Разработка и моделирование сервисного устройства выборочного ограничения исходящей междугородной связи. Дипломная (ВКР). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Разработка и моделирование сервисного устройства выборочного ограничения исходящей междугородной связи
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Разработка и
моделирование сервисного устройства выборочного ограничения исходящей
междугородной связи
телефонная линия сервисное устройство связь
. Конструкция
и принцип работы абонентской телефонной линии
1.1 Анализ
аналоговых телефонных сетей
1.2 Основные
характеристики сигналов АТС и оконечных устройств
2. Разработка
сервисного устройства выборочного ограничения исходящей междугородной связи
.1
Проектирование структуры схемы сервисного устройства
.2 Выбор
элементной базы и принципиальная схема устройства
.3 Разработка
программного обеспечения контроллера
.
Моделирование сервисного устройства
.1
Тестирование устройства и анализ результатов
.2
Схемотехническое моделирование в программной среде Proteus 7.4 SP3
.3
Моделирование работы программы в среде Bascom AVR
Приложение А.
Листинг программы для МК ATmega8
Приложение Б.
Графический алгоритм программы для микроконтроллера ATmega8
Приложение В.
Порядок настройки разработанного устройства
Телефонная связь стала самым массовым видом связи, как по количеству
абонентов-пользователей, так и по объемам информации, передаваемой по сетям.
Такая значимость телефонной связи объясняется тем, что она лучше других
технических средств обеспечивает эффект личного контакта: телефонное сообщение
одновременно передает смысловую информацию (текст), индивидуальные признаки
говорящего и эмоциональную окраску сообщения. В связи с этим телефонный аппарат
стал занимать одно из ведущих мест в жизни современного человека.
Городские и офисные АТС, также современные электронные телефонные
аппараты (ТА) обладают множеством сервисных функций. Но несмотря на это
образовалась и до сих пор не заполнена область техники, связанная с
конструированием сервисных телефонных устройств, так как в этой области спрос
значительно превышает предложение.
Среди множества технических решений и возможных реализаций этих
устройств, включая «умные» анализаторы на дорогих микроконтроллерах,
реализующих сервисные функции, значительно превосходящие обычные устройства
низкой степени интеграции, всё же остаются востребованными устройства, легко
реализуемые на практике и не требующие дополнительного сложного и
дорогостоящего оборудования. Это стало возможным благодаря появлению в
последнее время дешёвых и доступных микроконтроллеров фирмы ATMEL семейства
AVR. Также стали доступны недорогие LCD-модули, наглядно отображающие
буквенно-цифровую информацию.
Поэтому целью дипломной работы является разработка и моделирование
сервисного устройства выборочного ограничения исходящей междугородной связи.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
§ провести анализ конструкции и принципа работы абонентской
телефонной линии;
§ разработать сервисное устройство выборочного ограничения исходящей
междугородной связи;
§ разработать программное обеспечение для микроконтроллера в среде Bascom AVR;
§ провести схемотехническое моделирование разработанного устройства в
программной среде Proteus 7.4 SP3.
Теоретическая значимость данной дипломной работы заключается в
возможности использования результатов проведенных расчетов и созданных программ
для последующего построения моделей и дальнейшей разработки узлов устройств
подобного типа.
Практическая значимость работы состоит в возможности применения
разработанного устройства, как в быту, так и на производстве. Можно
рекомендовать данное устройство как быстро изготовляемое в технологическом
процессе с минимальным количеством компонентов. А наличие готовой «прошивки»
сводит к отсутствию затрат времени на разработку программного обеспечения
данного устройства.
1. Конструкция и принцип работы абонентской телефонной линии
1.1 Анализ аналоговых телефонных сетей
Аналоговые телефонные сети относятся к глобальным сетям с коммутацией
каналов, которые создавались для предоставления общедоступных телефонных услуг
населению [1]. Аналоговые телефонные сети ориентированы на соединение, которое
устанавливается до начала ведения разговоров (передачи голоса) между
абонентами. Телефонная сеть образуется (коммутируется) с помощью коммутаторов
автоматических телефонных станций. Телефонные сети состоят из:
§ автоматических телефонных станций (АТС);
§ магистральных линий связи (линий связи между АТС);
§ абонентских линий (линий, соединяющих телефонные аппараты с АТС).
Абонент имеет выделенную линию, которая соединяет его телефонный аппарат
с АТС. Магистральные линии связи используются абонентами по очереди.
