Referat.kulichki.net - - Разработка логической схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза

Рефераты - Разработка логической схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза

Заказать написание реферата, курсовой, диплома на мою тему



Файл 1

Приложение 1. Общий алгоритм работы системы

Файл 2

Приложение 3. Блок-схема алгоритма определения достоверности
вызывного сигнала

Файл 3

Приложение 2. Общий алгоритм работы системы

Файл 4

Приложение 1. Техническое задание



Разработать устройство для управления объектами, находящимися на значительном удалении от человека, посредством телефона. Считаем, что телефонный аппарат имеет клавишу переключения в тональный режим.
При этом устройство должно выполнять следующие функции:
1. Определение сигнала вызова от АТС;
2. Имитировать поднятие и опускание трубки;
3. Предусмотреть защиту от ложных сигналов на входе при поступлении вызывного сигнала;
4. Предусмотреть декодирующее устройство тонального сигнала на входе в цифровой сигнал;
5. В зависимости от цифрового сигнала на входе устройства управлять тем или иным объектом.
Считаем, что :
* объекты отработав определенное время сами выключаются, то есть их выключать нет необходимости.
* включать за один звонок можно только один прибор. Если в течении 5 с не было получено никаких сигналов то устройство автоматически опускает трубку.

Файл 5

Заключение

В данной работе было необходимо разработать устройство которое могло выполнять функции телефонного аппарата, такие как определение сигналов дозвона, поднятие и опускание трубки, в зависимости от тонального набора на входе устройства включать тот или иной объект.
Для согласования уровней сигналов на входе был применен триггер Шмидта. На его выходе образуется сигнал ТТЛ уровня.
Данная схема может быть подключена к другому телефонному аппарату того, чтобы позвонить с него. Например позвонив на один телефон, набрать номер на втором, подключенным ко второй линии.
Данное устройство реально можно изготовить в домашних условиях, так как себестоимость элементов схем не высока.
Использование в устройстве микроконтроллера делает схему очень гибкой. Можно реализовать ряд других дополнительных функций. Не зря же современные телефонные аппараты используют процессор как основной и необходимый элемент телефонного аппарата.
А с появлением микросхем КР1008ВЖ.. позволяет одну и туже микросхему использовать как на прием, так и на выход.
Для питания схемы подойдет любой стабилизированный источник питания напряжением 5 В.
Появление мало потребляемых и маломощных PIC- контроллеров, которые специализируются на выполнение узких задач делает их предпочтительнее громадных схем, собранных на "россыпе".
Не даром большую часть выпускаемой продукции в мире процессоров составляют не персональные компьютеры, а маленькие, ничем не приметные микросхемы, но играющие одну из главных ролей в автоматике, средствах управления, передачи и так далее.

Файл 6

Введение


С момента зарождения человеческого общества возникла необходимость обмена информацией. Во все времена люди прилагали множество усилий для изобретения и совершенствования способов передачи. Гонцы, акустические и световые сигналы, голубиная почта - все это было использовано человеком для передачи информации.
Во многих случаях своевременная доставка информации играла решающую роль в судьбах не только отдельных людей, но и целых государств. Поэтому люди стремились создать такие средства и способы, которые могли бы обеспечить наиболее быструю передачу информации на любое, как возможно большее расстояние.
Одно из достижений в передачи - телефон. Телефон качественно превзошел телеграф. В 1876 году американский изобретатель Александр Грехем Белл запатентовал устройство, способное преобразовать человеческий голос в электрический сигнал, передать его на значительное расстояние по проводам и восстановить нормальное звучание голоса на приемном конце линии. Белл не представлял себе, какого могущественного джина он "выпустил из бутылки". Из экзотической новинки телефон превратился в предмет первой необходимости в повседневной жизни. Количество телефонов в мире сейчас превышает 900 миллионов, а телефонная сеть - самая большая составляющая всемирной сети электросвязи.
На сегодняшний день все большее количество телефонов выпускаются на основе микроконтроллеров, таких как Z80 (это относится к иностранным телефонным аппаратам, таким как "Phone PLUS 1993", "Phone Master" и другие) и другие семейства контроллеров. Это упрощает схему телефонного аппарата, не нужны высоко токовые источники питания, малые токи потребления, позволяют реализовать множество дополнительных функций.
В данной работе речь пойдет об управлении объектами, находящимися на значительных расстояниях с помощью телефона. Причем с появлением тонального набора увеличилась точность и достоверность передаваемой информации, а также простота управления удаленными объектами.

Файл 7

Приложение 1. Техническое задание



Разработать устройство для управления объектами, находящимися на значительном удалении от человека, посредством телефона. Считаем, что телефонный аппарат имеет клавишу переключения в тональный режим.
При этом устройство должно выполнять следующие функции:
1. Определение сигнала вызова от АТС;
2. Имитировать поднятие и опускание трубки;
3. Предусмотреть защиту от ложных сигналов на входе при поступлении вызывного сигнала;
4. Предусмотреть декодирующее устройство тонального сигнала на входе в цифровой сигнал;
5. В зависимости от цифрового сигнала на входе устройства управлять тем или иным объектом.
Считаем, что :
* объекты отработав определенное время сами выключаются, то есть их выключать нет необходимости.
* включать за один звонок можно только один прибор. Если в течении 5 с не было получено никаких сигналов то устройство автоматически опускает трубку.

Файл 8

Список литературы

1. Щелкунов Н. Н., Дианов А. П. Микропроцессорные средства и
системы. М.: Радио и связь, 1989.- 288 с.: ил.
2. Сташин В.В. и др Проектирование устройств на однокристальных
микроконтроллерах/ В.В. Сташин, А.В. Урусов, О.Ф. Мологонцева. - М.: Энергоатомиздат, 1990.- 224 с.
3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия - СПб:
<<Издательство <<Питер>>, 1999. - 816 с.: ил.
4. Кизлюк А. И. Справочник по устройству и ремонту телефонных
аппаратов зарубежного и отечественного производства, 3-е изд.- М.: Библион, 1997, с. 149-162.
5. Микросхемы для телефонии и средств связи (Микросхемы для
телефонии. Вып. 2.). - М.: ДОДЭКА, 1998, с. 45-52.
6. Бирюков С. А. Цифровые устройства на интегральных микросхемах,2-е изд.. - М.: Радио и связь, 1987, с.9-10.

Файл 9

Министерство высшего образования
Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
филиал в г. СМОЛЕНСКЕ
Факультет Автоматики и Электронной Техники
Кафедра Вычислительной Техники




Курсовой проект
по курсу:
Сети ЭВМ и средства телекомуникации
на тему:
"Управление домашними приборами через телефон".



Студент: Иванов А. Е.
Группа: ВМ1-97
Преподаватель: Аверченков О. Е.






СМОЛЕНСК
2000 г.
Содержание
Аннотация.................................................................................................
Введение....................................................................................................
1. Теоретическое введение................................................................
2. Анализ технического задания......................................................
3. Выбор микроконтроллера............................................................
4. Микроконтроллер КМ1816ВЕ51.................................................
4.1. МикроЭВМ.................................................................................
4.2. Порты ввода/вывода информации.........................................
4.3. Таймер/счетчик.......................................................................
4.4. Система прерываний..............................................................
5. Описание работы принципиальной схемы..............................
5.1. Приемник-дешифратор DTMF сигналов..............................
5.2. Описание работы принципиальной схемы...........................
6. Узлы принципиальной схемы.....................................................
6.1. Микросхема КР1008ВЖ18.....................................................
6.2. Микросхема КМ1816ВЕ51.....................................................
6.3. Микросхема К155ЛН2............................................................
6.4. Микросхема К155ТЛ2............................................................
6.5. Микросхема КР142ЕН5А.......................................................
7. Составление алгоритмов работы программ.............................
7.1. Общий алгоритм работы системы.........................................
7.2. Алгоритм определения достоверности вызывного
Сигнала....................................................................................
8. Текст программы...........................................................................
Заключение..............................................................................................
Cписок литературы................................................................................
Приложения
Приложение 1. Техническое задание...........................................
Приложение 2. Общий алгоритм работы системы.....................
Приложение 3. Алгоритм определения достоверности
вызывного сигнала........................................................................... Приложение 4. Принципиальная схема устройства ...................
Приложение 5. Перечень элементов.............................................

