Home
Accesso / Registrazione
 di 

Visualizzatore DTMF con microcontrollore

Visualizzatore DTMF con microcontrollore

Il visualizzatore DTMF con microcontrollore consente di visualizzare su display qualsiasi sequenza di toni DTMF. L’impiego di un buffer di memoria permette di riconoscere anche sequenze molto veloci.

La codifica con toni DTMF, utilizzata sia in campo telefonico che in quello radio, trova sempre maggiori applicazioni, anche al di fuori di questi settori. Ricordiamo che con questa sigla (DTMF = Dual Tone Multi Frequency) vengono identificate sedici particolari segnali audio ognuno dei quali è composto da due frequenze; a ciascuno di questi segnali è associato un numero (dallo 0 al 9) o un simbolo (a,b,c,d, * ,#). I 16 toni sono sufficienti per inviare tramite un canale audio qualsiasi tipo di informazione. Tutti i sistemi di commutazione telefonica vengono gestiti con questo sistema, anche quelli di telefonia cellulare. Anche in campo radio, quando si tratta di inviare informazioni su un canale in fonia vengono utilizzati i toni DTMF. Capita spesso, dunque, di ascoltare sequenze di toni DTMF più o meno veloci a cui non siamo in grado di associare il corrispondente valore numerico. Per decodificare i dati trasmessi è necessario utilizzare una particolare apparecchiatura elettronica che, a quanto ci risulta, non è disponibile in commercio.

L’apparecchiatura in questione converte i toni audio in segnali digitali che vengono visualizzati da un display a sette segmenti. Il circuito descritto in queste pagine è appunto un visualizzatore per toni DTMF che potrà essere utile in numerose occasioni. A rigor di logica il circuito dovrebbe disporre di tanti display quanti sono i toni che si intendono visualizzare; in pratica, come dimostra il nostro circuito, è sufficiente un solo display per visualizzare più toni. Il dispositivo descritto in questo articolo utilizza un numero esiguo di componenti in quanto gran parte delle funzioni vengono espletate da un microcontrollore appositamente programmato. Anche in questo caso, dunque, l’impiego di un micro consente di realizzare un’apparecchiatura compatta, flessibile, con elevate prestazioni ad un costo contenuto.

Grazie al microcontrollore, il circuito è in grado di acquisire sequenze molto veloci che vengono memorizzate (massimo 20 toni) e successivamente visualizzate più lentamente semplicemente premendo il pulsante di scansione della memoria. Osservando lo schema elettrico notiamo che, oltre al micro, nel circuito viene utilizzato un altro integrato (U3, un 8870) che ha il compito di convertire i toni DTMF in segnali digitali. La scheda dispone di due distinti ingressi: uno per segnali standard di bassa frequenza e uno per segnali provenienti dalla linea telefonica.

visualizzatore_dtmf_schema

Il circuito può essere alimentato con una tensione continua compresa tra 8 e 15 volt. Ma analizziamo in dettaglio lo schema elettrico.

schema applicativo integrato_decodificatore_DTMF_8870.

IL CIRCUITO
I toni DTMF da decodificare vanno applicati all’ingresso “IN BF” qualora provengano da una normale sorgente audio (uscita BF di un apparato, generatore di toni, ecc.); nel caso di segnali provenienti dalla linea telefonica va invece utilizzato l’apposito ingresso “IN TEL”. In entrambi i casi il segnale giunge al trimmer R12 il quale consente di regolare il livello d’ingresso. I toni giungono così al pin 2 dell’integrato U3 il quale ha il compito di convertire i toni DTMF in segnali digitali. Per funzionare nel migliore dei modi questo integrato ( un comune 8870) necessita di un oscillatore stabile e preciso. Per questo motivo il clock interno viene controllato da un quarzo a 3,58MHz collegato tra i terminali 7 e 8.

Quando l’integrato riconosce un tono, il terminale denominato STD (pin 15) cambia stato e le quattro linee di uscita assumono un preciso livello logico che coincide con quel particolare tono. Nella tabella riportata nelle illustrazioni sono indicati i livelli logici che assumono le quattro uscite in corrispondenza dei vari segnali di ingresso; così, ad esempio, qualora all’ingresso dell’8870 giunga un tono DTMF di 770/1336 Hz corrispondente al numero 5, le quattro uscite assumeranno rispettivamente i livelli 0,1,0,1.

visualizzatore_dtmf_pcb

Le uscite dell’8870 sono latchate, ovvero i livelli rimangono memorizzati anche quando il tono non risulta più presente in ingresso. Per modificare i livelli di uscita è necessario che all’ingresso dell’8870 giunga un nuovo tono. Al contrario, l’uscita STD è attiva esclusivamente in presenza di segnale DTMF in ingresso. Le quattro linee di dato più la linea STD sono connesse con 5 ingressi del microcontrollore U1, un chip della famiglia SGS-Thomsom ST6, precisamente un ST62T10. L’ingresso NMI e quello di reset sono connessi a due pulsanti normalmente aperti. Il microcontrollore pilota direttamente mediante le linee PB0-PB6 un display a sette segmenti a catodo comune.