Аналоговые телефонные сети используются также и для передачи данных в
качестве:
§ сетей доступа к сетям с коммутацией пакетов, например, подключения к
Интернет (применяются как коммутируемые, так и выделенные телефонные линии);
§ магистралей пакетных сетей (в основном применяются выделенные телефонные
линии).
Аналоговая телефонная сеть с коммутацией каналов предоставляет для
пакетной сети услуги физического уровня, которая после коммутации является
физическим каналом "точка-точка".
Обычная телефонная сеть или POTS (Plain Old Telephone Service - старый
“плоский” телефонный сервис) обеспечивает пропускание голосового сигнала между
абонентами с диапазоном частот до 3,1 кГц, что является вполне достаточным для
нормального разговора. Для связи с абонентами используется двухпроводная линия,
по которой сигналы обоих абонентов во время разговора идут одновременно во
встречных направлениях.
Телефонная сеть состоит из множества станций, имеющих иерархические
соединения между собой. Коммутаторы этих станций прокладывают путь между АТС
вызывающего и вызываемого абонента под управлением информации, предоставляемой
системой сигнализации. Магистральные линии связи между телефонными станциями
должны обеспечивать возможность одновременной передачи большого количества
информации (поддерживать большое количество соединений).
Выделять для каждого соединения отдельную магистральную линию
нецелесообразно, и для более эффективного использования физических линий
применяют:
§ метод частотного уплотнения каналов;
§ цифровые каналы и мультиплексирование цифровых потоков от множества
абонентов.
В случае применения метода FDM - (Frequency Division Multiplexing)
передается множество каналов, в которых низкочастотный голосовой сигнал
модулирует сигнал высокочастотного генератора. Каждый канал имеет собственный
генератор, и частоты этих генераторов разнесены друг от друга настолько, чтобы
передавать сигналы в полосе до 3,1 кГц с нормальным уровнем разделения друг от
друга.
Так же используют применение цифровых каналов для магистральных передач.
Для этого аналоговый сигнал от абонентской линии на телефонной станции
оцифровывается и далее в цифровом виде доставляется на телефонную станцию
адресата. Там он обратно преобразовывается и передается в аналоговую
абонентскую линию.
Для обеспечения двусторонней связи на телефонной станции каждое окончание
абонентской линии имеет пару преобразователей - АЦП (аналого-цифровой) и ЦАП
(цифро-аналоговый). Для голосовой связи со стандартной полосой пропускания (3,1
кГц) принята частота квантования 8 кГц. Приемлемый динамический диапазон
(отношение максимального сигнала к минимальному) обеспечивается при 8-битном
преобразовании.
Итого получается, что каждый телефонный канал требует скорости передачи
данных в 64 кбит/с (8 бит х 8 кГц). Часто для передачи сигнала ограничиваются и
7-битными отсчетами, а восьмой (младший) бит используется для целей
сигнализации. В таком случае чисто голосовой поток сокращается до 56 кбит/с.
Для эффективного использования линий магистрали цифровые потоки от
множества абонентов на телефонных станциях мультиплексируются в каналы
различной емкости, соединяющие телефонные станции между собой. На другом конце
канала производится демультиплексирование - выделение требуемого потока из
канала.
Мультиплексирование и демультиплексирование, естественно, производится на
обоих концах одновременно, поскольку телефонная связь двусторонняя.
Мультиплексирование осуществляется с помощью разделения во времени (TDM - Time
Division Multiplexing).
В магистральном канале информация организована в виде непрерывной
последовательности кадров. Каждому абонентскому каналу в каждом кадре отводится
интервал времени, в течение которого передаются данные этого канала.
Таким образом, в современных аналоговых телефонных линиях по абонентской
линии связи передаются аналоговые сигналы, а в магистральных линиях передаются
цифровые сигналы. Для коммутации аналоговых телефонных линий используют модемы.
С помощью модемов телефонные сети общего пользования, кроме передачи
голоса, позволяют передавать цифровые данные. Модем (модулятор-демодулятор)
служит для передачи данных на большие расстояния с использованием выделенных и
коммутируемых телефонных линий.
Модулятор поступающую от компьютера двоичную информацию преобразует в
аналоговые сигналы с частотной или фазовой модуляцией, спектр которых
соответствует полосе пропускания обычных голосовых телефонных линий.
Демодулятор из этого сигнала извлекает закодированную двоичную информацию и
передает ее в принимающий компьютер.
