44935 (Микропроцессор AonZ80), страница 4

Обратите внимание на то, что в задающем генераторе могут использоваться различные кварцевые резонаторы - на 16 MHz и на 8 MHz, поэтому для правильного функционирования необходимо установить (перерезать) указанные перемычки.

Узел выборки ОЗУ

Выборка ИМС со стороны ЦП осуществляется сигналом CS, который формируется этим узлом из сигналов управления.

A13	MREQ	CS	Действие
0	0	1
0	0	1	Нет выбора
1	1	1	ОЗУ
1	0	0	Выбор ОЗУ

Реализован на элементах: D1.4, VD22, VD23, R39, VT3, VD34, R47, С14, C15, VD4, VD3 GB1.

Этот узел собран на дискретных элементах и относится к одному из самых «узких» мест в конструкции АОНа.

На этот узел возлагаются три основные функции:

/. Формирует сигнал CS по заданным сигналам управления.

2. Обеспечивает сохранность информации.

При отключении источника питания заряженный по цепи I конденсатор С 15 начинает разряжаться (II) на ОЗУ, тем самым поддерживая необходимый потенциал (min 2,5V) для хранения информации (рис. 3.18):

При использовании конденсаторов с малыми токами утечки или большой емкости время хранения информации может составлять от нескольких часов до нескольких суток. Батарея питания позволяет полностью исключить возможность пропадания информации ОЗУ, поддерживая потенциал питания ИМС ОЗУ при пропадании питающего напряжения. Следует отметить, что каскад батарей должен обеспечивать напряжение не менее 2,5V Обычно устанавливают 2 батареи по 1,5V, соединяя их последовательно.

3. Предотвращает выход из строя ОЗУ. Микросхема ОЗУ К537РУ10 обладает одним плохим свойством, если на входе CS продолжительное время присутствует логический «0» при поданном напряжении питания (т.е. ИМС выбрана), то ОЗУ быстро выходит из строя. Поэтому, подключение дополнительного источника к коллектору VT5 через резистор R7 исключает возможность выхода из строя ИМС (внешнее проявление - сильный разогрев корпуса). Без этого технического решения не удавалось обеспечить удовлетворительную надежность работы ИМС ОЗУ в схеме АОНа.

Остановимся более подробно на работе отдельных элементов этого узла.

1 случай	MREQ = «0»
	A13 = «0»

Работа каскада формирования выборки ОЗУ определяется протеканием тока по цепи II: Ucc-R39-VD17-A13. На выходе инвертора - высокий потенциал, поэтому ток I не оказывает влияния на работу узла. Потенциал на базе VT3, определяемый II составляет 0,5-0.7 V в зависимости от типа диода (германиевые - 0,5-0,6; кремниевые - 0,6-0,7). При использовании диода в эмиттерной цепи VT3 (как правило, кремниевого) потенциала между базой и эмиттером VT3 (0-0,2 V) недостаточно, чтобы ток I открыл транзистор VT3, следовательно, транзистор закрыт, на его коллекторе протеканием тока. И устанавливается потенциал логической «1». Выбора ОЗУ не происходит (CS = «1»). Рекомендуем в базу VT3 устанавливать германиевые диоды (типа Д9) - VD16 и VD17 (при их использовании диод в эмиттерной цепи VT3 может и не понадобиться), в случае установки кремниевых диодов - установка кремниевого диода типа КД521 (КД522) VD22 – обязательна. Суть рекомендации в том, что диод VD22 обеспечивает надежное запирание транзистора VT3. К этому необходимо прибегать, учитывая, что используемые кремниевые диоды в цепи базы имеют большое сопротивление прямого р-n перехода и создаваемое за счет этого большое падение напряжения при отсутствии VD22 становится достаточным для открывания VT3 и ложного формирования сигнала выборки ОЗУ Считанные данные накладываются на данные, которые в настоящее время считываются из других источников - происходит сбой.