Файл 10

Коллекция рефератов на Куличках - http://referat.kulichki.net
9.
10. Текст программы

ORG 00H
JMP START ;ПЕРЕХОД НА НАЧАЛО ПРОГРАММЫ
ORG 03H
JMP INT0 ;ПЕРЕХОД НА ПОДПРОГРАММУ
;ОБРАБОТКИ ПРЕРЫВАНИЯ INT0
ORG 1BH
JMP TIMER1 ;ПЕРЕХОД НА ПОДПРОГРАММУ
;ОБРАБОТКИ ПРЕРЫВАНИЯ ОТ ТАЙМЕРА T/C1

ORG 13H ;ПЕРЕХОД НА ПОДПРОГРАММУ
;ОБРАБОТКИ ПРЕРЫВАНИЯ INT1
JMP INT1

ORG 0BH ; ПЕРЕХОД НА ПОДПРОГРАММУ
;ОБРАБОТКИ ПРЕРЫВАНИЯ ОТ ТАЙМЕРА T/C0
JMP TIMER0


PERIOD EQU NOT(50000)+1
PROC10 ЕQU 61H
DATA1 BIT P1.0
DATA2 BIT P1.1
DATA3 BIT P1.2
DATA4 BIT P1.3
BELL BIT P1.7
PRIBOR1 BIT P0.0
PRIBPR2 BIT P0.1
PRIBOR3 BIT P0.2
PRIBOR4 BIT P0.3
PODN BIT PO.7
ST SET 5
FLAG SET 0
DLIT_1 SET 0

START:
MOV PSW,#00001000B ;ВЫБОР БАНКА РЕГИСТРОВ RB1
MOV TMOD,#00010001B ;ВЫБОР 16-БИТНОГО ПОДСЧЕТА
MOV TCON,#01H ;ПРЕРЫВАНИЕ ПО ПЕРЕХОДУ ИЗ 1 В 0
MOV P1,#10001111B ;НАСТРОЙКА БИТОВ ПОРТА НА ВВОД
MOV P3,#00000100B ;НАСТРОЙКА СООТВЕТСТВУЮЩИХ БИТОВ
;ПОРТА НА ВЫПОЛНЕНИЕ АЛЬТЕРНА-
;ТИВНЫХ ФУНКЦИЙ
HOL_HOD:
SETB EA ;РАЗРЕШЕНИЕ ВСЕХ ПРЕРЫВАНИЙ
MOV PCON,#01H ;ВКЛЮЧЕНИЕ РЕЖИМА ХОЛОСТОГО ХОДА
MOV RO,#PROC10 ;10% ОТ 250 МС
LOOP:
JCNE ST,#0,LOOP
CLR EA ;ЗАПРЕТ ВСЕХ ПРЕРЫВАНИЙ
CJNE R0,DLIT_1,PROV;СРАВНИВАЕМ RO C DLIT_1 И ЕСЛИ ;RO<>DLIT_1 ТО ПЕРЕХОД НА МЕТКУ
PROV:
JC LABEL ;ПЕРЕХОД ЕСЛИ С=1,Т.Е. DLIT_1>10%
;ОТ 250 МС
JNC HOL_HOD ;ПЕРЕХОД ЕСЛИ С=0, Т.Е.DLIT_1<10%
;ОТ 250 МС
LABEL:
SETB PODN ;ПОДНИМАЕМ ТРУБКУ ТЕЛЕФОНА
MOV R3,#100 ;ЗАНОСИМ В R3 КОЛИЧЕСТВО ЦИКЛОВ
;ДЕЛАЕТСЯ ЗАДЕРЖКА НА 5 СЕКУНД
CICLE:
ACALL DELAY ;ВЫЗЫВАЕМ ЗАДЕРЖКУ 50 МС
JB DATA1,PRIB1 ;ПЕРЕХОД ЕСЛИ ВКЛЮЧАЮТ ПРИБОР №1
JMP NOT_READ1 ;ЕСЛИ НЕ ВКЛЮЧАЮТ ТО ИДЕМ ДАЛЬШЕ
PRIB1:
SETB PRIBOR1 ;ВКЛЮЧЕНИЕ ПРИБОРА №1
ACALL NOT_DATA ;ПРЦЕДУРА ОСТАНОВКИ ТАЙМЕРА Т/С0
JMP HOL_HOD ;ПЕРЕВОД МК В РРЕЖИМ ХОЛОСТОГО
ХОДА
NOT_READ1:
JB DATA2,PRIB2 ;ПЕРЕХОД ЕСЛИ ВКЛЮЧАЮТ ПРИБОР №2 JMP NOT_READ2 ;ЕСЛИ НЕТ В ЭТОМ РАЗРЯДЕ "1"
;ПРОВЕРЯЕМ СЛЕДУЮЩИЙ БИТ
PRIB2:
SETB PRIBOR2 ;ВКЛЮЧЕНИЕ ПРИБОРА №2
ACALL NOT_DATA ;ПРЦЕДУРА ОСТАНОВКИ ТАЙМЕРА Т/С0
JMP HOL_HOD ;ПЕРЕВОД МК В РРЕЖИМ ХОЛОСТОГО
;ХОДА
NOT_READ2:
JB DATA3,PRIB3 ;ПЕРЕХОД ЕСЛИ ВКЛЮЧАЮТ ПРИБОР№3 JMP NOT_READ3 ;ЕСЛИ НЕ ВКЛЮЧАЮТ ТО ИДЕМ ДАЛЬШЕ
PRIB3:
SETB PRIBOR3 ;ВКЛЮЧЕНИЕ ПРИБОРА №3
ACALL NOT_DATA ;ПРЦЕДУРА ОСТАНОВКИ ТАЙМЕРА Т/С0
JMP HOL_HOD ;ПЕРЕВОД МК В РРЕЖИМ ХОЛОСТОГО
;ХОДА
NOT_READ3:
JB DATA4,PRIB4 ;ПЕРЕХОД ЕСЛИ ВКЛЮЧАЮТ ПРИБОР №4 JMP NOT_READ4 ;ЕСЛИ НЕ ВКЛЮЧАЮТ ТО ИДЕМ ДАЛЬШЕ
PRIB4:
SETB PRIBOR4 ;ВКЛЮЧЕНИЕ ПРИБОРА №4
NOT_READ4:
ACALL NOT_DATA ;ПРЦЕДУРА ОСТАНОВКИ ТАЙМЕРА Т/С0
JMP HOL_HOD ;ПЕРЕВОД МК В РРЕЖИМ ХОЛОСТОГО
;ХОДА
DJNZ R3,#0,CICLE ;УМЕНЬШЕНИЕ R3 НА 1 И ЕСЛИ R3 НЕ
;РАВНО "0" ТО ПЕРЕХОД НА МЕТКУ






;**********************************************
;*****************ПОДПРОГРАММЫ*****************
;**********************************************
DELAY:
MOV TL0,#LOW(NOT(50000-1)) ;ЗАНОСИМ МЛАДЬШУЮ ЧАСТЬ ;ОТ 50 МС
MOV TH0,#HIGH(NOT(50000-1)) ;ЗАНОСИМ СТАРШУЮ ЧАСТЬ
;ОТ 50 МС
SETB TR0 ;ПУСК ТАЙМЕРА Т/С0
WAIT_1:
JNB TF0,WAIT_1 ;УСТАНОВИЛСЯ ЛИ ФЛАГ
;ПРЕРЫВАНИЯ
CLR TR0 ;ОСТАНОВКА ТАЙМЕРА Т/С0
CLR TF0 ;СБОС ФЛАГА ПРЕРЫВАНИЯ
RET ;ВОЗВРАТ ИЗ ПРОЦЕДУРЫ
;*********************************************
;*********************************************
NOT_DATA:
CLR TR0 ;УСТАНОВКА ТАЙМЕРА Т0
MOV R3,#0 ;СБРОС СЧЕТЧИКА
MOV TH0,#0 ;СБРОС СОДЕРЖИМОГО ТАЙМЕРА
MOV TL0,#0
CLR PODN
RET

;***************************************************
;*******ПОДПРОГРАММА ОБРАБОТКИ ПРЕРЫВАНИЯ INT0******
;***************************************************
INT0:
WAITC:
JNB BELL,WAITC ;ЖДЕМ ПРИХОДА "1" НА ВХОД ПОРТА
MOV TL0,#0
MOV TH0,#0
MOV A,FLAG
JNZ START_T0 ;ПЕРЕОД ЕСЛИ FLAG=1
MOV TH1,#HIGH(PERIOD)
MOV TL1,#LOW(PERIOD)
MOV FLAG,#1 ;УСТАНАВЛИВАЕМ ФЛАГ, ЧТО Т1
;ЗАПУЩЕН
SETB TR1 ;ЗАПУСК Т1
START_T0:
SETB TR0 ;ЗАПУСК Т0
WAIT_0: JB BELL,WAIT_0 ;ЖДЕМ 0
CLR TR0 ;ОСТАНАВЛИВАЕМ Т0
MOV A,TH0 ;ЧТЕНИЕ ДАННЫХ В АККУМУЛЯТОР
ADD A,DLIT_1
MOV DLIT_1,A ;КОНЕЧНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ
RETI

;*****************************************************
;**ПОДПРОГРАММА ОБРАБОТКИ ПРЕРЫВАНИЯ ОТ ТАЙМЕРА Т/С1**
;*****************************************************
TIMER1:
CLR TR1 ;ОСТАНОВКА Т1
CLR FLAG ;СБРОС ФЛАГА FLAG=0
DEC ST ;УМЕНЬШЕНИЕ СЧЕТЧИКА
RETI

INT1: RETI
TIMER0 RETI













Выводы по главе


В данной главе приведен текст программы для МК51. В программе были использованы основные возможности и основные команды микропроцессора.
В программе предусмотрена инициализация отдельных регистров, для простоты восприятия текст программы разбит на отдельные подпрограммы.
Также для простоты понимания основных моментов приведены пояснения, а отдельные биты поименованы, то есть им присвоены отдельные имена, соответствующие определенным функциям системы.

