Разработка и моделирование сервисного устройства выборочного ограничения исходящей междугородной связи
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
е 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
Номер выводаНазваниеОписание1IN+Неинвертирующий вход усилителя2IN-Инвертирую