Разработка и моделирование сервисного устройства выборочного ограничения исходящей междугородной связи
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Рис. 15 - Технические характеристики оптореле KAQV412
Определив элементную базу, разработаем принципиальную схему устройства. Внутренний источник опорного напряжения (ИОН), входящий в состав микроконтроллера DD1 ATmega8, и подключаемый программно, формирует напряжение 1,22 В. Для того, чтобы можно было отслеживать напряжение телефонной линии, надо рассчитать резисторы R1 и R2, используемые в делителе напряжения. Часть схемы представлена на рис. 16.
Рис. 16 - Делитель напряжения и компаратор
Так как на инверсный вход компаратора в исходном случае должно приходить напряжение выше чем установлено программно на положительном входе компаратора, то пусть это будет 2 В, т.к. 2 В > 1,22 В.
Когда абонент снимет трубку телефона, то напряжение на инверсном входе компаратора должно стать ниже порога компарации, что приведёт к формированию внутреннего активного уровня единицы бита ACO = 1.
Принципиальная схема разработанного устройства показана на рис. 17.
Рис. 17 - Принципиальная схема устройства выборочного ограничения исходящей междугородной связи
.3 Разработка программного обеспечения контроллера
Для обработки поступающих сигналов в узел набора и анализа номеров, главная часть этого узла - микроконтроллер, должен быть запрограммирован на анализ поступающих тоновых посылок набора и контроля сеанса разговора. Для этого разработаем управляющую программу, с использованием среды программирования Bascom AVR. Эта среда поддерживает Basic - подобный язык, а так же язык Assembler AVR. Данная среда удобна тем, что содержит средства быстрой разработки программного обеспечения и сочетает в себе сразу три необходимых инструмента для успешной работы с МК фирмы Atmel:
.среда написания на языке Basic и Assembler;
.компилятор программного кода;
.средства для работы с программатором МК.
Перед написанием программы, необходимо сформулировать основные требования к ней, т.е. управляющая программа (УП) должна выполнять следующие операции:
.постоянно следить за логическим состоянием портов МК, на которые поступают сигналы от декодера DTMF;
.измерять напряжение телефонной линии;
.по условиям алгоритма опрашивать состояние кнопок управления;
.правильно декодировать для операций анализа и сравнения набираемые цифры;
.в любых случаях, при разном количестве цифр в телефонном номере - исключать ситуации, приводящие к неопределённому поведению работы алгоритма устройства;
.при пропадании напряжения питания устройства, обеспечивать сохранность набранного номера в EEPROM.
Листинг разработанной программы приведён в приложении А.
3. Моделирование сервисного устройства
.1 Тестирование устройства и анализ результатов
Произведём расчёт аттенюатора. Исходя из того, что допустимой нагрузкой делителя напряжения на линию будет ток в 1 мА, установим общее входное сопротивление делителя 22 кОм. Рабочее напряжение современных АТС (в данном случае АТС63) составляет около 22 В. Исходя из этого, рассчитаем резисторы R1 и R2.
Ом (20 кОм),
Ом (2 кОм),
где U1 = падение напряжения на R1, U2 = падение напряжения на R2,
I = ток протекающий через делитель R1, R2.
Для получения результатов проекта, соберём макет устройства выборочного ограничения исходящей междугородной связи и затем протестируем его в реальной среде, а также в программах-симуляторах (Результаты работы с программами-симуляторами рассмотрим в следующем разделе моделирования процессов). Оно собрано на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 80х120 мм. Часть деталей, таких как микросхема интерфейса RS232 MAX232 смонтирована со стороны монтажа, так как она была приобретена в корпусе типа SO для поверхностного монтажа. Собранный макет представлен на рис. 18.
Рис. 18 - Макет собранного устройства
Далее соберём простой программатор для микроконтроллера. Принципиальная схема одного из подходящих программаторов типа STK200 приведена на следующем рис. 19.
Рис. 19 - Принципиальная схема программатора STK200
В собранном виде, программатор представляет устройство в виде переходника с LPT порта на SPI интерфейс, по которому происходит программирование микроконтроллера ATmega8. Его видно на рис. 20.
Рис. 20 - Внешний вид собранного программатора STK200
Для непосредственного программирования микроконтроллера используем простую программу Uniprof. Особенность её в том, что она надёжно прошивает микроконтроллеры без ошибок связи. Её интерфейс представлен на рис. 21.
Рис. 21 - Интерфейс программы Uniprof (экранная копия)
Полученные результаты собранного макета устройства позволяют сделать выводы о том, что устройство показало стабильную работу на реальной телефонной линии и безошибочно запоминает и анализирует для сравнения телефонные номера. Одним из преимуществ данного устройства явилось наличие в микроконтроллере устройства энергонезависимой памяти EEPROM [17]. Поэтому при многократном отключении питания устройства, это никак не повлияло на сохраненные в памяти устройства номера к запрету.
Также проведём тестирование макета устройства с его опциональной возможностью связи с компьютером [18]. Подключим макет по нуль-модемному кабелю интерфейса RS232 с COM портом компьютера в соответствии с рис. 22.
Рис. 22 - Схема распайки кабеля COM - COM
Для наглядного отображения на экране монитора используем входящую