应可重新设置图标键盘2415所必需的所有功能由个人计算机2419提供，因此，当个人计算机2419不工作、或者当电源故障、过电压、以及引起PC崩溃或挂起的软件错误时，这些功能将不能提供。此外，当设备2403在PC 2419和可重新设置图标键盘2415的控制下操作时，PC 2419提供从设备2403到电话网络的连接2421。当PC 2419故障时这个连接也会失效。

当PC 2419发生故障时设备2403仍然可用，这是由于它具有一组允许它作为标准POTS电话工作的单元2404。这些单元包括不可重新设置图标键盘2405、POTS接口2407以及到电话网络的独立接口2402。键盘2405、扬声器2409、以及麦克风2411都连接到POTS接口2407，因此，只要电话网络本身可用，设备2403可以继续提供POTS电话业务。到电话网络2402的连接可以直接通到用户环路或连接到用户环路的PBX。为了保证设备2403的用户了解到可重新设置图标键盘2415控制之下的部分2413不能工作，PC 2419中的扩展卡1901(如前所述)通过停止向部分2413提供时钟信号BACP 1957来响应PC 2419的故障。然后接口2417不再给键盘2415提供时钟信号，接口2407不再响应键盘2415的输入，键盘2415不再刷新位图，而且图标符号以及颜色背景消失。当部分2413处于这种状态时，用户就简单地使用键盘2405。

结论

前面的详细描述已经对本领域的技术人员进行了如下揭示：有关如何制造和使用一种电话设备，该设备使用标准电话键盘的可重新设置图标表示与其它电话设备(例如交换机或执行电话功能的服务器)相互作用。当详细描述揭示了实现本发明的发明者目前所了解的最佳模式时，显然对于该详细描述以及发明本身的性质可以创立能够实现发明原则的不同类型的实施例。本发明的各单元可在电话设备、服务器或交换机上按照多种方式进行分布，而且本发明的各单元彼此进行通信及与电话系统进行通信的方式也有很多种。特别是，本发明可以在任何类型的电话系统中实现，无论有线或无线，模拟或数字。

对于前述的所有原因，该详细描述应该在所有方面都认为是示范生的而不是限制性的，这里所揭示的发明范围不是从详细描述确定的，而是按照专利法所允许的完整范围解释从权利要求书确定的。

Claims (30)