Также на аналоговых линиях повсеместно используют Факс-модемы (fax-modem)
позволяющие передавать и принимать факсимильные изображения, совместимые с
обычными факс-машинами.
Возможностями, расширяющими использование аналоговых линий, является
применение различных технологий, использующих выделенные физические линии.
Рассмотрим некоторые из них.
Выделенные физические линии имеют полосу пропускания гораздо более
широкую, чем коммутируемые. Для них выпускаются специальные модемы,
обеспечивающие передачу данных со скоростями до 2048 кбит/с и на значительные
расстояния.
Одна из них - технология xDSL основаная на «превращении» абонентской линии
обычной телефонной сети из аналоговой в цифровую xDSL (Digital Subscriber
Line). Суть данной технологии заключается в том, что на обоих концах
абонентской линии - на АТС и у абонента - устанавливаются разделительные
фильтры (splitter). Эти фильтры представляют собой отдельное устройство,
состоящее из пассивных элементов и являются дополнением к модему. Данные модемы
специфичны и используются именно для выделенных телефонных линий.
Низкочастотная (до 3,5 кГц) составляющая сигнала заводится на обычное телефонное
оборудование (порт АТС и телефонный аппарат у абонента), а высокочастотная
(выше 4 кГц) используется для передачи данных с помощью xDSL-модемов.Технологии
xDSL позволяют одновременно использовать одну и ту же телефонную линию и для
передачи данных, и для передачи голоса (телефонных переговоров), чего не
позволяют обычные модемы для коммутируемых линий.
Рассмотрев данные технологии, видно, что использование аналоговых
телефонных линий в ближайшем будущем будет ещё востребовано, так как в
некоторых регионах и в некоторых случаях их использование является единственно
возможным.
.2 Основные характеристики сигналов АТС и оконечных устройств
В соответствии с ГОСТ 10710-81, к импульсным номеронабирателям ТА для
обеспечения нормальной работы приборов АТС предъявляются следующие требования.
Их временные характеристики приведены в таблице 1 [2].
Таблица 1 - Временные характеристики импульсных номеронабирателей ТА
Частота создаваемых
импульсов, имп./с
Время размыкания контактов
ИК, tp, мс
Время замыкания контактов
ИК, tз, мс
Импульсный коэффициент
(отношение времени размыкания tp к времени замыкания t3 контакта импульсного
ключа)
Кнопочные ТА с частотным набором номера используются при работе с
электронными и квазиэлектронными АТС. Передача каждой цифры в соответствии с
ГОСТ 25554-82 в частотном номеронабирателе осуществляется многочастотным кодом
2 из 8. Для этого применяются две группы частот:
нижняя группа частот. - 697, 770, 852, 941 Гц;
верхняя группа частот - 1209, 1336, 1477, 1633 Гц.
Этот код обеспечивает 16 комбинаций сигнальных частот, 10 из которых
используются для набора номера. Кнопки # и * используются при наборе кодов
дополнительных видов обслуживания. Кнопки А, В, С и D применяются в расширенной
клавиатуре. Длительность двухчастотной посылки должна быть не менее 40 мс,
паузы - не менее 25 мс. Стабильность частот - не хуже ± 1,5 %.
Комбинации сигналов и соответствие частот каждой кнопке приведены в
таблице 2.
Таблица 2 - Многочастотный
телефонный код
Кроме сигналов набора номера от абонентского устройства (АУ) к АТС
поступают сигналы, характеристики которых приведены в таблице 1. Все эти
сигналы являются основными, т. е. обеспечивают взаимодействие АУ с АТС.
Таблица 3 - Соответствие
характеристик сигнала
Вызов станции (Поднятие
трубки при исходящем вызове)
Непрерывное замыкание
шлейфа абонентской линии (АЛ) на время >250 мс
Ответ (Поднятие трубки при
входящем вызове)
Замыкание шлейфа АЛ на
время >500 мс
Размыкание шлейфа АЛ на
время >400 мс
На некоторых зарубежных ТА можно увидеть кнопку "R". Эта
кнопка. предназначена для заказа дополнительных услуг в ЭАТС и формирует
размыкание шлейфа абонентской линии на время 80 ± 40 мс [3].