Файл 11

Коллекция рефератов на Куличках - http://referat.kulichki.net
8.
9. Составление алгоритмов работы программ


9.1. Общий алгоритм работы системы

Блок-схема алгоритма приведена в приложении .
При включении системы происходит сброс микроконтроллера по входу RST. Затем осуществляется перевод микропроцессора в режим холостого хода. Микропроцессор переходит в режим холостого хода, и ожидает появление прерывания. Как только приходит сигнал, он вызывает установку флага прерывания и дальше идет автоматический переход к подпрограмме обработки прерывания от INT0. В подпрограмме обработки прерывания происходит подсчет процентного содержания единиц на интервале 250мс. Дальше происходит возврат из подпрограммы обработки прерывания.
Если на данном интервале количество единиц составляет меньше 10% от общего числа нулей и единиц, то считается что пришла помеха и происходит перевод микропроцессора в режим холостого хода.
Если на данном интервале количество единиц составляет больше или равное 10% от общего числа нулей и единиц, то считается что пришел сигнал вызова. Далее происходит имитация подъема трубки. Как только подняли трубку начинается отсчет времени. Если в течении 5 секунд небыли произведены никакие действия, то есть сигнал не посылается, то происходит "опускание" трубки. Затем микропроцессор переходит в режим холостого хода и опять ждет вызывной сигнал.
Если посылается сигнал, то происходит считывание этой посылки и в зависимости от кода на входе входного порта посылается единичка на тот или иной бит порта. Затем "кладется" трубка и МК переходит в режим холостого хода, то есть ожидается следующий звонок.


7.2. Алгоритм определения достоверности вызывного
сигнала

Блок-схема алгоритма приведена в приложении .
При включении системы происходит сброс микропроцессора. При этом сбрасывается содержимое регистров: PC, ACC, B, TMOD, DPTR, TCON, T/C0, T/C1, IP, SCON, а в регистре PCON сбрасывается только старший бит, в регистр указатель стека заносится код 07Н, а в порты Р0 - Р3 0FFFH. Настраиваем Т/С0 и Т/С1 в режим 16-ти разрядного таймера, то есть в регистр TMOD заносится двоичное число #00010001B. Таким образом таймеры включаются и останавливаются только по TR. Далее идет выбор слова состояния программы. Выбираем первый банк регистров #00001000В. Производится настройка типа прерывания по переходу из 1 в 0, то есть TCON.0=1 Идет разрешение всех прерываний, так как при сбросе регистр масок прерывания IE сбрасывается и бит EA=0. Для разрешения всех прерываний делаем ЕА=1. Заносим в регистр R0 старшую часть числа 2500мс, равное 10% от 250000мс.
Далее происходит включение режима холостого хода. Для этого в нулевой бит регистра управления мощностью PCON помещается единица, то есть PCON.0=1. После этого микроконтроллер ожидает входной сигнал на входе прерывания INT0. Когда пришел сигнал и был перепад из "1" в "0" на вход INT0 и если прерывания разрешены, то устанавливается бит регистра управления/статуса таймера IE0=1. При этом автоматически осуществляется переход на подпрограмму обработки прерывания.
В подпрограмме обработки прерывания ждем прихода единицы не вход порта Р1.7. Суть метода в том, то мы считаем длительность импульса на каждом периоде 50 мс, их складываем. И если полученное число составляет больше 10% от 250мс, то мы считаем, что на входе присутствуют сигнал вызовы. Иначе на входе сигнал помех.
Поэтому таймер Т/С0 подсчитывает длительность импульсов, а Т/С1 отсчитывает 250мс (5 периодов).
После прихода сигнала единицы на порт Р1.7, обнуляются старшая и младшая части таймера Т/С0. Далее идет проверка флага индикации запуска таймера Т/С1 (проверяем установлен или сброшен FLAG).
Если FLAG=1, то это означает что таймер Т/С1 уже включен и надо включать таймер Т/С0.
Если FLAG=0 в таймер Т/С1 заносится старшая и младшая части периода импульса. Далее запускается таймер Т/С1, а вслед за ним и Т/С0 и устанавливаем FLAG=1, то есть это говорит о том, что Т/С1 включен..
Ожидаем прихода нуля на Р1.7. Этот ноль сигнализирует об окончании импульса, надо останавливать Т/С0. Дальше вычисляем длительность единиц путем сложения значения аккумулятора с предыдущим значением. Далее происходит выход из процедуры обработки прерывания.
Так как длительности измеряются только 16-тью разрядами, то для подсчета длительности 250мс необходимо сделать задержку в 50мс и вызвать ее 5 раз. В основной программе стоит счетчик циклов ST, который в начале равен ST=5. Eсли ST=0 то выходим из цикла и выполняем следующие действия. Если ST<>0, то ожидаем прихода следующей пачки импульсов. Счетчик ST уменьшается каждый раз при вызове прерывания от таймера Т/С1. Таймер Т/С1 досчитывает до 50мс и устанавливается TF=1, вызывается подпрограмма обработки прерывания таймера Т/С1. Вычисляется ST=ST-1 и дальше по прерыванию INT0 происходит подсчет длительности следующего импульса.
Как только ST=0 то запрещаются все прерывания. Если DLIT_1 Иначе поднимаем трубку, включаем счетчик Т/С0 и ждем 5 секунд. Если сигналов не поступило, то кладем трубку и переходим в режим холостого хода.
Задержка выполняется путем вызова задержки в 50мс 100раз. Если сигнал пришел, то он считывается с портов Р0.0-Р0.3 и выводится на Р1.0-Р1.3. Причем включить за один звонок можно только один прибор. Затем осуществляется переход в начало программы, разрешаются все прерывания и осуществляется перевод МК51 в режим холостого хода.










































Выводы по главе

В данной главе были представлены алгоритмы работы программы, приведены в соответствии с алгоритмами соответствующие блок-схемы. Подробно описан алгоритм определения достоверности вызывного сигнала на входе устройства, а также некоторые особенности программы.
В следующей главе будет приведен текст программы для микроконтроллера.

Файл 12

Коллекция рефератов на Куличках - http://referat.kulichki.net
7.
8. Узлы принципиальной схемы

6.1. Микросхема КР1008ВЖ18

Основные характеристики :
* Детектирование всех16 стандартных DTMF сигналов;
* Низкая потребляемая мощность: 15мВт;
* Один источник питания: 5В5%;
* Используется стандартный телевизионный кварцевый резонатор с частотой 3,579545 МГц;
* Режим понижения потребляемой мощности в неактивном состоянии;
* Низкая вероятность ошибки декодирования 1/10000;

Основные области применения ИС КР1008ВЖ18
- Приемные устройства АТС;
* Системы передачи сигнала поискового вызова;
* Дистанционные системы управления;
* Системы кредитных карт;
* Пейджеры;
* Автоответчики;
* Бытовые автоматические системы;
* Мобильные радиостанции;























Рис. . ИС КР1008ВЖ18.

