interfejs - modem DTMF do PC.pdf - Komputer - tutenchamon007

Interfejs−modem DTMF do komputera PC

P R O J E K T Y

Interfejs−modem DTMF

do komputera PC

AVT−834

ìPanie Watson, proszÍ tu

przyjúÊ, jest mi pan

potrzebnyî. By³a to pierwsza

informacja przekazana za

pomoc¹ telefonu. Zbudowa³em

prosty uk³ad s³uø¹cy do

zdalnego sterowania poprzez

liniÍ telefoniczn¹, ale bardziej

chcia³bym zbudowaÊ maszynÍ

czasu. Tylko w†jednym celu:

aby cofn¹Ê siÍ w†czasie do

roku 1876, w†ktÛrym

wypowiedziane zosta³y te

s³owa i†zaprosiÊ pana

Grahama Bella na wizytÍ

w†naszych czasach. Bardzo

jestem ciekaw, jak

zareagowa³by wybitny

amerykaÒski wynalazca

widz¹c, do czego zosta³

wykorzystany jego wynalazek!

Informacja s³owna to zaledwie

niewielki procent danych przeka-

zywanych obecnie za pomoc¹ te-

lefonu. Po opleceniu Ziemi przez

monstrualnej wielkoúci pajÍczynÍ

Internetu, w†liniach telefonicznych

zaczÍ³y kr¹øyÊ miliardy, biliony

bajtÛw informacji przekazywanych

z†jednego zak¹tka úwiata do dru-

giego.

Telefon sta³ siÍ obecnie nie

tylko narzÍdziem do przeprowa-

dzania rozmÛw, ale instrumentem

do pozyskiwania wszelkiego ro-

dzaju informacji.

WúrÛd rozlicznych zastosowaÒ

wynalazku pana Grahama istnieje

jedno, moøe nieco mniej znane

szerokiemu ogÛ³owi. Kaødy wie

bowiem, øe za pomoc¹ telefonu

moøemy porozmawiaÊ ze znajo-

mymi i†ìúci¹gn¹Êî z†Internetu po-

trzebne nam dane. Nie wszyscy

jednak zdaj¹ sobie sprawÍ, øe

telefon moøemy wykorzystaÊ do

zdalnego sterowania zupe³nie do-

wolnymi urz¹dzeniami znajduj¹-

cymi siÍ w†naszym mieszkaniu

czy miejscu pracy. Moøemy zdal-

nie - z†dowolnego miejsca na

úwiecie, gdzie tylko znajduje siÍ

aparat telefoniczny - w³¹czaÊ i†wy-

³¹czaÊ ogrzewanie domu, spraw-

dzaÊ stan instalacji alarmowych,

odczytywaÊ wiadomoúci z†auto-

matycznej sekretarki i†wykonywaÊ

wiele innych czynnoúci.

Jeøeli moøemy to robiÊ, to

dlaczego nie u³atwiÊ sobie øycia

i†nie zleciÊ wykonywania tych

czynnoúci domowemu centrum in-

formacyjnemu - komputerowi? Ot-

war³oby to przed nami zupe³nie

nowe moøliwoúci i†pozwoli³o na

szybkie przekazywanie instrukcji

przez telefon oraz na otrzymywa-

nie danych od uk³adu, ktÛry

mÛg³by znajdowaÊ siÍ nawet na

innym kontynencie. Zastosowanie

komputera, a†moøe to byÊ zupe³-

nie dowolny komputer klasy PC

(nawet muzealne AT czy 386),

pozwoli takøe na zautomatyzowa-

nie czynnoúci zdalnego sterowa-

nia i†wykonywanie ich nawet bez

naszej obecnoúci, zgodnie z†algo-

rytmem zapisanym w†programie

steruj¹cym.

Nie ma oczywiúcie øadnych

przeszkÛd, aby zastosowaÊ dwa

interfejsy DTMF do po³¹czenia ze

sob¹ dwÛch komputerÛw. Nie wy-

daje mi siÍ to jednak celowe:

by³aby to najpowolniejsza i†naj-

bardziej niepewna ³¹cznoúÊ. Do

³¹czenia dwÛch komputerÛw za

pomoc¹ linii telefonicznej naleøy

stosowaÊ specjalnie do tego celu

Elektronika Praktyczna 1/2000

Interfejs−modem DTMF do komputera PC

Rys. 1. Schemat elektryczny urządzenia.

opracowane i†obecnie bardzo ta-

nie urz¹dzenia - modemy telefo-

niczne.

UM91531 jest scalonym kode-

rem DTMF przeznaczonym do

wspÛ³pracy z†systemami mikro-

procesorowymi i†komputerowymi.

