铃流检测模拟摘挂机及DTMF收号器电路板制作.docx
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铃流检测模拟摘挂机及DTMF收号器电路板制作
铃流检测、模拟摘挂机及DTMF收号器电路板制作
生产实习报告
1.实习意义
作为计算机专业的学生,不光对软件知识有深度的掌握,拥有过强的编程能力,同时还要把硬件知识学好,因为软件是基于硬件的基础上发挥其作用,学好硬件使我们对软件的认识将更深一步。
大一大二我们更多的在学习理论知识,而比较少实践,这不利于我们的动手能力提高,所以这学期开设的这门课,不管是从专业知识还是从动手能力来看都会让我们收获很多,我们有必要把这门课学好:
(1)通过生产实习,可激发对专业课学习的迫切要求,增强学生的学习积极性,培养学生针对实际生产过程的思维、观察能力,达到知识点的融会贯通。
(2)该课程可以使学生接触生产、科研、企业管理等实际业务,达到理论与实践相结合,加深对专业的认识,拓宽知识面,提高分析问题和解决问题的实际能力。
(3)生产实习是计算机科学与技术专业教学计划中十分重要的实践性教学环节,是在学生已学习了部分专业课后进行的一个理论联系实际的实践性教学环节,也是学生从学校走向生产岗位的第一步。
2.总体设计
2.1主要解码芯片MT8870
DTMF信号的解码模块是将接收的两个叠加的正弦波模拟信号通过解码变成二进制信号,同时解码电路还具有判断功能,判断DTMF信号是否发送,再将解码的二进制信号传送到单片机。
MT8870主要用于程控交换机、遥控、无线通信及通播系统,实现DTMF信号的分离滤波和译码功能,输出16种频率组合而成的四位并行二进制码。
MT8870具有拨号音抑制和模拟信号输入可调功能,所以在设计MT8870DTMF解码电路时候,只需外加一些阻容元件即可。
MT8870是一种带呼叫进展过滤器的单片双音多频收发器。
它包括一个带增益可调放大器的DTMF接收器和一个DTMF发送器。
其中滤波电路采用高频群和低频群两个六阶开关电容通滤波器,解码采用数字计数器技术来确定输入的DTMF音频的频率,并将其译成标准的四位二进制码。
发送器采用开关电容D/A变换器。
片内使用了一个脉冲计数器。
其芯片引脚图如下
图2-1MT8870芯片引脚图
2.2设计原理电路图
2.2.1总电路原理图
图2-2-1总电路原理图
2.2.2模拟摘机和铃流电路原理图
图2-2-2模拟摘机和铃流电路原理图
2.2.3DTMF设计电路
图2-2-3DTMF原理图
2.3铃流检测电路模块
2.3.1铃流功能原理
电话振铃信号通过电容C1隔直、D1稳压二极管、R1限流电阻输入至光电耦合器TIP521的输入端1口,C1、D1和R1共同组成振铃信号变换电路,它们使输入电压和电流不会太大,对后面的光电耦合器起保护作用。
光电耦合器TIP521起的是隔离作用,光电耦合器是一种电信号的耦合器件,它一般是将发光二极管和光敏三极管的光路耦合在一起,输入和输出之间不可共地,输入电信号加于发光二极管上,输出信号由光敏三极管取出。
光电耦合器以光电转换原理传输信息,它不仅使信息发出端(一次侧)与信息接收并输出端(二次侧)是绝缘的,从而对地电位差干扰有很强的抑制能力,而且有很强的抑制电磁干扰能力。
振铃信号通过光耦TIP521的4脚输出振铃正弦波,R2和C2共同组成滤波电路,信号到了开关三极管T1的基极就变成了方波。
经过三个反向器的整形输出到单片机AT89C51的T0/P3.4口,中断方式采用外部中断,计数5次产生T0中断,控制继电器模拟摘机,完成振铃音检测。
2.4模拟摘挂机模块
2.4.1模拟摘机功能原理
模拟摘挂机电路主要由一个三极管开关电路控制继电器的开关,继电器控制接入电话线两端的200Ω电阻。
摘挂机信令由单片机通过使TXD/P3.1口变为高电平实现。
经过两个反向器驱动发光二极管D1指示摘机,同时改变三极管T1的基极电压,使T1处于导通状态,从而开启继电器J1,J1使电阻R3接入电话线两端。
