一種單片機(jī)電話單機(jī)測(cè)試儀的設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)電訊業(yè)的迅速發(fā)展，電話單機(jī)需求量激增，為此研制了一種能快速、準(zhǔn)確測(cè)試電話單機(jī)主要性能并對(duì)其故障定位的測(cè)試儀器。測(cè)試儀的特點(diǎn)為：信號(hào)方式、接口形式符合有關(guān)用戶交換機(jī)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；操作方法上符合人們的操作習(xí)慣；功能較全、測(cè)試速度快、定位準(zhǔn)確。

單片機(jī)電話測(cè)試儀的主要功能為：

·環(huán)阻測(cè)量：測(cè)量用戶摘機(jī)狀態(tài)環(huán)路接通電阻Ron和掛機(jī)狀態(tài)的漏電流Ioff；

·脈沖拔號(hào)測(cè)量：包括測(cè)量脈沖串的個(gè)數(shù)、速率、斷續(xù)比、間隔等參數(shù)；

·雙音拔號(hào)測(cè)量：測(cè)量譯碼準(zhǔn)確性、持續(xù)時(shí)間、最小間隔等參數(shù)；

·5km仿真功能：模擬話機(jī)應(yīng)用的真實(shí)環(huán)境，測(cè)量話機(jī)功能是否正常；

·振鈴測(cè)試功能；

·內(nèi)部通話功能。

1 硬件框圖及工作原理

硬件框圖如圖1所示。用戶電路向話機(jī)提供饋電，并在用戶摘機(jī)呼出后，將呼出信號(hào)送送片機(jī)。單片機(jī)控制信號(hào)音驅(qū)動(dòng)單元向用戶發(fā)送拔號(hào)音，同時(shí)監(jiān)視用戶是否拔號(hào)。收到拔號(hào)信號(hào)后，馬上關(guān)閉信號(hào)音驅(qū)動(dòng)單元，轉(zhuǎn)入信號(hào)掃描程序。

進(jìn)入信號(hào)掃描程序后，單片機(jī)首先確認(rèn)是脈沖拔號(hào)還是雙音拔號(hào)。如果是脈沖拔號(hào)，單片機(jī)執(zhí)行脈沖信號(hào)掃描程序，對(duì)脈沖串計(jì)數(shù)、測(cè)量其速率、斷續(xù)比、數(shù)字間隔等參數(shù)。如果是雙音多頻拔號(hào)，則單片機(jī)接收譯碼結(jié)果、持續(xù)時(shí)間、最小間隔等參數(shù)。測(cè)量完成后，顯示測(cè)量結(jié)果，并做出判決。在振鈴測(cè)試狀態(tài)下，單片機(jī)控制鈴流信號(hào)發(fā)生器向話機(jī)送出鈴流信號(hào)，檢測(cè)話機(jī)收鈴單元是否正常。通話是在兩部話機(jī)之間進(jìn)行。通過兩部話機(jī)之間的通話，確定話機(jī)的送話、受話的質(zhì)量。另外，單片機(jī)接收鍵盤命令，實(shí)現(xiàn)環(huán)阻測(cè)量、控制轉(zhuǎn)換及5km仿真線的接入等。

2 硬件電路設(shè)計(jì)及測(cè)量原理

硬件電路分話路電路的和單片機(jī)測(cè)量與控制電路兩大部分。

2.1 話路電路

話路電路包括用戶電路、振鈴驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)音驅(qū)動(dòng)電路、交換網(wǎng)絡(luò)等。

用戶電路由三端穩(wěn)壓器、光電耦合器、與非門、電阻及二極管組成。三端穩(wěn)壓器接成恒流源組態(tài)，產(chǎn)生20mA恒定電流。光電耦合器實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)用戶摘機(jī)呼出后，直流環(huán)路閉合，有20mA電流流過，光電耦合器輸出低電平，經(jīng)與非門整形后送單片機(jī)輸入端口ST1。單片機(jī)對(duì)該輸入口循環(huán)檢測(cè)，得到脈沖串個(gè)數(shù)、速率、斷續(xù)比、間隔等數(shù)據(jù)信息。

根據(jù)用戶摘機(jī)時(shí)環(huán)路電平UA，測(cè)量環(huán)路電阻：Ron=（UA-UD）/I0，其中UD為二極管的壓降。

設(shè)用戶負(fù)載電阻為100kΩ時(shí)環(huán)路電位為Uoff'（該值預(yù)先存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)存中），用戶掛機(jī)時(shí)環(huán)路電位為Uoff，若Uoff≥Uoff'，說明Ioff指標(biāo)合格；若UoffUoff'，說明Ioff指標(biāo)不合格。

單片機(jī)由P3.1輸出25Hz方波信號(hào)，控制晶體管的通斷，使其集電極輸出25Hz、幅度為90V的方波信號(hào)，經(jīng)π型低通濾波器濾除高次諧波分量后，得到25Hz正弦信號(hào)作為鈴流信號(hào)。

單片機(jī)由P1.0輸出450Hz信號(hào)，送三態(tài)門輸入端，通過P1.1、P2.2控制三態(tài)門的使能端，產(chǎn)生撥號(hào)音、忙音、回鈴音等信號(hào)。由交換網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)送給選定的話機(jī)。

交換網(wǎng)絡(luò)由J1～J6繼電器構(gòu)成，在不同的測(cè)試要求下，各繼電器動(dòng)作情況如表1所示。其中，NC代表靜合觸點(diǎn)接通；NO代表動(dòng)合觸點(diǎn)接能。