Абоненты с АТС получают следующие виды сигналов:
§ ответ станции - непрерывный гудок, который слышит абонент после снятия
телефонной трубки;
§ посылка вызова - сигнал вызова абонента;
§ контроль посылки вызова - сигнал, предназначенный для информирования
абонента о посылке вызова;
§ занято - поступает при занятости абонентской линии вызываемого абонента;
§ занято - перегрузка - поступает при занятости соединительных
(межстанционных) линий или коммутационного оборудования.
В фазе "исходное состояние" входное сопротивление абонентского
устройства сигналу вызывного тока должно быть не менее 2,5 кОм на частоте 25 Гц
(номинальная частота посылки вызова). Кроме основных сигналов в АТС применяются
также следующие дополнительные сигналы:
§ указательный - указывает на невозможность установления соединения или
предоставления услуги, передаётся также перед механическим голосом;
§ предупреждение - предупреждение о записи на магнитофон;
§ вмешательство - информация о подключении оператора или третьего абонента;
§ уведомление - информация о поступлении нового вызова;
§ предупреждение об окончании оплаченного интервала времени - поступает в
таксофон за 20 с до окончания оплаченного интервала времени.
2 Разработка сервисного устройства выборочного ограничения исходящей
междугородной связи
.1 Проектирование структуры схемы сервисного устройства
При проектировании устройства была поставлена задача, разработать
устройство, отвечающее нормам, обеспечивающим невмешательство в нормальную
работу телефонной линии и обладающее небольшими габаритами, массой и широкими
сервисными возможностями. Таким требованиям в данное время могут отвечать
устройства, изготовленные на современной элементной базе [4]. Таковыми являются
микросхемы высокой степени интеграции, а именно микропроцессоры и
микроконтроллеры. Первые требуют наличия необходимой для работы периферии [5].
Во вторые интегрировано максимальное количество необходимых узлов, для
реализации устройства «Всё в одном».
Поэтому был выбран вариант проектирования и разработки на
микроконтроллере. Подавляющее большинство микроконтроллеров имеет в своём
составе следующие функциональные блоки:
§ электрически перепрограммируемая постоянная память - EEPROM;
В основном микроконтроллеры могут применяться там, где приоритетным
является уменьшение размеров, снижение потребляемой мощности, увеличение
устойчивости к внешним факторам и сильным электромагнитным полям. Технология их
производства постоянно совершенствуется, и быстродействие микроконтроллеров в
последние годы постоянно наращивается и растёт. Новые поколения
микроконтроллеров уже могут выполнять сложные расчеты за малое время. Выбрав за
основу устройства микроконтроллер, определим его функции. Как следует из
названия дипломного проекта - это устройство выборочного ограничения исходящей
междугородной связи.
Обозначим список минимальных и необходимых требований:
§ не вмешиваться в протокол работы АТС;
§ не создавать помех телефонной линии;
§ точно определять поднятие трубки абонентом;
§ безошибочно определять набираемый номер;
§ блокировать доступ абонента к линии при заданных условиях.
С учётом вышеизложенных требований, разработаем блок-схему устройства,
позволяющее реализовать все перечисленные требования. Схема устройства
выборочного ограничения исходящей междугородной связи по номерам набираемых
цифр, представлена на функциональной схеме, на рис. 1.
Рис. 1 - Функциональная схема устройства ограничения исходящей
междугородной связи
С телефонной линии через аттенюатор, понижая уровень напряжения до
логических уровней микросхем логики ТТЛ, сигнал с линии приходит к детектору DTMF сигнала. Декодировав тональную
посылку абонента каждой набираемой цифры, сигнал в двоичной четырёхразрядной
форме поступает на вход микроконтроллера. При этом заранее с блока управления
микроконтроллером введены номера телефонов. Реализация алгоритма работы
программы устройства позволяет выбирать - разрешить этот заданный номер к
набору, а остальные соответственно запретить или же выполнять инверсную
функцию.
Изначально в устройство введен номер, имеющий определённое количество
цифр. Микроконтроллер динамически вычисляет количество цифр в номере до тех
пор, пока этот номер хранится в EEPROM. Допустим, устройство запрограммировано
на анализ одиннадцатизначного номера и хранит его в энергонезависимой памяти
EEPROM. Количество цифр может быть любым - начиная с одной и заканчивая
длинными номерами междугородных номеров.