因为R3的电阻为200Ω,使回路电流变大,控制电路向交换机发出模拟摘机的信号,交换机响应摘机信号,完成电话线路接通。
整个电路完成自动模拟摘机过程。
2.5DTMF信号模块
2.5.1DTMF功能原理
双音多频DTMF(DualToneMultiFrequency),双音多频,由高频群和低频群组成,高低频群各包含4个频率。
一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号,代表一个数字。
DTMF信令有16个编码。
利用DTMF信令可选择呼叫相应的对讲机
双音多频信号(DTMF),电话系统中电话机与交换机之间的一种用户信令,通常用于发送被叫号码。
在使用双音多频信号之前,电话系统中使用一连串的断续脉冲来传送被叫号码,称为脉冲拨号。
脉冲拨号需要电信局中的操作员手工完成长途接续。
双音多频信号是贝尔实验室发明的,其目的是为了自动完成长途呼叫。
双音多频的拨号键盘是4×4的矩阵,每一行代表一个低频,每一列代表一个高频。
每按一个键就发送一个高频和低频的正弦信号组合,比如'1'相当于697和1209赫兹(Hz)。
交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键。
DTMF编解码器在编码时将击键或数字信息转换成双音信号并发送,解码时在收到的DTMF信号中检测击键或数字信息的存在性。
一个DTMF信号由两个频率的音频信号叠加构成。
这两个音频信号的频率来自两组预分配的频率组:
行频组或列频组。
每一对这样的音频信号唯一表示一个数字或符号。
电话机中通常有16个按键,其中有10个数字键0~9和6个功能键*、#、A、B、C、D。
由于按照组合原理,一般应有8种不同的单音频信号。
因此可采用的频率也有8种,故称之为多频,又因它采用从8种频率中任意抽出2种进行组合来进行编码,所以又称之为“8中取2”的编码技术。
根据CCITT的建议,国际上采用的多种频率为687Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz等8种。
3.实习过程
3.1生产实习材料准备
名称
规格
单位
数量
万用板(焊接用)
小号
张
1
电话线插座
个
1
USB插座
个
1
插针
2针
针
1
电阻
10K
只
2
电阻
100K
只
2
电阻
220Ω
只
3
电阻
370K
只
1
稳压管
3.6V
只
1
电容
0.1μF
只
2
电容
0.22μF
只
1
整流桥
2W10
只
1
光耦合管
TIP521
只
2
晶振
3.579MHz
只
1
DTMF收号器
MT8870
片
1
LED发光二极管
绿色
只
1
IC插座
18
只
1
表3-1所需材料清单
3.2实验设备工具简介
1、电烙铁:
熔解锡进行焊接的工具
2、焊锡:
焊接用品,在锡中间有松香
3、松香:
除去氧化物的焊接用品
4、斜口钳:
用于剪细导线或修剪焊接各多余的线头
5、尖嘴钳:
主要用来夹小螺丝帽,绞合硬钢线,尖口用来剪断导线
6、剥线钳:
主要用来快速剥去导线外面塑料包线的工具,使用时要注意选好孔径,切勿使刀口剪伤内部的金属蕊线
7、万用表:
本实习过程中主要用来测量直流电阻
8、焊接用导线
3.3部分材料的认识
1、色环电阻的认识
(1)、自左向右顺序数,第一位数、第二位数、乘数(10的几次幂)、误差。
例:
棕、灰、红、金。
标称电阻值为1800欧姆,允许误差为+-百分之5。
(2)、颜色对照:
棕1、红2、橙是3、4黄、5绿、6为蓝、7紫、8灰、9对白、黑色是0需记全,金-1、银-2是误差。
(3)、认识色环电阻的技巧:
a.如果有一端的一个色环被孤立了(离其他四个远些),它就是最后一位(表示误差的)。
b.如果两头的某个色环明显靠近某一端,则该环是第一环c.对于电阻的取值是有规定的,比如1.0,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.8,2.0,2.2,2.4,2.7,2.8,3.0,3.3,3.94.0,4.3,4.7,等等,我们可看从两边读出的数是否能满足这一规定。