Zawiera w†swojej strukturze

wszystkie elementy niezbÍdne do

generowania wszystkich 15 ko-

dÛw DTMF oraz wejúcia i†wyjúcia

s³uø¹ce do porozumiewania siÍ

z†komputerem. Najlepsz¹ metod¹

zapoznania siÍ z†tym uk³adem

bÍdzie jednoczesne omÛwienie

zasad programowania naszego in-

terfejsu.

Wejúcia danych D0..D3 zosta³y

za poúrednictwem z³¹cza CON1

do³¹czone do czterech najm³od-

szych wyjúÊ szyny danych inter-

fejsu CENTRONICS komputera.

Pierwszym krokiem, zmierzaj¹cym

do wygenerowania przez uk³ad

okreúlonego kodu DTMF, bÍdzie

wys³anie na te wyjúcia odpo-

wiedniej liczby z†przedzia³u

0000 (BIN) ..1110 (BIN) (stan 1111 jest

zakazany), odpowiadaj¹cej ø¹da-

nemu kodowi. Moøemy to uczyniÊ

za pomoc¹ polecenia:

OUT &H [adres bazowy inter-

fejsu CENTRONICS], xxxx

NastÍpnym krokiem bÍdzie

przepisanie danych z†wyjúÊ inter-

fejsu CENTRONICS do rejestru

wewnÍtrznego uk³adu UM91531

i†wydanie mu polecenia wygene-

rowania sygna³u DTMF. Moøemy

uczyniÊ to podaj¹c krÛtki impuls

dodatni na wejúcie LATCH po³¹-

Opis dzia³ania uk³adu

Schemat elektryczny uk³adu in-

terfejsu pokazano na rys. 1 . Jak

widaÊ, uk³ad nie jest skompliko-

wany, g³Ûwnie dziÍki zastosowa-

niu dwÛch wyspecjalizowanych

uk³adÛw scalonych pe³ni¹cych

funkcje kodera i†dekodera DTMF.

Z†jednym z†nich - koderem DTMF

typu UM91531 - mieliúmy juø

okazjÍ siÍ zapoznaÊ i†omawianie

uk³adu rozpoczniemy od skrÛto-

wego przypomnienia sobie wiado-

moúci o†tym interesuj¹cym uk³a-

dzie.

Elektronika Praktyczna 1/2000

Interfejs−modem DTMF do komputera PC

Rys. 2. Sposób programowania nadajnika DTMF.

Sygna³ DTMF

przekazany zo-

staje na uzwo-

jenie transfor-

matora TR1

i†dalej do linii

telefonicznej.

Wiemy juø,

w†jaki sposÛb

komputer wykorzystuj¹cy nasz in-

terfejs moøe przekazywaÊ sygna³y

DTMF do linii telefonicznej. Po-

patrzmy teraz, w†jaki sposÛb moøe

je odbieraÊ.

Jako odbiornik i†dekoder syg-

na³Ûw DTMF zastosowa³em scalo-

ny dekoder typu UM92870. Uk³ad

ten nie by³ dot¹d szczegÛ³owo

opisywany na ³amach EP i†dlatego

naleøy poúwiÍciÊ mu parÍ zdaÒ.

UM92870 jest, podobnie jak

jego funkcjonalne odpowiedniki

MT8870 i†HT9170, scalonym de-

koderem kodu DTMF przeznaczo-

nym takøe do wspÛ³pracy z†sys-

temami mikroprocesorowymi

i†komputerowymi. Posiada w†swo-

jej strukturze wszystkie elementy

niezbÍdne do odebrania sygna³u

DTMF, zdekodowania go i†przed-

stawienie w†formie s³owa cztero-

bitowego. W† tab. 1 zawarto skrÛ-

cony opis sposobu dekodowania

informacji DTMF przez ten uk³ad.

Przed rozpoczÍciem odbiera-

nia sygna³Ûw DTMF uk³ad

UM92870 musi zostaÊ przygoto-

wany do pracy przez podanie

stanu wysokiego na jego wejúcie

Tab1. Tabela prawdy układu UM92870

pracującego w dwutonowym systemie

wybiórczym DTMF.