2 случай	MREQ = «1»
	A13 = «0»

Основной ток, определяющий потенциал базы VT3, содержит две составляющие: ток, протекающий по цепи I (Ucc-R39-VDl6 - выход инвертора D1-4) и ток, протекающий по цепи II (Ucc-R39-VD17-A13). Суммарный ток задает потенциал базы VT3 0,5-0,7V (разность потенциалов б-э VT3 недостаточна для открывания транзистора). На коллекторе VT3 - напряжение близкое к Ucc, поэтому сигнал «Выборка ОЗУ» не формируется (CS = «1»).

3 случай	MREQ = «1»
	A13 = «1»

Основной ток будет протекать по I: Ucc-R39-VD16-выход инвертора D1.4, задавая потенциал базы VT3 0,5-0.7 V (разность потенциалов б-э VT3 недостаточна для открывания транзистора) - на коллекторе VT3 напряжение близкое к Ucc - сигнал «Выборка ОЗУ» не формируется (CS = «1»).

4 случай	MREQ = «0»
	A13 = «1»

MREQ («0») после инверсии на элементе D1.4 - «1». A13 также «1». Следовательно, высокий потенциал будет и на базе VT3 (в общей точке соединения диодов VD16 и VD17 собрана монтажная схема «И»), который сформирует ток V (Ucc-R6-6-э VT3 - VD22 - «земля»), открывая транзисторный ключ на VT3. Протекающий через него транзисторный ток I (Ucc-к-э VTЗ-VD22-«земля») сформирует низкий потенциал на коллекторе VT3 (около 0,5V). CS=0 - это означает, что происходит выбор ОЗУ.

Узел индикации и опроса клавиатуры

Работа этого узла организована следующим образом: ЦП в ОЗУ формирует в определенной области буфер отображения, состоящий из 9 байт, которые последовательно один за другим выводятся на 9-разрядный индикатор.

Таймер с определенной частотой (50 Hz), вырабатывает импульсы прерывания ЦП. Обработка прерываний ЦП заключается в следующем: при поступлении сигнала прерывания на вход INT (если не было программной блокировки в программе ЦП) заканчивается выполнение текущей команды, в ОЗУ запоминается адрес следующей команды и состояние внутренних регистров ЦП, в регистр адреса загружается - 0038Н и начинается выполнение стандартного набора подпрограмм. По окончании из ОЗУ извлекается адрес прерванной команды, загружаются регистры ЦП и вновь продолжается выполнение последовательности команд. Стандартный набор подпрограмм представляет собой, опрос состояния телефонной линии, поступление вызова, опрос состояния датчика охраны, опрос положение трубки, модифицируются часы и календарь, из ОЗУ считывается для последующего отображения очередной разряд (за одно прерывание отображается - 1 разряд индикатора!), проверяется нажатие клавиш. При достаточной частоте прерываний становится незаметным поочередное отображение каждого разряда индикатора. Этот принцип отображения называется динамической индикацией.

Теперь более подробно по схеме: загрузка в регистр D10 новых данных происходит по положительному фронту на входе С, который формируется элементом D7.1 из адресного сигнала А7 и управляющего сигнала ЦП - IORQ. При этом данные с ШД защелкиваются в регистр и находятся на его выходе до следующего изменения.

ЦП управляет выбором разряда через программный счетчик, который находится в ОЗУ, переписывая его при обработке прерывания в 0, 1, 2, 3 разряды порта A(D6), которые дешифрируются в D9, D1.3 и выдаются на индикатор.

Опрос состояния кнопок

Дешифратор D9, формируя последовательно сигналы 2-7 разрядов индикации, позволяет также сканировать клавиатуру, определяя нажатие кнопок. При всех отжатых клавишах, потенциалы на BB6, BB7 будут высокими, что определяется установкой резисторов R36, R37. При нажатии на клавишу «0» с дешифратора разрядов поступит на соответствующий вход микросхемы ЦП, анализируя состояние порта ввода/вывода, во время обработки прерывания, получает сигнал о том, что нажата кнопка в соответствующей группе клавиш:

1, 2, 3, 4, 5, 6 - BB6

7, 8, 9, *, 0,  - BB7

По записанному коду из ОЗУ в программный счетчик выбора разряда: в порте A(D6) определяется код нажатой клавиши. Следует отметить, что если было нажато одновременно несколько клавиш, то ЦП при сканировании определит первую, попавшуюся из числа нажатых кнопок.