IIN Вход запрещения.
"Высокий" уровень на этом входе запрещает декодирование DTMF сигнала.
PDN Вход установки режима понижения потребляемой мощности.
Понижение потребляемой мощности происходит при "высоком" уровне на этом входе.
OSC1 Тактовый вход.
Недорогой кварцевый резонатор на частоту 3,579545, подсоединенный к выводам OSC1 и OSC2 обеспечивает работу внутреннего генератора.
OSC2 Тактовый выход.
GND Общий вывод.
OE Вход разрешения выхода данных.
Выходы D1-D4 представляют собой КМОП ключи, которые открыты, если на входе OE "Высокий" уровень, и закрыты (в высокоимпеденсном состоянии ) при "низком" логическом уровне на входе OE.
D1-D4 Выходы данных с тремя состояниями.
Когда выходы открыты (OE="1"), на них представлен двоичный код, с оответствующий последнему поступившему тональному сигналу.
DSO Вход разрешения выхода данных.
Продолжительность выходного сигнала ("высокий" уровень) на этом выходе соответствует продолжительности тонального сигнала, поступившего на вход ИС. "Высокий " уровень присутствует с момента опознования сигнала DTMF (длительностью не менее 40мс) и поступления декодированного двоичного кода на выходы данных D1-D4. Выход DSO возвращается в состояние "низкого" уровня, когда напряжение на выводе 17 (SI/GTO) становится ниже порогового уровня входа управления SI (UTS=2,4 В при UDD=5 В.
ESO Выход раннего управления.
На этом выходе немедленно появляется "высокий" уровень, когда сигнал DTMF опознается схемой обработки цифрового сигнала. Любые мгновенные потери сигнала DTMF вызывают возвращение состояния выхода ESO в "низкий" уровень. Любые мгновенные потери сигнала DTMF вызывают возвращение ESO в "низкий" уровень.
SI/GTO Двунаправленный: Вход управления/Выход установки заданного времени.
При напряжении на этом входе выше уровня UTS (2,4 В при UDD=5 В) DTMF сигнал обрабатывается по цифровому алгоритму ИС, и обновляется состояние выходов 4-разрядного кода данных (D1-D4). При напряжении ниже UTN регистры ИС освобождаются для принятия нового сигнала, а состояние выходов D1-D4 не изменяется. При помощи внешних элементов на выходе GTO можно установить временные параметры обработки сигнала DTMF, а его состояние определяется функционированием выхода ESO и напряжением на входе SI.
UDD Плюс питания (+5 В).


Предельно допустимые характеристики ИС КР1008ВЖ18:
* Максимальное напряжение питания (UDD).................................................6 В.
* Входное напряжение аналогового сигнала (UINA) от -0,3 В до (UDD+0,3) В.
* Входное напряжение цифрового сигнала (UIND) ..от -0,3 В до (UDD+0,3) В.
* Максимальный постоянный входной ток для любого вывода (IIN)......10 мА.
* Рабочая температура (TOPR)................................................от -40о С до +85о С.
* Температура хранения (TSTG)...........................................от -60о С до +150о С.

На рис. . приведена схема включения ИС КР1008ВЖ18. Входной сигнал DTMF через разделительный конденсатор С1 и резистор R1 поступает на инвертирующий вход IN- операционного усилителя. Коэффициент усиления усилителя ОУ Ку=R1/R2. Для смещения входа ОУ подается напряжение 2,5 В с выхода UST на не инвертирующий вход IN+. Входной импеданс схемы примерно равен сопротивлению R1.
Продолжительность выходного сигнала ("высокий" уровень) на выходе DSO соответствует продолжительности тонального сигнала, поступившего на вход ИС. На этом выходе "высокий" уровень присутствует с момента опознания сигнала DTMF и поступления декодированного двоичного кода на выходы данных D1-D4. Выход DSO возвращается в состояние "низкого" уровня после опознания и обработки межцифровой паузы.
Резистор R3 и конденсатор C4, подключенные к выводам ESO и SI/GTO, задают минимальную длительность обработки тонального сигнала или паузы после того, как сигнал или межцифровая пауза были опознаны:
* Длительность обработки тонального сигнала tGTR=0,875*R3*C4;
* Длительность обработки межцифровой паузы tGTA=0,956*R3*C4;



















Рис. . Схема включения ИС КР1008ВЖ18.









6.2. Микросхема КМ1816ВЕ51






















Сброс в МК51
Сброс в МК51 осуществляется путем подачи на вход СБР сигнала ''1'' . Для уверенного сброса МК51 этот сигнал должен быть удержан на входе СБР по меньшей мере в течении двух машинных циклов (24 периода резонатора) .Под воздействием сигнала СБР сбрасывается содержимое регистров , но не воздействует на содержимое резидентной памяти данных . На рис. . показана схема автоматического формирования сигнала СБР при включении электропитании . Время , необходимое для полного заряда емкости , обеспечивает уверенный запуск резонатора и его работу в течении более чем двух машинных циклов .











Для работы микроЭВМ необходимо использовать устройство выработки временных интервалов УВВИ (рис. .). УВВИ предназначено для формирования и выдачи внутренних синхросигналов фаз, тактов и циклов. Кварцевый резонатор выбирается на частоту 12 МГц . Длительность фазы равна периоду следования внешнего сигнала BQ, являющегося первичным сигналом синхронизации ОМЭВМ. Сигнал BQ вырабатывается встроенным тактовым генератором ОМЭВМ при подключении к ее выводам 18 (ВQ2) и 19 (BQ1) кварцевого резонатора (С3 и С4 - емкости 30 пФ(10пФ) [6].









Режим холостого хода.
Любая команда по которой устанавливаетя бит IDL(PCON.0) в регистре управления мощностью переведет МК51 в режим холостого хода. При этом продолжает работать внутренний генератор синхросигналов. Все регистры сохраняют свои значения. На выходах всех портов удерживается то логическое состояние, которое на них было в момент перехода в режим холостого хода.
На выходах ALE и PSEN формируется уровень 1.
Выйти из режима холостого хода можно по сигналу СБР(RST) или по прерыванию. Любой из разрешенных сигналов прерывания приведет к аппаратному сбросу бита PCON.0 и прекратит тем самым режим холостого хода. После выполнения команды RETI (выход из подпрограммы обслуживания прерывания) будет использована команда, которая следует в программе за командой, переведшей МК51 в режим холостого хода.


8.3. Микросхема К155ЛН2

Микросхема представляет собой 6 инверторов с открытым коллекторным выходом.









Рис. . Микросхема К155ЛН2

Электрические параметры:
Номинальное напряжение питания 5В(5%
Выходное напряжение низкого уровня (0,4В
Выходной ток низкого уровня (-1,6мА
Выходной ток высокого уровня (0,04мА
Ток утечки на выходе (0,25мА
Входной пробивной ток (1мА
Ток потребления при низком выходном напряжении (33мА
Ток потребления при высоком выходном напряжении (12мА
Потребляемая статическая мощность
на один логический элемент (19,7мВт
Время задержки распространения при включении (15нс
Время задержки распространения при выключении (55нс



6.4. Микросхема К155ТЛ2


Микросхема представляет собой набор триггеров Шмитта-инверторов.










Рис. . Микросхема К155ТЛ2


Электрические параметры:
Номинальное напряжение питания 5В(5%
Выходное напряжение низкого уровня (0,4В
Выходное напряжение высокого уровня (2,4В
Напряжение на антизвонном диоде (-1,5В
Выходной ток низкого уровня (-1,2мА
Выходной ток высокого уровня (0,04мА
Входной пробивной ток (1мА
Ток короткого замыкания -18...-55мА
Ток потребления при низком выходном напряжении (60мА
Ток потребления при высоком выходном напряжении (36мА
Потребляемая мощность (330мВт
Время задержки распространения при включении (26нс
Время задержки распространения при выключении (65нс



6.5. Микросхема КР142ЕН5А








Рис. . УГО микросхемы КР142УН5А.

Назначение выводов:
1 - вход
2 - общий
3 - выход

Особенности
* Выходной ток ( 2.0 А
* Значение выходного напряжения 5В
* Встроенная защита от перегрева
* Встроенный ограничитель тока К3
* Коррекция зоны безопасной работы выходного транзистора
* Разность напряжений входа выхода 2,3 В
* Максимальная мощность рассеивания (без теплоотвода) 2 Вт

Типономиналы
Vout = 5(0,1 B
Vin(max) = 15 B
Imax = 2,0 A
Ta = - 45 ... +70 0C


Выбор оптосимистора:

Основными параметрами при выборе оптосимистора являются:
* Ток включения при соответствующем напряжении на выходе Uвых - постоянный прямой входной ток, который переводит оптопару в открытое состояние при заданном Uвых ;
* Импульсный ток включения Iвкл.и - амплитуда входного импульсного тока заданной длительности, при котором оптопара переходит в открытое состояние;
* Входное напряжение Uвх - постоянное напряжение на входе оптопары при заданном Iвкл;
* Выходной закрывающий ток Iвых.закр - минимальный ток в закрытом состоянии, ток протекающий в выходной цепи при закрытом состоянии. Входного фотодиода.
* Iвых.обр выходной обратный ток - ток протекающий в выходной цепи при закрытом состоянии входного фотодиода.
* Uвых.обр. макс - максимальный обратное напряжение на выходе при котором обеспечивается заданная надежность работы.
* Uвых.пр.обр. макс - максимальное обратное напряжение на выходе при котором фотодиод в закрытом состоянии при отсутствии входного сигнала обеспечивается надежность при длительной работе.