1、整流桥
图3-3-1整流桥示意图
2、稳压管
图3-3-2稳压管示意图
3、MT8870芯片
图3-3-3MT8870芯片示意图
4、光耦合管
图3-3-4光耦示意图
4.实验步骤
1.首先检查元器件,用示波器和万用表检查元器件是否正常。
2.按照铃流检测及模拟摘挂机电路图布局,使用的导线连接越少越好,把元器件按布局插入万用板。
3.如2个器件的管脚相连,可以尽量让它们的位置靠近,直接用焊锡点焊连接,等待焊接。
4.焊接
(1)、焊接管脚和导线
先固定好元器件,按焊接操作五步步骤:
准备施焊、加热焊件、填充焊料、移开焊丝、移开烙铁进行焊接。
这步中按布局有些地方用点焊的方法进行。
而多出的管脚不要剪掉,管脚就是最好的导线,方便后面焊接使用。
用点焊的物件如下图椭圆所示,其中物件所有引脚都应该焊好。
(2)、检查焊接是否结实,并用斜口钳修剪焊接各多余的线头。
5.功能测试
A.测试准
a.测试在东6E403搭建的实验平台上进行;
b.+5V电源通过USB线从计算机上取电;
c.电路板通过电话水晶插座与电话线相连;
d.测试前,先开交换机并试打电话(号码9000~9003),电话机必须能振铃、摘机并能正常通话。
B.铃流检测电路测试
a.拨打板子所接线路的电话并确认振铃;
b.振铃时,铃流检测端应该是“低”电平;
c.可用示波器观察该检测端。
如果电路正确,则示波器的波形应该是按振铃周期呈高低变化(振铃时低)。
C.手动模拟摘挂机电路测试
a.用免提键拨打板子所接线路的电话并确认振铃,此时被叫电话听回铃音;
b.模拟摘挂机电路控制端接地,观察是否摘机。
如正确摘机,则被叫电话停回铃音。
这时主叫和被叫可以通话;
c.控制端和地断开,观察是否挂机。
如正确挂机,则被叫电话听忙音。
D.DTMF收号电路测试
a.该项测试要在保证摘挂机正确的前提下进行;
b.用免提拨打板子所接电话,被叫响铃后摘机;
c.主叫按任一按键;
d.如果DTMF收号电路正常,则当主叫按下任一按键时,MT8870的STD端为高电平(可用示波器观察),且LED灯亮。
5.实习结果
5.1电路板完成图以及测试环境
图5-1-1电路板正面图
图5-1-2电路板背面图
图5-1-3测试所用电话
5.2铃流检测电路测试过程
当系统被呼叫时,电话交换机发出铃流信号。
振铃为25±3V的正弦波,失真小于10%,电压有效值为90±15V。
振铃信号以5秒为周期,即1秒送,4秒断。
图5-2-1测试过程
图5-2-2铃流测试结果波形图
图5-2-3铃流测试结果波形图
图5-2-4铃流测试结果波形图
图5-2-5铃流测试结果波形图
5.3手动模拟摘挂机电路测试
由于程控电话交换机在手动摘机时电话线回路电流会突然变大(约30mA),控制电路向交换机发出模拟摘机的信号,交换机响应摘机信号,完成电话线路接通。
自动挂机。
5.4DTMF收号电路测试
被叫响铃后摘机正常后,主叫按任一按键,LED灯亮一下。
结果如:
图5-4-1未按键时LED为灭
图5-4DTMF收号测试结果LED亮
6.总结
21世纪是信息化的世纪,随着科技的日益发展,智能家居逐渐普及,而实现智能家居离不开运算和控制单元,正是因为计算机硬件的高速发展使得我们的生活越来越智能化,作为计算机专业的学生,我们有必要把计算机硬件学好,不断加强自身的专业知识。
这门课让我体会到了学习的乐趣,同时明白知识只有当拿来实践的时候才变得有意义,学习理论知识和世界运用是有很大差别的,学好了不一定就能顺利地做好,而只有动手做出来了,才能真正理解和掌握理论知识。
而且我还意识到牢固的知识是多么重要,假如没有牢固的基础知识焊起电路根本无从下手,即使焊接好也不明白其中的原理。
这次课还让我的动手能力有很大的提高,以前都只顾于学习理论知识,真正动起手来才发现自己的动手能力是那么的有待提高,经过反复的焊接调式才成功,这也要感谢一些热心同学的帮助,让我顺利的完成,也让我明白帮助别人以及集体的重要性。
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