Diagramma_flusso_programma_mcu_u1

All’integrato è anche collegato il quarzo di clock a 6 MHz. Nella memoria ROM del micro è memorizzato in maniera permanente il programma appositamente studiato per questa applicazione. Di tale programma riportiamo il diagramma di flusso dal quale si comprende come è stato impostato il progetto dal punto di vista software. Coloro che hanno una certa dimestichezza con i micro della famiglia ST6 e che posseggono l’apposito Starter kit potranno cimentarsi in questa applicazione, modificando o addirittura migliorando il nostro circuito. Quanti invece non hanno ancora imparato a lavorare con questi componenti dovranno acquistare il micro già programmato, micro che è disponibile presso la ditta Futura Elettronica la quale produce e commercializza anche la scatola di montaggio completa. Ma torniamo al nostro circuito. Ogni volta che l’integrato U3 riconosce un tono valido DTMF, trasferisce i dati relativi al microcontrollore. Quest’ultimo visualizza il tono sul display e lo memorizza nella sua RAM interna.

Qualora, a causa dell’elevata velocità dei toni in arrivo, non sia possibile effettuare la lettura sul display, è possibile attivare la funzione di scansione della memoria. Premendo il pulsante S2 (SCAN) il micro visualizza lentamente sul display i toni DTMF nell’esatta sequenza con cui sono stati ricevuti e memorizzati. La procedura di scansione può essere ripetuta più volte. Il buffer può contenere come massimo 20 dati ovvero 20 toni. Di conseguenza i primi 20 toni vengono visualizzati e memorizzati mentre quelli successivi vengono solamente visualizzati.

Per azzerare il buffer è sufficiente premere il pulsante S1 (RESET) o togliere per qualche istante la tensione di alimentazione. Il circuito del visualizzatore comprende anche un regolatore di tensione che fornisce la tensione stabilizzata a 5 volt necessaria al corretto funzionamento degli integrati U1 e U3. A monte del regolatore può essere applicata una tensione continua compresa tra 8 e 15 volt. L’assorbimento del circuito è di poche decine di milliampère. Il diodo D2 evita che un’eventuale inversione dei terminali di alimentazione possa danneggiare il dispositivo.

IN PRATICA
Per il montaggio del visualizzatore è consigliabile fare uso dell’apposito circuito stampato sul quale sono montati tutti i componenti, compreso il display a sette segmenti. Le dimensioni dello stampato sono particolarmente contenute: appena 95 x 60 millimetri. Per le saldature consigliamo l’impiego di un saldatore da 20-40 watt munito di una punta sottile. Per il montaggio degli integrati U1 e U3 abbiamo previsto l’impiego degli appositi zoccoli. Durante il montaggio bisogna prestare la massima attenzione al corretto inserimento degli elementi polarizzati (semiconduttori e condensatori elettrolitici) nonché all’esatto posizionamento degli elementi passivi (resistenze e condensatori).

Il display a sette segmenti deve essere inserito in modo che il segmento DP (Decimal Point) sia rivolto verso l’esterno della basetta. Il dispositivo non necessita di alcuna taratura ad eccezione della regolazione del livello di ingresso del segnale di BF che si effettua agendo sul trimmer R11. A montaggio ultimato potremo effettuare un completo collaudo visualizzando tutti i 16 toni DTMF. Agendo sul pulsante S2 potremo anche verificare il funzionamento del buffer di memoria.

Poiché non è possibile indicare sul display a 7 segmenti i simboli “*” e “#” abbiamo associato ai toni corrispondenti rispettivamente la lettera “E” e la lettera “F”. Alla prima accensione il display a sette segmenti visualizza un trattino.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

Scrivi un commento all'articolo esprimendo la tua opinione sul tema, chiedendo eventuali spiegazioni e/o approfondimenti e contribuendo allo sviluppo dell'argomento proposto. Verranno accettati solo commenti a tema con l'argomento dell'articolo stesso. Commenti NON a tema dovranno essere necessariamente inseriti nel Forum creando un "nuovo argomento di discussione". Per commentare devi accedere al Blog

 

 

Login   
 Twitter Facebook LinkedIn Youtube Google RSS

Chi è online

Ci sono attualmente 2 utenti e 34 visitatori collegati.

Utenti online

Ultimi Commenti