Согласно техническому заданию, и вышеизложенным характеристикам выбираем оптопару с симметричным тиристором ТС0142-25-4, имеющую следующие характеристики:
Iвкл = 25 мА при Uвых = 12 В;
Uвх = 2,5 В при Iвкл = 10 мА;
Iвых = 25 А;
Uвых.пр.обр. макс = 240 В.










Выводы по главе 6

В данной главе были описаны сами компоненты принципиальной схемы, их работа и особенности. Далее используя эти характеристики можно подробнее понять работу схемы. А зная электрические параметры, можно контролировать критические ситуации. Был выбран соответствующий оптронный прибор.
В следующих главах будет рассмотрено составление алгоритмов работы программ для микроконтроллера.

Файл 13

Коллекция рефератов на Куличках - http://referat.kulichki.net
6.
7. Описание работы принципиальной схемы

7.1. Приемник-дешифратор DTMF сигналов


Двутохнальный DTMF сигнал хорошо определяется при наличии помех в канале передачи, поэтому надежность подобных систем дистанционного управления весьма высока. Если задействованы все 16 кодов, можно довольно просто реализовать однонаправленный мост - устройство, позволяющее связать две телефонные линии. При этом можно позвонив на один телефон, набрать номер на втором, подключенным ко второй линии.
Схема устройства показана на рис. . Микросхема DD1 КР1008Ж18 представляет собой приемник- дешифратор DTMF сигнала. Устройство и работа микросхемы описаны ниже.
Микросхемы КР1008Ж18 имеют только один вариант таблицы, в котором тональная комбинация, соответствующая цифре "0", дает двоичную комбинацию 10102 =10. При этом перемычка Х2 должна быть установлена в положение "2-3" (на выводе 5 микросхемы DD1 - низкий уровень). После того, как приемник DD1 принял двух тональную посылку, на выходах Q1-Q4 возникает соответствующая двоичная комбинация, которая остается до прихода следующей посылки. Сигнал на выходе DD1 присутствует только во время действия тональной посылки.
Светодиод HL1 служит для индикации включения устройства и для контроля распознавания тональной посылки. В положении перемычки Х3 "1-2" светодиод горит постоянно и кратковременно гаснет на время действия тонального сигнала. Если установить перемычку в положение "2-3", светодиод будет включаться только при приеме двутональной посылки на входе DD1.


Рис. . Приемник-дешифратор DTMF сигналов.


Для питания подходит любой (в том числе нестабилизированный) источник постоянного тока с напряжением на выходе 8...15 В. Данную схему можно подключить к разговорному узлу телефона или непосредственно к телефонной линии. В последнем случае конденсатор С1 должен иметь рабочее напряжение 160В.
Внутренние задержки, определения тональных посылок у DTMF декодера лежит в пределах 10...15 мс. Иными словами, при соответствующих значениях С5, R4 максимальная частота следования тональных посылок ориентировочно составляет 20...50 Гц. Если учесть, что за одну посылку передается сразу четыре бита, то для многих применений получается вполне удовлетворительная скорость.



7.2. Описание работы принципиальной схемы

Работа схемы начинается с включения питания. При этом происходит сброс микропроцессора, протекают переходные процессы. После этого устройство готово к работе.
Допустим производится звонок в квартиру, где стоит данное устройство. Сигнал от АТС поступает в телефонную линию абонента. Сигнал с линии поступает через цепь грозозащиты R1, RU1 на выпрямительный мост VD1 - VD4.
Выпрямитель используется для работы телефона с любой полярностью линии. После выпрямителя на цепи телефона поступает только положительный сигнал линии IN. На делителе C2R4R5 собран датчик сигнала вызова, выход которого BELL подается на триггер Шмидта DD2.1 для формирования ТТЛ уровня. Но так как на выходе образуется низкий уровень, то для получения высокого уровня сигнала стоит инвертор DD3.1. Дальше сигнал поступает на вход P1.7 микропроцессора КМ1816ВЕ51. При появлении в линии сигнала вызова, представляющего собой синусоиду частотой 25 Гц, длительностью 0,8 - 1 с и амплитудой 60 ... 250 В, на выходе делителя появляются импульсы, которые процессор и считывает.
Можно убрать конденсатор С2, а номиналы резисторов R4 и R5 изменить соответственно на 1 МОм и 10 кОм. Получится обычный делитель, и датчик звонка будет срабатывать при превышении во время звонка напряжения на линии 100 ... 120 В. Уровень напряжения для отечественной аппаратуры.
Диод VD5 предназначен для защиты входов портов микросхемы К155ТЛ2 от перенапряжения положительной полярности. Это простейший ограничитель сигнала. При напряжении меньше напряжения Ucc на выходе повторяется сигнал входа. При превышении напряжения питания диод открывается и к выходу параллельно подключается источник питания, поэтому на выходе устанавливается напряжение питания примерно около +5 В (единичный уровень).
Транзистор VT1 предназначен для подключения к линии эквивалентной нагрузки R6 сопротивлением 510-600 Ом.
Напряжение питания образуется из напряжения 10 В. На выходе DA1 появляется стабилизированное напряжение +5 В. Оно и служит для питания микросхем.
Как только абонент дозвонился он включает режим тонального набора.
Тональный сигнал поступает на схему приемника-дешифратора. Работа его описана в главе 5.1. На выходе образуется двоичный код принятого тонального сигнала. Этот двоичный код передается на МК51. Процессор обрабатывает его и посылает на выходы порта Р0 единичные сигнал.
Так как МК51 имеет низкую нагрузочную способность, а ток для срабатывания оптопары равен 25мА при напряжении 2,5 В, то необходимо подключить промежуточные усилители тока. В качестве таких усилителей могут использоваться логические элементы серии К155.
Для подключения мощных нагрузок и для разделения выходных цепей от высоковольтных цепей переменного тока.
Рассчитаем сопротивления резисторов R14 - R17.







Iвкл = 25 мА
Падение напряжения на выходном транзисторе элемента DD3 в режиме насыщения возьмем равным Ut = 0,5 В.
Падение напряжения на светодиоде оптопары примерно равно Ud = 0,7В
Тогда
R=(Ucc-(Ut+Ud))/Iвкл
R =(5-(0,5+0,7))/25 10-3
R = 440 Ом
Мощность рассеиваемая на резисторе равна:
Р = I2 R
P = 0,275 Вт



















Вывод по главе 5

В данной главе была описана работа принципиальной схемы, особенности включения некоторых элементов. Были рассчитаны сопротивления, ограничивающие ток во входной цепи оптрона. Описана работа приемника-дешифратора DTMF сигналов.
В следующей главе будут приведены справочные данные по микросхемам, и приведены электрические параметры отдельных элементов.

Файл 14

4. Микроконтроллер КМ1816ВЕ51

4.1. МикроЭВМ

Восьмиразрядные высокопроизводительные однокристальные микроЭВМ семейства МК51 серии 1816 выполнены по высококачественной n-МОП технологии.
ОМЭВМ КР1816ВЕ51 (аналог БИС 80С51 семейства МСS-51 фирмы Intel США) содержит масочно-программируемое в процессе изготовления кристалла ПЗУ памяти программ емкостью 4096 байт и рассчитаны на применение в массовой продукции. За счет использования внешних микросхем памяти общий объем памяти программ может быть расширен до 64 Кбайт.
ОМЭВМ содержит все узлы, необходимые для автономной работы:
1. центральный восьмиразрядный процессор;
2. память программ объемом 4 Кбайт;
3. память данных объемом 128 байт;
4. четыре восьмиразрядных программируемых канала ввода-вывода;
5. два 16-битовых многорежимных таймера/счетчика;
6. систему прерываний с пятью векторами и двумя уровнями;
7. последовательный интерфейс;
8. тактовый генератор.

Система команд содержит 111 базовых команд с форматом 1, 2, или 3 байта.
ОМЭВМ имеет:
32 регистра общего назначения (РОН);
128 определяемых пользователем программно-управляемых флагов;
набор регистров специальных функций.

Регистры специальных функций с указанием их адресов приведены в табл.1.