Ton 1 Ton 2 Cyfra STD Q4 Q3 Q2 Q1

[Hz] [Hz] kodu

697 1209 1 H L L L H

697 1336 2 H L L H L

697 1447 3 H L L H H

770 1209 4 H L H L L

770 1336 5 H L H L H

770 1477 6 H L H H L

852 1209 7 H L H H H

852 1336 8 H H L L L

852 1477 9 H H L L H

941 1336 0 H H L H L

941 1209 * H H L H H

941 1477 # H H H L L

697 1633 A H H H L H

770 1633 B HHHHL

852 1633 C HHHHH

941 1633 D H L L L L

BRAK BRAK

czone z†wyjúciem D4 szyny da-

nych. Czynimy to za pomoc¹

polecenia:

OUT &H[adres bazowy interfej-

su CENTRONICS],xxxx + 16

a†nastÍpnie

OUT &H[adres bazowy interfej-

su CENTRONICS],xxxx

Dodatnie zbocze impulsu spo-

woduje przepisanie danych do

rejestru wewnÍtrznego kodera

DTMF, a†ujemne rozpoczÍcie ge-

neracji sygna³u. Na rys. 2 po-

kazano stany logiczne na trzech

najbardziej - w†tym momencie -

istotnych dla pracy uk³adu wy-

prowadzeniach. Przebieg A†ob-

razuje stan wejúcia LATCH,

a†przebieg B†czas trwania emisji

kodu DTMF. Bardzo waøny dla

dzia³ania uk³adu i†jego wspÛ³-

pracy z†komputerem jest stan

wyjúcia ACK (przebieg C). Bez-

poúrednio po podaniu na we-

júcie LATCH dodatniego impul-

su inicjuj¹cego proces generacji

sygna³u DTMF, na wyjúciu tym

pojawia siÍ stan niski i†trwa

przez czas wysy³ania sygna³u

oraz okres przerwy pomiÍdzy

kolejnymi sygna³ami, o†czasie

trwania okreúlonym odpowied-

nimi normami. £¹czny czas

trwania impulsu na wyjúciu

ACK wynosi 140 ms i†powtÛrne

wyst¹pienie na nim stanu wy-

sokiego jest sygna³em dla kom-

putera, zezwalaj¹cym na rozpo-

czÍcie emisji kolejnego kodu

DTMF.

InformacjÍ o†stanie wyjúcia

ACK moøemy odebraÊ z†rejestru

wejúciowego portu CENTRONICS

komputera za pomoc¹ polecenia:

INP(&[adres bazowy interfej-

su CENTRONICS]+1)

Uwaga: najstarszy bit rejestru

wejúciowego, odpowiadaj¹cy wy-

korzystywanemu do badania stanu

uk³adu UM91531 wejúciu BUSY

jest sprzÍtowo negowany.

Podczas generowania sygna³u

DTMF, na wyjúciu TONE IC1

pojawia siÍ ci¹g impulsÛw, ktÛre

wysterowuj¹ bazÍ tranzystora T2.

L Z Z Z Z

“Z” stan wysokiej impedancji

zezwolenia TOE. Poniewaø we-

júcie to zosta³o do³¹czone do

wyjúcia D6 szyny danych inter-

fejsu CENTRONICS, moøemy

uczyniÊ to za pomoc¹ nastÍpu-

j¹cego polecenia:

OUT &H[adres bazowy interfej-

su CENTRONICS],64

Wejúcie analogowe IC2 zosta-

³o za poúrednictwem kondensa-

tora C3 do³¹czone do wtÛrnego

uzwojenia transformatora TR1,

ktÛrego zadaniem jest galwanicz-

Rys. 3. Odpowiedź odbiornika DTMF na dowolny sygnał standardowy.

Elektronika Praktyczna 1/2000

Interfejs−modem DTMF do komputera PC

pozostaje nam juø tylko stwier-

dzenie, jaki jest jego kod. Uczy-

nimy do odczytuj¹c stan czterech

m³odszych bitÛw rejestru wejúcio-

wego interfejsu CENTRONICS, za

pomoc¹ polecenia:

INP(&[adres bazowy interfej-

su CENTRONICS] +1)

Przekaünik REL1 s³uøy do

do³¹czania linii telefonicznej do

naszego interfejsu podczas jego

pracy. Przekaünik zostaje w³¹-

czony przez tranzystor T2 po

podaniu stanu wysokiego na wy-

júcie D5 szyny danych interfejsu

CENTRONICS. Stan ten musi

byÊ utrzymywany na tym wyjúciu

przez ca³y czas pracy interfejsu.

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R5: 100k

Ω

R3: 300k

Ω

R4, R6: 10k

Ω

Kondensatory

C1: 10nF

C2, C3, C5: 100nF

C4: 220

F/16V

Półprzewodniki

IC1: UM91531 lub odpowiednik

IC2: UM92870 lub odpowiednik

D1, D2: 1N4148 lub odpowiednik

T1, T2: BC548 lub odpowiednik

Różne

CON1: złącze Centronics−36

CON2, CON3: ARK2 (3,5mm)

Q1, Q2: kwarc 3,579MHz

REL1: przekaźnik OMRON 5V

TR1: transformator telefoniczny

Rys. 4. Rozmieszczenie elementów

na płytce drukowanej.