Абонент желая набрать телефонный номер, снимает трубку и тем самым
вызывает падение напряжения в телефонной линии. Разрабатывалось и проверялось
устройство в реальных условиях на линии АТС-63. Для данной линии напряжение
«поднятой трубки» равно 30 В, а снятой 8 В. Микроконтроллер имеет в своём
составе компаратор, запрограммированный на отслеживание напряжения в телефонной
линии. При падении напряжения ниже 18 В, компаратор даёт внутренний сигнал
микроконтроллеру о том, что трубка снята. Этим обеспечивается точное
определение поднятой трубки.
Далее устройство ждёт первой набранной цифры и как только она будет
набрана, сразу же начинает сравнивать в первой цифрой номера, занесённого в электрически
перепрограммируемую память микроконтроллера EEPROM. Так как мы условились оперировать одинадцатизначным
междугородним номером, введённым например к запрету, то устройство определив
что если первые цифры не совпадают, переходит к анализу следующей цифры,
которую введёт абонент. Сигнала сброса линии не происходит. При всех следующих
набранных цифрах, если они не совпадают или набранный номер меньше заданного по
количеству цифр, сброса линии так же не происходит. Сброс так же не произойдёт,
если абонент набирает номер по количеству цифр, превосходящий заданный, но не
совпадающий с первыми цифрами заданного номера.
Если же при наборе номера абонентом, количество цифр совпадёт вместе с
самим номером, заданным к сравнению, то устройство выработает сигнал сброса,
который поступит на коммутатор, а тот в свою очередь воздействует на аппарат
пользователя, что приведёт к сбросу линии в исходное состояние. При попытке ещё
такого же номера линия будет периодически сбрасывать и тем самым обеспечивается
блокировка «нежелательных» к набору номеров и отсутствие влияния на линию
«режим прозрачности» во всех остальных случаях.
В качестве дополнительной опции, устройство наглядно отображает введённый
номер в EEPROM, а также набираемые номера с линии на ЖК индикаторе. Для
будущего применения и расширения функционала устройства, так же имеется канал
передачи данных с линии по интерфейсу RS232. Данный интерфейс реализован в
некоторых компьютерах и может быть использован для сбора информации о набранных
номерах, дате звонков и продолжительности разговоров, что может быть полезным
для ведения учёта использования линии в различных отраслях.
.2 Выбор элементной базы и принципиальная схема устройства
Узел декодера DTMF необходим для распознавания сигналов набора номера в
«тональном» режиме. В качестве основного декодера DTMF выберем микросхему
КР1008ВЖ18 или её аналог MT8870
фирмы «Mitel» [6]. Она обрабатывает поступающие
сигналы, содержащие коды частотного набора, декодирует их и будет выводить
детектированный код на вход портов контроллера. Назначение и номера выводов
приведены на рис. 2.
Рис. 2 - Номера выводов микросхемы MT8870
Её внутренняя структура представлена на рис. 3.
Рис. 3 - Структурная схема декодера DTMF КР1008ВЖ18
Назначение и описание выводов микросхемы MT8870 приведены в таблице 4 [7].
Таблица 4 - Описание выводов микросхемы MT8870
Выход источника опорного
напряжения
Вход разрешения
детектирования кодов «A», «B», «C», «D». Активный уровень - высокий.
Вход разрешения перехода
микросхемы в режим пониженного энергопотребления. Активный уровень - высокий.
Выход тактового генератора.
Кварцевый резонатор на 3.579545 МГц подключенный между OSC1
и OSC2 позволяет работать встроенному тактовому генератору.
Вход разрешающий вывод
детектированных кодов на выходы Q1-Q4. Активный уровень - высокий.
Выходы, выводящие
детектированный код в двоичном представлении.
Выход выводящий сигнал
подтверждающий успешное детектирование кодов набора номера и установку
детектированного кода на выходах Q1-Q4.
Выход выводящий сигнал
подтверждающий наличие на входе сигналов частотного набора.
Вход управляющий защелками
на выходах Q1-Q4. Обеспечивает хранение детектированных кодов на выходах
Q1-Q4.
Типовая схема включения микросхемы MT8870 представлена на рис. 4. Здесь указаны назначение выводов
и их нумерация.
Рис. 4 - Типовая схема включения
микросхемы MT8870
В таблице 5 приведены логические состояния выходов Q1-Q4 в зависимости от детектированного кода набранной цифры или
клавиши.
Таблица 5 - Соответствия логических состояний выходов Q1-Q4
В качестве микроконтроллера был выбран ATmega8 [8]. Изначально
предполагалось использование его предшественника, микроконтроллера АТ89С51, как
наиболее широко распространённого, но в его составе не было компаратора,
необходимого для отслеживания напряжения линии и источника внутреннего
образцового напряжения (ИОН). Поэтому был выбран микроконтроллер ATmega8 [9].