Таблица 1.
Регистры специальных функций
Обозначение Наименование
АСС Аккумулятор
В Регистр В
РSW Регистр состояния программы
SP Указатель стека
P0-P3 Порт0 - Порт3
IP Регистр приоритетов прерываний
IE Регистр разрешения прерываний
TMOD Регистр режимов таймере/счетчика
TCON Регистр управления таймера/счетчика
TH0 Таймер/счетчик 0. Старший байт.
TL0 Таймер/счетчик 0. Младший байт.
TH1 Таймер/счетчик 1. Старший байт.
TL1 Таймер/счетчик1. Младший байт.



4.2. Порты ввода/вывода информации

Все четыре порта МК51 предназначены для ввода или вывода информации побайтно. Каждый порт содержит управляемые регистр-защелку, входной буфер и выходной драйвер. Все выводы порта 3 могут быть использованы для реализации альтернативных функций:
RD P3.7 Чтение. Активный сигнал низкого уровня формируется
аппаратурно при обращении к внешней памяти данных.
WR P3.6 Запись. Активный сигнал низкого уровня формируется
аппаратурно при обращении к внешней памяти данных.
T1 P3.5 Вход таймера/счетчика 1 или тест-вход.
T0 P3.4 Вход таймера/счетчика 1 или тест-вход.
INT1 P3.3 Вход запроса прерывания 1. Воспринимается сигнал низкого
уровня или срез.
INT0 P3.2 Вход запроса прерывания 0. Воспринимается сигнал низкого
уровня или срез.
TXD P3.1 Выход передатчика последовательного порта.
RXD P3.0 Выход приемника последовательного порта.

Альтернативные функции могут быть задействованы путем записи 1 в соответствующие биты регистра защелки (Р3.0-Р3.7) порта 3.
Порт 0 является двунаправленным, а порты 1,2,3 - квазидвунаправленными. Каждая линия портов может быть использована независимо для ввода и вывода информации. Для того, чтобы некоторая линия порта использовалась для ввода, в D-триггер регистра-защелки должна быть записана 1, которая закрывает МОП-транзистор выходной цепи.
По сигналу RST- сброс в регистры-защелки всех портов автоматически записываются единицы, настраивая их тем самым на режим ввода.
Выходные линии портов 1,2 и 3 могут работать на одну ТТЛ - схему. Линия порта 0 может быть нагружена на два входа ТТЛ - схем. Линия порта 0 может работать и на n-МОП - схемы, однако при этом их необходимо подключать на источник электропитания через внешние нагрузочные резисторы, за исключением случая, когда шина порта 0 используется в качестве шины адреса/данных внешней памяти.
Входные сигналы для МК51 могут формироваться ТТЛ - схемами или n-МОП - схемами. Допустимо в качестве источников сигнала для МК51 схем с открытым коллектором и ли открытым стоком. Однако пи этом время измерения входного сигнала при переходе из 0 в 1 окажется сильно затянутым.
Особенностью работы портов то, что обращение к портам ввода/вывода можно с использованием команд, оперирующих с байтом, отдельным битом и произвольной комбинацией бит. При этом в тех случаях, когда порт является одновременно операндом и местом назначения результата, устройство управления автоматически реализует специальный режим, который называется "чтение-модификация-запись". Этот режим обращения предполагает ввод сигнала не с внешних выводов портов, а из его регистра-защелки, что позволяет исключить не правильное считывание ранее выведенной информации.


4.3. Таймер/счетчик


Два программируемых таймера/счетчика (Т/С0 и Т/С1) могут быть использованы в качестве таймеров или счетчиков внешних событий. При работе в качестве таймера содержимое Т/С инкрементируется в каждом машинном цикле, т.е. через каждые 12 периодов резонатора. При работе в качестве счетчика содержимое Т/С инкрементируется под воздействием перехода из 1 в 0 внешнего входного сигнала, подаваемого на соответствующий (Т0, Т1) вывода МК51. Содержимое счетчика будет увеличено в том случае, если в предыдущем цикле был считан входной сигнал высокого уровня (1), а в следующем - сигнал низкого уровня (0). Так как на распознавание перехода требуется два машинных цикла, то максимальная частота подсчета входных сигналов равна 1/24 частоты резонатора.
Для управления режимом работы Т/С и для организации взаимодействия таймеров с системой прерывания используются два регистра специальных функций (ТМОD и TCON).
GATE TMOD.7 Управление блокировкой. Если бит установлен, то
таймер/счетчик "x" разрешен до тех пор, пока на входе "INT x" высокий уровень и бит управления "TRх" установлен. Если бит сброшен, то Т/С разрешается, как только бит управления "TRx" устанавливается.
C/T TMOD.6 Бит режима таймера или счетчика событий. Если бит
сброшен, то работает таймер от внутреннего источника сигналов синхронизации. Если бит установлен, то работает счетчик от внешних сигналов на входе "Тх".
M1 TMOD.5 Задает режим рабобты.
M0 TMOD.4 Задает режим работы.

М1 М0 Режим работы.
0 0 "ТLх" работает как 5-битный предделитель.
0 1 16-битный таймер/счетчик. "ТНх" и "TLx" включены
последовательно .
1 0 8-битный автоперезагружаемый таймер/счетчик. "THx"
хранит значение, которое должно быть перезагружено в "TLx" каждый раз по переполнению.
1 1 Таймер/счетчик1 останавливается. Таймер/счетчик 0: TL0
работает как 8-битный таймер/счетчик, и его режим определяется управляющими битами таймера 0. TH0 работает только как 8-битный таймер, и его режим определяется управляющими битами таймера 1.

Режим 0. В этом режиме таймерный регистр имеет разрядность 13 бит. При переходе из состояния "все единицы" в состояние "все нули" устанавливается флаг прерывания от таймера TF1. Входной сигнал таймера 1 разрешен (поступает на вход Т/С), когда управляющий бит GATE (блокировка) равен 0, либо на внешний вывод запроса прерывания INT1 поступает уровень 1. Установка бита GATE в 1 позволяет использовать таймер для измерения длительности импульсного сигнала, подаваемого на вход запроса прерываня.
Режим 1. Работа любого Т/С в режиме 1 такая же, как и в режиме 0, за исключнием того, что таймерный регистр имеет разрядность 16 бит.
Режим 2. В режиме 2 работа организована таким образом, что переполнение (переход из состояния "все единицы" в состояние "все нули") 8-битного счетчика TL1 приводит не только к установлению флага TF1, но и автоматически перезагружает в TL1 содержимое старшего байта (TH1) таймерного регистра, которое предварительно было задано программным путем. Перезагрузка оставляет содержимое TH1 неизменным. В режиме 2 Т/С0 и Т/С1 работают совершенно одинаково.
Режим 3. В режиме 3 Т/С0 и Т/С1 работают по-разному. Т/С1 сохраняет неизменным свое текущее содержимое. Иными словами, эффект такой же, как и при сбросе управляющего бита TR1. Работу TL0 определяют только управляющие биты Т/С0 (C/T, GATE, TR0), входной сигнал INT0 и флаг переполнения TF0. Работу TH0, который может только выполнять функции таймера. При этом TH0 использует флаг переполнения TF1. Режим 3 используется в тех случаях, когда требуется наличие дополнительного 8-битного таймера или счетчика событий. Можно считать, что в режиме 3 МК51 имеет в своем составе три таймера/счетчика.

Регистр управления/статуса таймера:
TF1 TCON.7 Флаг переполнения таймера 1. Устанавливается аппаратно при
переполнении таймера/счетчика. Сбрасывается при обслуживании прерывания аппаратно.
TR1 TCON.6 Бит управления таймера 1. Устанавливается/сбрасывается
программно.
TF0 TCON.5 Флаг переполнения таймера 0. Устанавливается аппаратно при
переполнении таймера/счетчика. Сбрасывается при обслуживании прерывания аппаратно
TR0 TCON.4 Бит управления таймера 1. Устанавливается/сбрасывается
программно.
IE1 TCON.3 Флаг фронта прерывания 1. Устанавливается аппаратно, когда
детектируется срез внешнего сигнала (INT1). Сбрасывается при обслуживании прерывания.
IT1 TCON.2 Бит управления типом прерывания 1.
Устанавливается/сбрасывается программно для спецификации запросов INT1 (срез/низкий уровень).
IE0 TCON.1 Флаг фронта прерывания 0. Устанавливается аппаратно, когда
детектируется срез внешнего сигнала (INT0). Сбрасывается при обслуживании прерывания
IT0 TCON.0 Бит управления типом прерывания 0.
Устанавливается/сбрасывается программно для спецификации запросов INT0 (срез/низкий уровень).