Узел определения положения трубки

ЦП, опрашивая состояние порта ввода/вывода по входу триггера BB2, определяет положение телефонной трубки:

1. Протекание тока при положенной трубке (контакты переключателя разомкнуты, на BB2 - логическая «1»).

2. При поднятии телефонной трубки контакты переключателя замыкаются, и протекает ток:

Ucc - R19 - замкнутый контакт - GND, создавая на ВВ2 потенциал логического «0».

Узел охранного устройства

ЦП, опрашивая состояние порта ввода/вывода (по входу триггера ВВ5), определяет срабатывание датчика охранной сигнализации, аналогично предыдущему случаю.

В различных версиях программ используется различное исходное состояние датчика охраны, в одних - замкнутое, в других - разомкнутое.

Узел управления магнитофоном

Узел реализован на элементах: триггер ВС5 (D6), VT5, R38.

Многие АОНы имеют программную поддержку для работы с магнитофоном. Он используется в качестве записывающего устройства при работе АОНа в режиме автоответчика. При поступлении вызова от АТС телефон, подключаясь к линии, определяет номер звонящего абонента, произносит короткую фразу, после чего подается сигнал на включение магнитофона

Сигнал на включение магнитофона (логическая «1») выдается от ЦП через порт ввода/вывода D6 - ВС5 на эмиттерный повторитель VT5.

Схема анализа состояния линии

Узел реализован на элементах: VD18, R21, R22, VD19, С10.

Это одно из узких мест в работе АОНа. Назначение этого узла состоит в том, чтобы при понижении напряжения в телефонной сети ниже некоторого уровня сформировать на выходе узла перепад логических сигналов «1» - «0». Исходя из этого, необходимо тщательно подобрать параметры элементов VD18, R21, R22. Особенностью является то, что схема должна потреблять минимум энергии из телефонной линии в режиме ожидания вызова - до 1mA. Однако при этом токе для большинства стабилитронов не достигается надежная стабилизация

VD18, R21, R22 - компрессор входного сигнала. Предназначен для понижения напряжения сигнала телефонной сети и задания уровня напряжения в линии, относительно которого будет формироваться перепад логических сигналов

VD19 - амплитудный однофазный ограничитель предназначен для преобразования аналогового в TTL-уровень для дальнейшей обработки ЦП

С10 - фильтр помех.

Рекомендации по выбору элементов:

Элементы	1вариант	2 вариант	3 вариант
VD18	Д814Д	КС522	КС211Ж
R21	47к	100к	75к
R22	47к	100к	75к
VD19	любой
С10	33-150nF

Компаратор

Двухчастотная посылка, передаваемая от АТС, содержащая номер телефона звонящего абонента, имеет различную форму и зависит от складываемых частот (fl и f2) и от момента времени (фаз сигналов).

Принцип работы компаратора основан на формировании высокого потенциала там, где уровень входного сигнала выше порога срабатывания компаратора, и формирование низкого («0») - где ниже.

Здесь важно отметить, что при сложении сигналов бывают участки, когда фазы сигналов различны, а амплитуды близки к равенству (участок А). Поэтому суммарный сигнал будет иметь небольшую амплитуду, порой соизмеримую с собственными шумами компаратора (шумами по питанию и т.д.). Следовательно, необходимо повысить на небольшую величину порог срабатывания компаратора для того, чтобы отстроиться от ложного срабатывания компаратора. Но вместе с тем, загрубляя компаратор, необходимо отразить реальные длительности сигналов.

Вся практическая работа в настройке этого узла заключается в правильном подборе этой разницы, так как в подпрограмме определения номера заложены фиксированные величины для различных частот и несоответствие их приводит к понижению вероятности определения.

Наши рекомендации по подбору элементов:

C11	100-220 nF * 160V	Должен пропускать сигнал частотой 200-3200Hz без понижения амплитуды
R23	3,6-5,6 к0м	-
R24, R25	5,1-15 к0м	-
C20	560 pF	-
С12	0,1 mF	-
С13	10.0 * 16V	-
VD21, 22	-	любые
R26	3,3-6,8 к0м	-