Их стоимость на рынке является практически одинаковой. Технические
характеристики ATmega8:
§ 8-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым
потреблением;
§ 130 высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один
тактовый цикл;
§ 32 8-разрядных рабочих регистра общего назначения Полностью статическая
работа;
§ приближающаяся к 16 MIPS (при тактовой частоте 16 МГц)
производительность;
§ встроенный 2-цикловый перемножитель;
§ энергонезависимая память программ и данных;
§ 8 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти (In-System Self-Programmable Flash)
Обеспечивает 1000 циклов стирания/записи;
§ дополнительный сектор загрузочных кодов с независимыми битами блокировки;
§ обеспечен режим одновременного чтения/записи (Read-While-Write);
§ 512 байт EEPROM (Обеспечивает 100000 циклов стирания/записи );
§ программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств
пользователя;
§ два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем,
один с режимом сравнения;
§ один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и
режимами захвата и сравнения;
§ счетчик реального времени с отдельным генератором;
§ 8-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусах TQFP и MLF);
§ 6 каналов с 10-разрядной точностью;
§ 2 канала с 8-разрядной точностью;
§ 6-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусе PDIP);
§ 4 канала с 10-разрядной точностью;
§ 2 канала с 8-разрядной точностью;
§ байт-ориентированный 2-проводный последовательный интерфейс;
§ программируемый последовательный USART;
§ последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый);
§ программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором;
§ встроенный аналоговый компаратор и ИОН;
§ специальные микроконтроллерные функции;
§ сброс по подаче питания и программируемый детектор кратковременного
снижения напряжения питания;
§ встроенный калиброванный RC-генератор;
§ внутренние и внешние источники прерываний;
§ пять режимов пониженного потребления: Idle, Power-save, Power-down,
Standby и снижения шумов ADC;
§ 23 программируемые линии ввода/вывода;
§ 28-выводной корпус PDIP, 32-выводной корпус TQFP и 32-выводной корпус
MLF;
§ рабочие напряжения - 4,5
- 5,5 В;
Функциональное назначение выводов ATmega8 приведено на рис. 5.
Рис. 5 - Функциональное назначение выводов ATmega8
Микроконтроллер обладает Гарвардской архитектурой, т. е. с раздельной
памятью программ и данных [10]. Его блок-схема приведена на рис. 6.
Рис. 6 - Внутренняя структура микроконтроллера ATmega8
Его расположение выводов приведено на рис. 7.
Рис. 7 - Расположение выводов микроконтроллера ATmega8
Микроконтроллер обладает необходимыми характеристиками для реализации его
в данном устройстве [11]. Его порты D2 - D5 будем использовать как входа
четырёхразрядной шины данных с DTMF декодера. Бит порта D7 задействуем как вход
внутреннего компаратора, так как одной из альтернативных функций этого бита
является использование его как инверсный вход компаратора. При этом прямой вход
компаратора будет программно подключён к внутреннему ИОН микроконтроллера.
Оставшиеся бита порта D0 и D1 будут использованы так же как альтернативные
функции микроконтроллера и будут использованы как RxD и TxD интерфейса USART
для обмена по протоколу RS232. Порт C задействуем для вывода информации на
LCD-модуль (ЖК индикатор). Оставшийся порт B будем использовать для подключения
блока управления устройством, подключения кварцевого резонатора и управления
коммутатором, обеспечивающим блокировку дозвона в линию.
В качестве наглядного и удобного узла отображения информации для
устройства был выбран LCD-модуль
WH2002A [12]. Это ЖК дисплей, отображающий две строки по 20 символов в каждой
строке. В своём составе WH2002A имеет встроенный контроллер HD44780,
позволяющий модулю LCD принимать стандартные символы в формате ANSII [13]. Его
внутренняя структура приведена на рис. 8.
Рис. 8 - Внутренняя структура контроллера дисплея WH2002A
Команды, получаемые контроллером HD44780, от микроконтроллера ATmega8 могут вести обмен как в 8-ми
битном, так и в 4-х битном режиме. Для экономии выводов порта выберем 4-х
битный режим. На скорости отображения информации на экране, визуально это
заметно не будет. Список команд контроллера HD44780 приведён в таблице 6.