4.4. Система прерываний


Внешние прерывания INT0 и INT1 могут быть вызваны либо уровнем, либо переходом сигнала из 1 в 0 на входах МК51 в зависимости от значений управляющих битов IT0 и IT1 в регистре TCON. От внешних прерываний устанавливаются флаги IE0 и IE1 в регистре TCON, которые инициируют вызов соответствующей подпрограммы обслуживания прерывания. Сброс этих флагов выполняется аппаратурно только в том случае, если прерывание было вызвано по срезу сигнала. Если же прерывание вызвано уровнем входного сигнала, то сбросом флага IE управляет соответствующая программа обслуживания прерывания путем воздействия на источник запроса с целью снятия им запроса.
Флаги запросов прерывания от таймеров TF0 и TF1 сбрасываются автоматически при передаче управления подпрограмме обслуживания.
Прерывания могут быть вызваны или отменены программой, так как все перечисленные флаги программно доступны и могут быть установлены/сброшены программой с тем же результатом, как если бы они были установлены/сброшены аппаратными средствами.
В блоке регистров специальных функций есть два регистра, предназначенные для управления режимом прерываний и уровнями приоритетов. Это регистры IE и IP. Возможность программной установки/сброса любого управляющего бита делает систему прерываний МК51 исключительно гибкой.
Прерывания могут быть заблокированы одним из условий:
1) в данный момент обслуживается запрос прерывания равного или более высокого уровня приоритета;
2) текущий машинный цикл - не последний в цикле выполняемых команд;
3) выполняется команда RETI или любая команда, связанная с обращением к регистрам IE и IP.
Надо отметить, что если флаг прерывания был установлен, но по одному из перечисленных выше условий не получил обслуживания и к моменту окончания блокировки уже был сброшен, то запрос прерывания теряется и не где не запоминается.
По аппаратно -сформированному коду LCALL система прерывания помещает в стек только содержимое счетчика команд (PC) и загружает в счетчик команд адрес вектора соответствующей подпрограммы обслуживания. По адресу вектора должна быть расположена команда безусловной передачи управления (JMP) к начальному адресу подпрограммы обслуживания прерывания. Подпрограмма обслуживания в случае необходимости должна начинаться командами записи в стек (PUSH) слова состояния программы (PSW), аккумулятора, расширителя указателя данных и т.д. и заканчиваться командами восстановления из стека (POP). Подпрограммы обслуживания прерывания обязательно завершаются командой RETI, по которой в счетчик команд перезагружается из стека сохраненный адрес возврата в основную программу. Команда RET также возвращает управление прерванной основной программе, но при этом не снимает блокировку прерываний, что приводит к необходимости иметь программный механизм анализа окончания процедуры обслуживания прерывания.
Регистр масок прерывания:
EA IE.7 Снятия блокировки прерываний. Сбрасывается программно для
запрета всех прерываний независимо от состояния IE4-IE0
ES IE.4 Бит разрешения прерывания от последовательного порта.
ET1 IE.3 Бит разрешения прерывания от таймера 1. Установки /сброс
программой для разрешения/запрета прерываний от таймера 1.
EX1 IE.2 Бит разрешения прерывания 1. Установки /сброс
программой для разрешения/запрета прерывания 1.
ET0 IE.1 Бит разрешения прерывания от таймера 0. Установки /сброс
программой для разрешения/запрета прерываний от таймера 0.
EX0 IE.0 Бит разрешения прерывания 0. Установки /сброс
программой для разрешения/запрета прерывания 0.

Регистр приоритетов прерываний:
PS IP.4 Бит приоритета последовательного порта.
PT1 IP.3 Бит приоритета таймера 1. Установка/сброс программой для
присваивания прерыванию от таймера 1 высшего/низшего приоритета.
PX1 IP.2 Бит приоритета внешнего прерывания 1. Установка/сброс
программой для присваивания высшего/низшего приоритета внешнему прерыванию INT1.
PT0 IP.1 Бит приоритета таймера 0. Установка/сброс программой для
присваивания прерыванию от таймера 0 высшего/низшего приоритета
PX0 IP.0 Бит приоритета внешнего прерывания 0. Установка/сброс
программой для присваивания высшего/низшего приоритета внешнему прерыванию INT0.




Выводы по главе 4: в данной главе были даны основные характеристики МК51, а также описаны работа встроенных таймеров, портов ввода/вывода, а также система обслуживания внешних прерываний. Описаны регистры управления таймером, прерываниями. Все это будет в полном объеме использовано в данной работе.

Файл 15

Коллекция рефератов на Куличках - http://referat.kulichki.net
4.
5. Выбор микроконтроллера


Для решения задач управления и регулирования в приборах, устройствах и системах автоматики лучше всего приспособлены однокристальные микроЭВМ (ОМЭВМ). ОМЭВМ предназначены для интеллектуализации оборудования различного назначения. Однокристальные микроЭВМ представляют собой приборы, конструктивно выполненные в виде одной БИС и включающие в себя все устройства, необходимые для реализации цифровой системы управления минимальной конфигурации. Использование ОМЭВМ в системах управления обеспечивает достижение исключительно высоких показателей эффективности при низкой стоимости.
В качестве микроЭВМ выбираем восьмиразрядную высокопроизводительную ОМЭВМ семейства МК51 - КР1816ВЕ51. Данные ОМЭВМ рассчитаны на применение в массовой продукции. Новые возможности ввода-вывода и периферийных устройств расширяют диапазон применения и снижают общие затраты системы.
Для нашей системы выбран микроконтроллер КМ1816ВЕ51 . По сравнению с ВЕ48 , он имеет встроенную память программ , расширенный набор команд. Программы реализации типовых процедур обработки данных выполняются в МК51 в 4 - 15 раз быстрее и занимают в 1.5 - 3 раза меньше места в памяти, чем в МК48. Микроконтроллер выполнен на основе высокоуровневой n-МОП технологии и выпускаются в корпусе БИС , имеющим 40 внешних выводов . Цоколевка корпуса МК51 и наименования выводов показаны на рис. . Для работы МК51 требуется один источник электропитания +5В . Через четыре программируемых портов ввода/вывода МК51 взаимодействует со средой в стандарте ТТЛ-схем с тремя состояниями выхода .
Корпус МК51 имеет два вывода для подключения кварцевого резонатора ,четыре вывода для сигналов , управляющих режимом работы МК51 , и восемь линий порта3 , которые могут быть запрограммированы пользователем на выполнение специализированных (альтернативных) функций обмена информацией со средой .
Основу структуры МК51 образуют внутренняя двунаправленная 8-битная шина , которая связывает между собой все основные узлы и устройства : резидентную память , АЛУ , блок регистров специальных функций , устройство управления и порты ввода/вывода. 8-битное АЛУ может выполнять арифметические операции сложения, умножения и деления; логические операции И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, а также операции циклического сдвига, сброса, инвертирования, и т.п. АЛУ может оперировать четырьмя типами информационных объектов: булевскими (1 бит), цифровыми (4 бита), байтными (8 бит) и адресными (16 бит). В АЛУ выполняется 51 операция пересылки или преобразования этих данных.


















Выводы по главе 3: в данной главе был произведен выбор однокристальной микроЭВМ КМ1816ВЕ51. Этот контроллер обладает всеми качествами, необходимыми в нашей работе (побитное считывание портов и установка отдельных бит, наличие двух 16-ти разрядных таймеров, возможность обслуживания внешних прерываний)
В следующей главе будет подробно описаны возможности МК51 необходимые для выполнения данной работы.

Файл 16

Коллекция рефератов на Куличках - http://referat.kulichki.net
3.
4. Анализ технического задания


Для включения домашних приборов через телефон, необходимо выполнить следующие требования:
1) Необходимо иметь устройство, которое выполняло такие функции как:
* Определение сигналов вызова, которые посылает станция длительность импульса 0,8(0,1 мс, пауза 3,2(0,1 мс, частота 25Гц.
* Имитировать поднятие трубки, то есть подключение сопротивления около 600 Ом.
* В зависимости от сигнала на входе включало тот или иной прибор.
Для упрощения схемы такого устройства, а также из-за удобства необходимо использовать в устройстве микроконтроллер. Критерии выбора микроконтроллера приведены в следующих главах.
2) Необходимо иметь устройство декодер входного сигнала. Оно должно преобразовывать тональный сигнал на входе в цифровой сигнал на выходе. Будем считать, что абонент как только дозвонился домой переходит на тональную передачу.
2) Для питания микросхем и микроконтроллеров необходим стабилизированный источник питания. Для этих целей используется стабилизатор напряжения.
4) Так как все домашние устройства питаются переменным напряжением то для предотвращения сгорания портов микропроцессора необходима гальваническая развязка: импульсный трансформатор или оптопары. В данной работе предпочтение было отдано оптосимисторам, так как они имеют малые габариты по сравнению с импульсными трансформаторами, а также простота управления.
5) Так как микроконтроллер имеет малую нагрузочную способность то необходимо на выходах усилить ток. Это делается с помощью инверторов с открытым коллектором.
Выводы по главе 2: в данной главе был проведен анализ технического задания, определены основные функции системы и требования. Было решено применить микроконтроллер. Критерии выбора микроконтроллера описаны в последующих главах.
В следующих главах будет произведен выбор микроконтроллера, описана его работа.