1．一种与执行电话功能的第一设备一起使用的用户接口设备，该用户接口设备包括：

标准12键电话键盘按钮的表示，该按纽是用户可重新设置图标的、和可操作的，而且

到第一设备的接口，该接口将一个指示从用户接口设备提供到第一设备，表示用户执行的操作已经选择了一个给定的按钮并将按钮的图标从第一设备提供给用户接口设备，

第一设备通过给接口提供图标及/或执行一个或多个电话功能来响应该指示。

2．权利要求1中提出的用户接口设备，其特征在于：

执行电话功能的第一设备还执行其它功能；而且

该设备还通过向接口提供图标及/或执行一个或多个其它功能来响应该指示。

3．权利要求1中提出的用户接口设备，其特征在于：

该接口还将故障指示从第一设备提供到用户接口设备，该故障指示表示第一设备不能正常工作，而且

用户接口设备还包括：

故障响应装置，它通过禁止按钮表示来响应该故障指示。

4．权利要求3中提出的用户接口设备，其特征在于：

故障响应设备通过停止向第一设备提供用户已经选择了一个给定按钮的操作指示，从而禁止该表示。

5．权利要求4中提出的用户接口设备，其特征在于：

故障响应设备使按钮表示停止显示图标。

6．权利要求3中提出的用户接口设备还包括：

执行电话功能的第二设备，该第二设备不受第一设备故障的影响。

7．权利要求6中提出的用户接口设备，其特征在于：

第二设备还包括电话键盘。

8．权利要求7中提出的用户接口设备，其特征在于：

第二设备执行模拟电话功能。

9．权利要求1到8中任何一个提出的用户接口设备，其特征在于：

到第一设备的接口是数字的。

10．权利要求9中提出的用户接口设备，其特征在于：

数字接口是数字分组接口。

11．权利要求1到8中任何一个提出的用户接口设备，其特征在于：

该表示是带有至少12键的可重新设置图标键盘。

12．权利要求1到8中任何一个提出的用户接口设备，其特征在于：

第一设备是计算机系统。

13．权利要求12中提出的用户接口设备，其特征在于：

计算机系统执行分组电话功能。

14．权利要求12中提出的用户接口设备，其特征在于：

计算机系统包括将接口连接到第一设备的扩展单元，扩展单元只在接收到计算机系统发出的预定命令序列之后才可操作。

15．权利要求1到8中任何一个提出的用户接口单元，其特征在于：

第一设备是电话交换机。

16．权利要求15中提出的用户接口设备，其特征在于：

到电话交换机的接口是数字的。

17．权利要求16中提出的用户接口设备，其特征在于：

数字接口是数字分组接口。

18．权利要求1到8中任何一个提出的用户接口设备，其特征在于：

第一设备执行数据分组电话功能。

19．权利要求1到8中任何一个提出的用户接口设备，其特征在于：

第一设备执行无线电话功能。

20．权利要求1到8中任何一个提出的用户接口设备，其特征在于：

第一设备是用户交换机。

21．权利要求1到8中任何一个提出的用户接口，其特征在于：

用户接口设备包括第一设备。

22．权利要求21中提出的用户接口，其特征在于：

第一设备执行数据分组电话功能。

23．权利要求21中提出的用户接口，其特征在于：

第一设备执行无线电话功能。

24．一种与第一数控电话设备一起使用的用户接口设备，该用户接口设备包括：

麦克风；

扬声器；

第一键盘；

连接到麦克风、扬声器、以及第一键盘用于执行独立于第一设备的电话功能的第二电话设备；

带有至少12个可重新设置图标按钮的第二键盘；以及

介于第二键盘、扬声器、麦克风、以及第一设备之间的接口，该接口包括：

按钮选择指示器，用于从用户接口设备向第一设备提供数字指示，表示用户执行的操作已经在第二键盘上选择了一个给定按钮；

从第一设备接收按钮的数字图标并将它们提供给第二键盘的图标接收器，以及

故障指示接收器，用于从第一设备接收第一设备故障指示并通过禁止第二键盘对其响应。

25．权利要求24中提出的用户接口设备，其特征在于：

第二电话设备由电话系统供电。

26．权利要求24中提出的用户接口设备，其特征在于故障指示接收器包括：

响应故障指示的设备，该响应通过停止向第一设备提供用户已经选择了一个给定按钮的操作指示来执行。

27．权利要求26中提出的用户接口设备，其特征在于故障指示接收器还包括：

响应故障指示的设备，该响应通过使第二键盘的按钮停止显示图标来执行。

28．一种用于计算机系统的接口模块，该计算机系统包括在执行电话功能的软件控制下工作的设备，该接口模块与包括带有至少12个可重新设置图标按钮的至少一个键盘的用户设备一起使用，而且

接口模块包括：

用于接收来自软件的按钮图标位图、并将位图提供给用户接口设备的设备；以及

用于从用户接口设备接收指示并将指示提供给软件的设备，该指示表示用户已经操作了一个给定的键盘按钮，其中软件通过提供图标及/或执行一个或多个电话功能来进行响应。

29．权利要求28中提出的接口模块，其特征在于还包括：

用于检测计算机系统故障并通过向用户接口设备发送计算机系统故障指示来进行响应的设备，用户接口设备通过禁止键盘对其进行响应。

30．权利要求28中提出的接口模块，其特征在于还包括：

用于禁止接口模块操作直到接口模块从软件接收了预定的输入序列为止的锁定设备。

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