При подаче питания на модуль-LCD, его нормальная работа может быть
обеспечена только после его правильной инициализации. Сначала контроллер
ЖК-индикатора переводят в режим приёма команд. Затем следует задать размер
матрицы в отображаемых символах. Затем определяют параметры курсора, режим
смещения счётчика адреса, разрядность шины данных и после этого контроллер
переводят в режим приёма данных. Сразу после этого делают очистку экрана, после
чего дисплей готов к приёму символов от основного микроконтроллера. Контроллер
LCD-модуля поддерживает как режим записи в него, так и режим чтения. Мы будем
использовать только режим чтения.
Таблица 6 - Команды контроллера HD44780
Символы, принимаемые контроллером HD44780 по стандарту ANSI приведены в
таблице 7.
Таблица 7 - Символы ANSI видеопамяти контроллера HD44780
Таблица видеопамяти используемого ЖК-индикатора в данном проекте не имеет
русификации, поэтому в области видеопамяти от A0h - FFh отсутствуют русские символы. По этой причине мы
задействуем область памяти с 20h - 7Fh.
Сам модуль LCD представлен на рис. 9.
Рис. 9 - Вид спереди LCD-модуля WH2002A
Назначение выводов LCD-модуля WH2002A представлено в таблице 8.
Таблица 8 - Назначение выводов LCD-модуля WH2002A
Расположение символов адресного пространства видеопамяти WH2002A представлено на рис. 10.
Рис. 10 - Адресное пространство LCD-модуля WH2002A
Для реализации возможности обмена устройства с компьютером, используем
микросхему - преобразователь уровней ТТЛ - RS232 и наоборот фирмы MAXIM MAX232. Данная микросхема показала устойчивую работу в
преобразовании уровней напряжения и поэтому была выбрана для данного проекта
[14].
Расположение выводов приведено на рис. 11.
Рис. 11 - Расположение выводов MAX232
Типичная схема включения приведена на рис. 12.
Вывод микросхемы Vs-
формирует отрицательное напряжение минус 10 В. Это позволяет задействовать его
как источник отрицательного напряжения для подачи на вывод регулировки
контрастности LCD-модуля, для которого необходимо подать отрицательный
потенциал минус 3 В.
Для передачи данных используем асинхронный режим передачи. При
асинхронной передачи данных каждому байту предшествует старт-бит,
сигнализирующий приемнику о начале очередной посылки, за которым следуют биты
данных и, возможно, бит паритета (контроля четности). Завершает посылку
стоп-бит, гарантирующий определенную выдержку между соседними посылками.
Старт-бит следующего посланного байта может посылаться в любой момент после
окончания стоп-бита, то есть между передачами возможны паузы произвольной
длительности. Старт-бит, имеющий всегда строго определенное значение (лог. 0),
обеспечивает простой механизм синхронизации приемника по си
Похожие работы на - Разработка и моделирование сервисного устройства выборочного ограничения исходящей междугородной связи Дипломная (ВКР). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
Реферат: Статус профессионального бухгалтера
Реферат по теме Государственная поддержка талантливой молодежи
Курсовая работа по теме Особенности формирования здорового образа жизни у детей младшего дошкольного возраста
Дипломная работа по теме Влияние резервуаров для хранения нефти и продуктов ее переработки на состояние окружающей среды предприятия ОАО 'Уралсибнефтепровод'
Диссертации Рхту
Курсовая работа по теме Роль кадрової служби у сучасних умовах
Доклад по теме Висенте Эспинель
Дипломная работа: Валютные операции коммерческих банков: проблемы и перспективы развития
Реферат: Нормы человеческого поведения. Скачать бесплатно и без регистрации
Дебил Реферат Қазақша
Реферат по теме Социальные общности и политика
Дипломная Работа На Тему Екологічне Землеробство
Развитие внимания у младших школьников
Отчет По Практике В Отделе Логистики
Адаптация Человека В Организации Реферат
Критерии Научной Истины Реферат
Реферат По Музыке Чайковский П И
Реферат: Атрибутивная концепция и процесс разработки стратегии позиционирования имиджа компании. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Abortion Essay Research Paper Abortion to be
Контрольные Работы По Геометрии 8 Класс Дорофеев
Доклад: Ключ к Хайдеггеру
Похожие работы на - Местное самоуправление в конституции РФ
Реферат: Рационализация методов и приемов труда. Принципы экономии движений.