Файл 17

Коллекция рефератов на Куличках - http://referat.kulichki.net
2.
3. Теоретическое введение


Традиционные телефонные сети сокращенно называют ТфОП (телефония общего пользования). Обычная телефонная сеть обеспечивает пропускание голосового сигнала между абонентами с диапазоном частот до 3,1 кГц, что является вполне точным для нормального разговора. Для связи с абонентами используют двухпроводные линии, по которой сигналы обоих абонентов во время разговора идут одновременно во встречных направлениях. Телефонное оборудование имеет специальные средства разделения сигналов и эхоподавления (echo cancellation), которые препятствуют прослушиванию абонентом сигнала от собственного микрофона. Кроме передачи звукового сигнала, телефонная сеть поддерживает определенную систему сигнализации, обеспечивающую, по крайней мере, элементарные функции - определение снятия трубки абонентом, отработку набора номера, коммутацию, вызов, установление соединения по ответу абонента ( собственно разговор), разъединение.
Упрощенная схема стандартной нагрузки линии - телефонного аппарата - приведена на рис. 1.











В состоянии покоя (idle) аппаратура АТС посылает в линию напряжение постоянного тока 60 В через ограничительные резисторы с суммарным сопротивлением 700-1500 Ом и следит за током в линии. При опущенной трубе (on-hook) КТ переключается и переключает через конденсатор вызывное устройство (Зв), при этом телефон не нагружает линию по постоянному току. Для вызова абонента АТС посылает серию импульсов амплитудой около 120 В с частотой 25 Гц. Эти импульсы через конденсатор проходят в обмотку звонка и вызывают колебание молоточка. При снятой трубке (off-hook) к линии подключается разговорный узел , его сопротивление постоянному току около 150-600 Ом. Разговорный узел содержит микрофон, телефон и схему подавления прослушивания сигнала собственного микрофона. Для предотвращения травм органов слуха предусмотрен ограничитель напряжения звукового сигнала. Подключение разговорного узла приводит к протеканию постоянного тока в линии, что позволяет станции фиксировать факт снятия трубки. По снятии трубки станция посылает непрерывный тональный сигнал ответа (425 Гц) и готовится принять сигнал набора номера. В это время (а также во время разговора после установления соединения) на нагрузке телефона падает напряжение 5-15 В постоянного тока, и на фоне этого уровня переменная составляющая (звуковой сигнал разговора) имеет амплитуду порядка десятков-сотен милливольт. Отбой (вешание трубки, on-hook) сигнализируется разрывом цепи для постоянного тока. При наборе номера (трубка снята) разговорный узел отключается контактом КН-2 замыкается, во время обратного хода он n раз размыкается (по одному разрыву на единицу набираемой, 0-10 разрывов). После окончания набора цифры контакт КН-1 снова подключают разговорный узел. Длительность (60 мс) и частота (10+-1 имп/с) разрывов стандартизированы и рассчитаны на время срабатывания шаговых искателей. Импульсный набор ради обеспечения совместимости со всеми телефонами поддерживается всеми АТС. О результате коммутации станция сигнализирует короткими гудками "занято" (busy) - тональный сигнал 425 Гц, длительностью посылки и паузы 0,35 с или длинными гудками (1 с посылка, 3 с пауза), синхронными (как правило) с сигналами, вызывающими абонентами.
При тональном наборе (tone dialing) каждая цифра кодируется парой из восьми тональных частот звукового диапазона, передаваемых телефоном в линию. Допустимы 16 комбинаций, которые позволяют кодировать 10 цифр и дополнительные символы (кнопки #,*) для получения дополнительного сервиса от АТС. Тональный набор выполняется гораздо быстрее (один символ передается за 40 мс) и надежнее, но поддерживается еще не всеми АТС. Возможность тонального набора имеют большинство моделей "кнопочных" телефонов, но для совместимости со старыми АТС они позволяют переключаться и на импульсный. Тональный набор позволяет вводить и дополнительные цифры для выбора одного из абонентов мини-АТС, подключенной к обычной телефонной линии. Дополнительные цифры набираются вызывающим абонентом после установления соединения с мини-АТС по обычному номеру, после специального приглашения автоответчика мини-АТС.
Современные кнопочные телефоны обрабатывают телефонную сигнализацию по вышеописанной схеме. Коммутирующими элементами у них могут быть электронные ключи или малогабаритные реле (их щелчки на модемах хорошо слышны при работе), вместо электромагнитного звонка применяют электронный генератор сигналов, традиционный угольный микрофон заменяется электретным с усилителем. Схемотехнически они могут заметно отличаться от вышеприведенной схемы, но всяко должны обеспечивать сопротивление постоянному току при повешенной трубке (и в момент прерывания при наборе номера) не менее 250 кОм, во время набора номера (в фазе замыкания) - не более 50 ом.
Параметры сигналов зарубежных АТС и выпускаемых для них телефонов несколько отличаются от отечественных: номинальное напряжение 40 В, вызывные импульсы - до 90 В, уровень звукового сигнала при разговоре ниже. Из-за этих различий, например, абонент отечественного телефона хуже слышит абонента импортного телефона, а абоненту импортного телефона слышно лучше. Из-за слишком большой амплитуды вызывного напряжения (на некоторых АТС может достигать 200 В) аппараты могут выходить из строя. Защита линии от перенапряжения с помощью стабилитронов или варисторов в этом случае не позволит дозвониться до "защищенного" абонента : при большой амплитуде импульсов ток потечет через ограничитель и станция зафиксирует это как снятие трубки. Далее подается обычное напряжение (ниже ограничения), ток прекращается и станция фиксирует отбой. В линиях отечественных АТС рекомендуется использовать оборудование, специально адаптированное для нашей страны (и сертифицированное Министерством связи).























Выводы по главе 1: в данной главе были подробно описаны основные аспекты связанные с телефонными сетями, их параметрами, параметрами сигналов необходимые для работы телефонной линии, параметры телефонных аппаратов, была приведена простейшая функциональная схема телефонного аппарата, описаны основные функции, которыми должны обладать телефонные аппараты и устройства, подключаемые к телефонной линии. Выяснили, что использование зарубежных телефонных аппаратов в нашей телефонной сети приводит к снижению некоторых параметров и к ухудшению процесса передачи данных.
В следующих главах будет проведен анализ технического задания и выбрана элементная база.

Файл 18

Аннотация


Курсовая работа по курсу "Сети ЭВМ и средства телекоммуникации".
Преподаватель : Аверченков Олег Егорович.
Автор работы: Иванов Алексей Евгеньевич.
Название работы: "Управление домашними приборами через телефон "
Количество страниц:
Количество иллюстраций:
Цель курсовой работы: Реализовать включение домашних приборов через телефон. При этом должны быть реализованы функции определения вызывных сигналов, поднятие трубки, прием тональной комбинации, декодирование ее и включение соответствующих приборов, в зависимости от кодовой комбинации, обеспечить режим опускание трубки.


В главе 1 расчетно-пояснительной записки выполнен обзор теоретических аспектов, связанных с телефонными сетями и телефонными аппаратами..
В главе 2 расчетно-пояснительной записки выполнен анализ технического задания.
В главе 3 расчетно-пояснительной записки содержится обоснование выбора соответствующего микроконтроллера.
В главе 4 расчетно-пояснительной записки кратко приведено описание функций и устройств микропроцессора, используемые в данной работе.
В главе 5 расчетно-пояснительной записки приведено описание работы принципиальной схемы писаны особенности работы.
В главе 6 расчетно-пояснительной записки поведено описание узлов принципиальной схемы.
В глава 7 расчетно-пояснительной записки представлены блок-схемы алгоритмов подсчета длительности вызывной комбинации.
Глава 8 расчетно-пояснительной записки содержит текст программы для микроЭВМ