Montaø i†uruchomienie

Na rys. 4 pokazano rozmiesz-

czenie elementÛw na dwustronnej

p³ytce drukowanej, ktÛrej mozaiki

úcieøek s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.-

pl/pcb.html oraz na p³ycie CD-

EP01/2000.

Montaø wykonujemy w†typowy

sposÛb, rozpoczynaj¹c od wluto-

wania w†p³ytkÍ rezystorÛw, a†koÒ-

cz¹c na zamontowaniu z³¹cza

CENTRONICS. Jest to jedyna czyn-

noúÊ, na wykonanie ktÛrej musi-

my zwrÛciÊ wiÍksz¹ uwagÍ. Z³¹-

cze posiada 36 cienkich wypro-

wadzeÒ, ktÛre ³atwo przez nie-

uwagÍ zgi¹Ê i†uszkodziÊ.

Zmontowany ze sprawnych

elementÛw uk³ad nie wymaga

jakiegokolwiek uruchamiania ani

regulacji i†dzia³a natychmiast

prawid³owo, oczywiúcie po na-

pisaniu odpowiedniego progra-

mu. SprawnoúÊ wykonanego

uk³adu moøna szybko przetesto-

waÊ za pomoc¹ prostego progra-

miku napisanego w†jÍzyku BA-

SIC ( list. 1 ).

Program ten wykonuje arcy-

prost¹ czynnoúÊ: wysy³a do nie

pod³¹czonej jeszcze linii telefo-

nicznej kolejne kody DTMF, na-

tychmiast sam je odczytuje i†wy-

úwietla na ekranie.

ne odizolowanie interfejsu (i co

waøniejsze, cennego komputera!)

od linii telefonicznej. Bezpoúred-

nio po odebraniu przez uk³ad

IC2 waønej transmisji DTMF na

jego wyjúciu informacyjnym STD

pojawia siÍ impuls dodatni

(patrz rys. 3 ) o†d³ugoúci propor-

cjonalnej do czasu trwania ode-

branego sygna³u. ObecnoúÊ tego

impulsu moøemy stwierdziÊ od-

czytuj¹c stan wejúcia STROBE

interfejsu CENTRONICS za po-

moc¹ polecenia:

INP ([adres bazowy interfejsu

CENTRONICS +2])

Takøe i†w†tym przypadku naj-

m³odszy bit rejestru dwukierunko-

wego (STROBE) jest poddawany

inwersji sprzÍtowej.

Po stwierdzeniu odebrania

przez IC2 waønego sygna³u DTMF,

chyî na inne sygna³y. Uniemoø-

liwia to np. odebrania w†prosty

sposÛb informacji nagranych na

automatycznej sekretarce.

Na szczÍúcie przystosowanie

interfejsu do odbierania informa-

cji s³ownej bÍdzie polegaÊ w†naj-

prostszym przypadku na do³¹cze-

niu za poúrednictwem kondensa-

tora wtÛrnego obwodu transforma-

tora separuj¹cego do wejúcia linii

karty düwiÍkowej komputera.

Uzyskamy w†ten sposÛb moøli-

woúÊ nie tylko s³uchania informa-

cji g³osowej, ale takøe zapisywa-

nia jej na dysku, np. w†formacie

*.WAV.

Zbigniew Raabe, AVT

zbigniew.raabe ep.com.pl

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

pcb.html oraz na p³ycie CD-EP01/

2000 w katalogu PCB .

List. 1.

X = 0

OUT &H378, X + 64 + 32

z = INP(&H379)

PRINT z,

REM FOR r = 1 TO 200: NEXT r

OUT &H378, X + 16 + 32 + 64

FOR r = 1 TO 1000: NEXT r

OUT &H378, X + 64 + 32

FOR r = 1 TO 1000: NEXT r

z = INP(&H379)

PRINT z

FOR r = 1 TO 100000: NEXT r

X = X + 1

IF X = 16 THEN X = 0

LOOP

Moøliwe modyfikacje

uk³adu

Prezentowany w†artykule inter-

fejs posiada jedn¹, nie zawsze

istotn¹ i†³atw¹ do usuniÍcia wadÍ.

Przystosowany jest tylko do prze-

kazywania informacji w†kodzie

DTMF i†pozostaje ca³kowicie ìg³u-

Elektronika Praktyczna 1/2000

R2: 51k

interfejs - modem DTMF do PC.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: