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UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA PLANTEL IZTAPALAPA

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Universidad AutónomaMetropolitana

(Unidad Iztapalapa)

Que para obtener el título : ING. EN ELECTRÓNICA EN COMUNICACIONES

Presentado por : ESPÍNDOLA ZAVALA GERARDO 95213580 MARTÍNEZ MENDOZA EFRÉN 96219551

ASESOR DE PROYECTO

DR. FAUSTO CASCO SÁNCHEZ

Mayo del 2004.

PROYECTO:

DDIISSCCRRIIMMIINNAADDOORR DDEE LLLLAAMMAADDAASSTTEELLEEFFÓÓNNIICCAASS


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I N D I C E

OBJETIVO ……………………………………………………………… 3

INTRODUCCIÓN ……………………………………………………… 4

JUSTIFICACIÓN Y DELIMITACION DEL TEMA ........................... 5

CAPITULO 1

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA TELEFÓNICO ..................... 6

1.1 Iniciando una llamada............................................................................. 91.2 Funcionamiento del discriminador telefónico ...................................... 141.3 Funcionamiento del discriminador de llamadas telefónicas ................ 16

1.4 Descripción del microcontrolador MC68HC11 ................................... 17

CAPITULO 2

DISEÑO DEL DISCRIMINADOR TELEFÓNICO ............................... 18

2.1 Acoplamiento y protección ...................................................................... 18 2.2 Detección de la corriente de llamada o “ring” ........................................ 19

2.3 Detección de cuelga y descuelga ............................................................. 20 2.4 Amplificadores de pulsos digitales .......................................................... 20

CAPITULO 3

PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA ......................................................... 21

3.1 Subrutinas del programa .......................................................................... 21

CAPITULO 4

PRUEBAS Y VALIDACIÓN ...................................................................... 23

4.1 Pruebas y validación de los circuitos utilizados en el discriminador ...... 23

CONCLUSIONES ........................................................................................ 24

BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................... 25


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OBJETIVO:

Diseñar y construir un dispositivo electrónico que restringa y controle las llamadas quecursen en una línea telefónica


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INTRODUCCIÓN

La necesidad del hombre por comunicarse lo ha llevado a buscar nuevas formas dehacerlo; el invento del teléfono ha sido una de ellas. La palabra teléfono se tomó del griegotele “lejos” y fono “hablar”, o sea hablar lejos o a distancia. Desde la invención del teléfonopor Alexander Graham Bell el 10 de Febrero de 1876, otro inventor, Elisa Gray, hizo unainvención similar, pero Bell demostró ser mejor y se convirtió su invento en un éxito.Ambos sin embargo, habían culminado un largo proceso en la historia humana que,paradójicamente, tendrían un desarrollo vertiginoso a partir de entonces. Si consideramosque la función de la telefonía es hacer audible el sonido, ante todo la palabra hablada, alargas distancias, deberemos recordar como uno de los pioneros a Robert Hook, quien ya en1667 describía cómo un hilo muy tenso podía transmitir sonido por distancias bastantelargas.


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JUSTIFICACION Y DELIMITACION DEL TEMA

El desarrollo de la telefonía ha sido vital para las comunicaciones, el crecimiento dela red telefónica y la creación de centrales en todo el mundo ha permitido que cada vez masusuarios requieran del servicio telefónico, esto conlleva a la necesidad de contar con unequipo sofisticado que permita privacidad en cuanto a las llamadas entrantes y salientes decada abonado; por tal motivo hemos propuesto desarrollar un sistema que pueda evitarllamadas de bromistas a altas horas de la noche bloqueando las llamadas solamente deaquellas personas que cuenten con una clave de acceso; este sistema es un discriminadorde llamadas telefónicas. Este sistema aporta principalmente seguridad y es obtenidafácilmente por la gran tecnología que existe actualmente teniendo un trato directo con losdispositivos que lo conforman.

La gran aportación que ofrecerá este sistema es la capacidad de ser escalableporque el diseño tiene la capacidad de crecer en un aspecto más complejo y garantizarfacilidades para un uso “x” de comunicaciones y coexistir con dispositivos que generen unsistema mucho más grande y un objetivo en particular que de mas facilidades por sucreación.

Las limitaciones que nos conciernen son prácticamente el abonado, el discriminadorde llamadas y la memoria que controla todo el sistema.

A continuación se menciona una pequeña introducción del abonado mencionandoaquí la importancia del mismo, posteriormente se describe cada uno de los componentesque conforman el sistema.


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CAPITULO 1

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA TELEFÓNICO

El teléfono llegó como instrumento práctico hace mas de un siglo, como producto deexperimentos en dispositivos destinados a enviar señales telegráficas múltiples a través delíneas de un solo conductor. Alexander Graham Bell, durante un experimento, con el afánde reforzar las débiles señales audibles que le enviaba a su ayudante, se le ocurrió aumentarcon ácido sulfúrico la densidad de la pila eléctrica de un aparato con el que se pretendíahacer llegar a distancia la voz humana. Pero por accidente, el líquido se derramó sobre supierna. La reacción sulfúrea provocó, las actualmente célebres palabras “ Señor Watson,venga aquí, lo necesito”, trajeron a Thomas A. Watson, corriendo no sólo por el accidente,sino porque las palabras fueron conducidas por medio de la electricidad a la sala deWatson y fueron reproducidas claramente en su receptor.

Este fue el comienzo del sistema telefónico, que actualmente es parte esencial de lascomunicaciones en todo el mundo; el teléfono cambió radicalmente los servicios, elcomercio, la defensa y seguridad de las naciones, la cotidianidad misma del ser humano


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i) El aparato telefónico

Aparato telefónico

En la figura vemos un aparato telefónico que se usa para originar y recibir llamadastelefónicas. El aparato es simple en su apariencia.

Desde el punto de vista funcional el aparato telefónico está dividido, en cuatropartes principales: circuito de habla, contacto de horquilla, campana y tablero de tecladocon generadores de tonos como se muestra en la siguiente figura:

1 2 34 5 67 8 9* 0 #

Teclado

Horquillaa

cTimbre

b

Figura

El circuito de habla comprende el microteléfono, el receptor y el transformador de hablalos dos primeros están incorporados en el microteléfono.

Circuito

De

Habla


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El contacto de horquilla se conmuta cuando se levanta o repone el microteléfono. Seusa para la señalización de la llamada, de desconexión y de respuesta.

El timbre o campana es de tipo C.A. la que se conecta a los hilos a y b de la línea deabonado vía un condensador y al contacto de horquilla.

El tablero de teclado es utilizado para el envío de los dígitos de 0 a 9 como tambiénde las dos señales especiales, asterisco (*) y numeral (#). ( Estas dos no tienen nada que vercon los signos para números hexadecimales, sino que son acceso a servicios especiales enredes más avanzadas). Cuando se oprime una tecla se generan dos tonos de frecuencia deacuerdo con la siguiente tabla:

HZ 1209 1336 1477

697 1 2 3

770 4 5 6

852 7 8 9

941 * 0 #Tabla

Se ha descrito anteriormente brevemente como está constituido el aparatotelefónico, enseguida se describen sus funciones más importantes:

1. Solicita el uso del sistema telefónico al levantar el microteléfono.2. Indica que el sistema está disponible para el uso al recibir un tono, llamado tono

de marcar.3. Envía al sistema el número telefónico a llamar. Este número se inicia por la

persona que llama, cuando marca el número por medio del teclado.4. Indica el estado de la llamada en ejecución al recibir tonos ( llamando, ocupado,

etc.).5. Indica una llamada entrante al teléfono llamado por medio de un timbre o tonos

audibles.6. Transforma el lenguaje de una persona que llama a señales eléctricas para su

transmisión a otro abonado a través del sistema y las señales eléctricas recibidasde un abonado distante al lenguaje para la persona llamada.

7. Ajusta automáticamente los cambios en la fuente de alimentación que recibe.


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8. Señala al sistema cuando una llamada ha terminado al colgar el microteléfono lapersona que llama.

Para que estas funciones puedan llevarse a cabo, es necesario contar con uncircuito local en donde cada abonado está conectado a una central que contieneequipos de conmutación, equipos de señalización y baterías que suministrancorriente continua para hacer funcionar el teléfono. Cada teléfono está conectado ala central por medio de conductores, denominados “tip” y “ring”.

Las llaves de la central responden a los pulsos o tonos de marcación del teléfonoque llama de tal forma que una vez efectuado un análisis del número marcado,categoría, tipo de llamada, etc. Establece la conexión, ambos teléfonos secomunican por medio de lazos acoplados por transformadores, utilizando lacorriente suministrada por baterías de la central.

1.1 INICIANDO UNA LLAMADA

Cuando el microteléfono del teléfono se encuentra en posición de reposo o colgadola horquilla es presionada hacia abajo y las llaves están abiertas, en esta posición el circuitoentre el microteléfono y la central está abierto; sin embargo el circuito de llamada(campana) del teléfono está siempre conectado a la central; como vemos en la figura 1.2 elcapacitor C bloquea la circulación de la CC de la batería pero deja pasar la CA que generala frecuencia de llamada.

Cuando el microteléfono es descolgado la posición de la horquilla es levantadaocasionando el cierre del circuito con la central circulando una corriente a través del par deconductores desde la central al teléfono.

La señal de descolgado informa a la central que alguien desea realizar una llamada.La central responde con una señal o tono de marcar que está listo para recibir un númerotelefónico. Los números pueden ser enviados por disco dactilar, teclado de impulsos oteclado de frecuencias. Cuando la central o el equipo de conmutación recibe los dígitos delnúmero marcado, realiza un análisis de los mismos y después de un momento establece lacomunicación con el teléfono llamado enviando un tono de llamada si este se encuentradescolgado cuando se intenta realizar la conexión, la central genera un tono de ocupado y loenvía al teléfono que llama. En caso contrario, una señal de llamada es enviada al teléfonollamado para advertir al usuario que le espera una llamada. Al mismo tiempo, una señal deretorno es enviada al teléfono que llama para indicar que el teléfono llamado está sonando.Al descolgar su microteléfono el abonado llamado, el circuito hacia este teléfono se cierrasu llave en el aparato y la corriente del circuito circula por el teléfono llamado. Entonces lacentral retira la señal de llamada y el tono de retorno del circuito.


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La parte del teléfono en la cual una persona habla se denomina transmisor. Eltransmisor convierte el lenguaje (energía acústica) en variaciones de una corriente eléctrica(energía eléctrica) por medio de la variación o modulación de la corriente del lazo deacuerdo con la conversión de la persona que habla.

La parte que recibe estas variaciones de corriente y la convierte en sonido que unapersona puede escuchar se llama receptor.

La llamada es terminada cuando cualquiera de las partes cuelga el microteléfono. Laseñal de colgado indica a la central liberar las conexiones de la línea.

1.1.1 Tipos de señales

En el proceso para establecer una comunicación, y en la terminación de la mismaintervienen varios tipos de señal en ambas direcciones.

La ejecución de las funciones anteriores se realizan mediante el empleo de tres tiposde señales, dependiendo de las características de la información que se requiere transmitir.Estas son:

• Señales acústicas• Señales numéricas• Señales de línea

Tipos de señales

1.1.1.1 Señales acústicas

Información que permite al abonado detectar las condiciones y/o cambios de estadode la red telefónica.

Central

A

Central

B

A B

Línea

Acústicas

Numéricas


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Las señales acústicas se transmiten desde la central hasta el aparato telefónico, pormedio de tonos o mensajes grabados para informarle que:

• La central está lista para recibir el número del abonado B.• El abonado B está libre, ocupado, suspendido o cambio de número.• El abonado B es llamado.• El equipo no puede atender la llamada.• El número marcado es inexistente.

Las señales acústicas permiten informar al abonado (de origen o de destino), de losdistintos estados o solicitudes del sistema para que proceda a efectuar las accionespermanentes. En estas señales se tienen los siguientes tipos:

• Tonos• Repique (corriente de llamada)• Mensajes grabados

Tonos Estas señales se envían al abonado a través de su microteléfono utilizandofrecuencias vocales.

Las señales consideradas:

• Invitación a marcar.- La central está en condiciones de recibir señalesnuméricas.

• Llamada.- La conexión se ha establecido hacia el abonado B y está siendollamado.

• Ocupado.- El abonado B está ocupado.• Congestión.- Los circuitos o equipos de conmutación necesarios para establecer

la conexión se encuentran temporalmente disponibles.• Intervención.- La conversación está siendo intervenida por una operadora.• Llamada en espera.- Otro abonado desea comunicarse con el abonado en

cuestión.• Información especial.- Tono previo de un mensaje grabado.• Triplex.- Indica a la operadora que el abonado de destino pertenece a un sistema

triplex.

Repique (corriente de llamada) Esta señal se utiliza para informar al abonado llamado B que tiene una llamadaentrante.


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Cuando suena la campanilla de un teléfono, circula una CA en el circuito, pero nohay circulación de corriente continua. Si la llamada es contestada mientras suena lacampanilla, la central debe detectar la presencia de la CC aun en presencia de la CA. Así sepuede remover la señal de llamada antes que el abonado pueda llevar el microteléfono a suoído, tiempo que se estima en unos 200 ms. Este proceso se denomina “RING-TRIP”(activación de la campanilla).

Los valores de corriente en el circuito local varían ampliamente, la misma dependede la tensión de la batería de la central, la resistencia limitadora de corriente insertada en elcircuito de la central para limitar la corriente de cortocircuito y cuyo valor varía entre 350 y800 Ohms, la resistencia del circuito local que puede variar entre cero y unos 1900 Ohms yla resistencia del teléfono cuyo valor está entre 100 y 400 Ohms.

Los circuitos de la central pueden detectar CC del circuito en el rango de 6 a 25 mAcomo indicación de la condición de descolgado.

Mensajes grabados• Mensajes de servicio.- Se proporcionan con cargo al abonado.• Mensajes informativos.- Se proporcionan sin cargo al abonado.

1.1.1.2 Señales Numéricas

Información que permite al abonado y a los equipos efectuar la identificación ylocalización de las facilidades de la red telefónica.

Las señales numéricas se transmiten desde el aparato telefónico hacia la centralmediante la acción conocida como marcar, que se lleva a través de los siguientes medios:

• Disco dactilar• Teclado de impulsos• Teclado de frecuencias

Los tipos de marcación para los aparatos telefónicos con disco dactilar se le llamaimpulsación decádica y para aquellos que cuentan con un teclado de frecuenciasemplean “DTMF” (Doble Tono Multi-Frecuencia). Actualmente la mayoría de losaparatos telefónicos usan el método llamado “DTMF” para enviar un númerotelefónico, en el cual la información numérica está compuesta por la emisiónsimultánea de dos frecuencias dentro de la banda de voz. Se usa un tono de bajafrecuencia para cada fila y un tono de alta frecuencia para cada columna.


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1.1.1.3 Señales de línea

Información que permite al abonado y a los equipos, ocupar, supervisar y liberar lasfacilidades de la red telefónica.

Las señales de línea son: señales de corriente continua, frecuencia vocal y son interpretadas en base a su duración, dirección, sucesión y estado eléctrico. Estas señales seintercambian entre abonados y su central, como entre centrales, por lo que se tienen dosgrupos:

• Señales de línea de abonado• Señales de línea entre centrales

Señales de línea de abonado

• Línea de abonado libre.- Teléfono colgado que presenta un circuitoabierto a corriente continua con diferencia de potencial de 24 ó 48 V,según la central a la cual está conectado el abonado.

• Toma.- Se envía cuando el abonado A descuelga su teléfono parainiciar el proceso de llamada.

El teléfono descolgado presenta un circuito cerrado a corriente continua,cuya resistencia depende del tipo de aparato.

• Aparato con disco dactilar 250Ohms.• Aparato con teclado de frecuencias 370Ohms.

La resistencia total de bucle (incluyendo el aparato telefónico) vista por la central,debe tener un máximo de 1800 Ohms.

• Desconexión.- se envía cuando el abonado A cuelga su teléfono,ya sea para concluir el proceso de una llamada o unaconversación, pasando así al estado de “línea libre”.

• Contestación.- se envía cuando el abonado B descuelga suteléfono para contestar una llamada entrante, pasando así alestado de conversación. El teléfono descolgado presenta uncircuito cerrado o corriente continua, cuyas caracterízticaseléctricas son iguales a las de la señal de “toma”.


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• Reposición.- Se envía cuando el abonado B cuelga su teléfonopara concluir una conversación.

1.2 FUNCIONAMIENTO DEL DISCRIMINADOR TELEFÓNICO.

Con el propósito de saber quién esta detrás de una llamada telefónica sin descolgarel teléfono, evitar además, las llamadas de bromistas en altas horas de la noche y dellamadas de larga distancia (llamadas con mensajes pornográficos). Hemos propuesto unaalternativa de solución al problema que actualmente es motivo de queja en muchosabonados que se encuentran conectados en la inmensa red telefónica del país. Esta soluciónes un discriminador de llamadas telefónicas, éste sencillo aparato bloquea todas aquellasllamadas, si éstas provienen de algún teléfono público o desconocido.

El objetivo de este proyecto, es la de restringir y controlar el número de llamadasque cursen en una línea telefónica; por lo tanto, todas aquellas llamadas que se realicenpasarán a través del discriminador y sólo los que cuenten con una clave de acceso, son lasllamadas que podrán realizarse de otra manera serán bloqueadas. Como se muestra en lasiguiente figura:


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Abonado “B”

Abonado “A"

Diagrama general a bloques del discriminador de llamadas telefónicas

TARJETA

DE

DESARROLLO

MC68HC11

PROTECCIONDE

CUELGA Y DESCUELGA

DETECTOR DE RING

PROTECTOR YACOPLADOR DEIMPEDANCIA

RTC

LCD

TECLADO

DETECTORDE

TONOS

CENTRAL

TELEFONICA


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1.3 FUNCIONAMIENTO DEL DISCRIMINADOR DE LLAMADASTELEFÓNICAS

El discriminador funciona de la siguiente manera, suponiendo que la persona quellama conoce

alguna clave:

1. La persona que llama marca el número telefónico normalmente.2. El discriminador deja timbrar el teléfono una sola vez.3. Al segundo timbre descuelga y envía una señal invitando a que la

persona que llama marque la clave personal.4. la persona que llama marca la clave correspondiente.5. Si la clave es válida, el discriminador comienza a generar el tono de

llamada en la bocina.6. El usuario del discriminador ve en LCD la clave de la persona que

está llamando y tiene la opción de contestar la llamada.

Si la persona que llama ignora lo del discriminador, simplemente pensará que nohay nadie en casa, ya que el MCU después de descolgar emitirá tonos que simulan que elteléfono al que se llamó está timbrando.

El discriminador está controlado por el microcontrolador MC68HC11 fabricado pormotorola. El circuito está basado en circuitos integrados y otros componentes comoresistencias, condensadores, diodos, opto acopladores, un detector de tonos DTMF, dosrelevadores, etc.; además cuenta con otros circuitos complementarios, un teclado paraintroducir datos y un visualizador de cristal líquido LCD para desplegar las claves a cargaren memoria y la clave de la persona que llama al teléfono controlado.

La línea telefónica se une al discriminador a través de un conector del tipotelefónico, las resistencias junto con el varistor , un circuito de protección para lasdescargas eléctricas tan comunes en la línea telefónica.

El timbre del teléfono consiste en pulsos de corriente alterna de aproximadamente90 V a una frecuencia de entre 20 y 30 Hz., estos pulsos son rectificados por un puente dediodos y llevados a un opto acoplador, el cual envía estos pulsos al puerto A del MUC através de una de sus terminales

El microcontrolador MC68HC11 analiza estos pulsos y al reconocerlos como timbrehabilita el relevador mediante su puerto en una de sus terminales. Este relevador hace quese conecte el transformador a la línea, descolgando así el aparato. Inmediatamente despuésde descolgar, el MCU genera a través de otra de sus terminales una serie de tonos, para


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avisar a la persona que llama, que está listo para recibir alguna clave. El detector de tonosrecibe los tonos multifrecuencia a través del transformador. La salida de éste detector selleva al MCU a través de uno de sus puertos para su análisis.

Después de avisar que se espera una clave, el MCU monitorear uno de sus puertospara esperar alguna clave, a la vez que emite una serie de tonos que simula que el aparatoestá timbrando normalmente.

Si la persona que llama sabe de alguna clave y la usa, el MCU al reconocerlocomienza a generar una serie de tonos. Estos pulsos del tono se aplican al transistor paraque adquiera la potencia suficiente para excitar una bocina.

Si llega a fallar la energía, se suelta automáticamente el relevador, ya quenormalmente está energizado, quedando la línea conectada directamente al aparatotelefónico; de éste modo el teléfono no queda aislado en caso de una falla de la energíacomercial.

1.4 DESCRIPCIÓN DEL MICROCONTROLADOR MC68HC11

El MC68HC11 es un microcontrolador de 8 bits con capacidades periféricasinternas que puede alcanzar una velocidad nominal de canal de 2 MHz. Las funcionesperiféricas principales son: un convertidor analógico-digital (A/D) de 8 canales y 8 bits deresolución, un acoplamiento serial asíncrono (SCI) y otro serial síncrono (SPI). El sistematemporizador gira alrededor de un contador libre de 16 bits y tiene 3 líneas de entrada decaptura, 5 líneas de salida por comparación y una función de interrupción en tiempo real,además de un subsistema acumulador de pulsos de 8 bits que puede contar eventos o medirperiodos externos.

La tecnología HCMOS usada en el MC68HC11 proporciona un tamaño reducido,alta velocidad, bajo consumo de potencia y alta inmunidad al ruido. Los sistemas conmemoria interna incluyen 512 bytes de memoria programable y borra eléctricamente(EEPROM), 256 bytes de acceso aleatorio (RAM), y en algunos incluyen 8 kbytes dememorias de sólo lectura (ROM).

El circuito incluye auto monitoreo para protección contra errores: un sistema devigilancia de operación apropiada de la computadora (COP) que la protege contra fallas deprograma, un sistema monitor del reloj que genera un restablecimiento en caso de que elreloj se pierda o funcione demasiado lento y finalmente, un circuito de detección de códigode operación ilegal que provee una interrupción no enmascarable si se detecta un código deoperación ilegal. Existen dos modos, Wait y Stop, para ahorro de potencia que se controlanpor programa y hacen que esta familia sea especialmente atractiva para aplicacionesaccionadas con baterías.


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CAPITULO 2

DISEÑO DEL DISCIMINADOR

2.1 ACOPLAMIENTO Y PROTECCIÓN

La línea telefónica es normalmente un par de hilos (en sistemas específicos puedenser 4 o más), que forman parte de un circuito eléctrico donde intervienen dos aparatostelefónicos ( abonado A y B ) y la central telefónica; por lo tanto, el acoplamiento yprotección del discriminador a la línea telefónica debe cumplir con las condicionesnormales de operación de la línea, las cuales son normalizadas por la red telefónica a la quepertenece.

2.1.1 CIRCUITO DE PROTECCIÓN

Los circuitos electrónicos que usan circuitos integrados o transistores de pequeñaseñal son fácilmente dañados por transitorios de alta tensión que pueden aparecer en lalínea debido a rayos durante una tormenta eléctrica, transitorios de conmutación o porinducción desde líneas de alta tensión. Por lo tanto es necesario usar algún tipo deprotección contra transitorios y sobre tensiones para proteger los circuitos del discriminadortelefónico. Este circuito de protección para suprimir o absorber las tensiones transitorias enla línea telefónica la forman las resistencias junto con el varistor.

2.1.2 CIRCUITO DE ACOPLAMIENTO

El relevador de un polo un tiro emula a la horquilla del teléfono, es decir, cuando elinterruptor está abierto se emula el teléfono colgado y cuando se cierra la central telefónicasupone que se ha descolgado el teléfono debido a que la impedancia baja hasta 600 ohms,en base a lo anterior, el transformador conforma el sistema de acoplamiento con la línea


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telefónica cuando se ha descolgado el teléfono. Asimismo, acopla las impedancias entre lalínea y el teléfono, ya que el par de conductores telefónicos forman una línea detransmisión con una impedancia de 600 ohms.

2.2 DETECCIÓN DE LA CORRIENTE DE LLAMADA O “RING”

El proceso de detección de la señal de repique (ring) es de suma importancia encualquier sistema de comunicación telefónica, por lo tanto, de la buena operación delcircuito de detección de la señal de repique del discriminador dependerá el resto de lasfunciones.

La señal de repique se utiliza para informar al abonado que tiene una llamadaentrante. Según la normatividad de TELMEX, la señal de repique tiene las siguientescaracterísticas:

• Frecuencia: 25 Hz +/- 5Hz• Voltaje: 90 Vrms +/- 5%• Cadencia: 1 seg. Señal –4 seg. Silencio +/- 10%

2.2.1 SEÑAL DE REPIQUE

La señal de repique es una corriente alterna de 90 Vrms; por lo tanto, el circuito de detección tendrá que ser capaz de discriminar la corriente continua; y para realizarprecisamente esta función se encuentra el capacitor a la entrada del puente de diodos, elcual representa un circuito abierto a corriente continua y un circuito con una impedancia enpresencia de corriente alterna.

2.2.2 OPTOACOPLADORES

El opto acoplador consiste de un IRED ( led infrarrojo), un material dieléctricotransparente y un detector, todos ellos contenidos en un solo paquete. Para utilizar estosdispositivos en un circuito, debemos conocer las características de los componentescombinados, así como sus partes.

2.2.3 PROTECCIÓN DE POLARIDAD

La polaridad de tensión de entrada es crítica para los circuitos electrónicos porquepueden ser dañados; el puente de diodos, además de rectificar la señal de repique, protegeal circuito detector de la polaridad de la línea telefónica. La polaridad de tensión de salidade un punte rectificador es siempre la misma independientemente de la polaridad de latensión de entrada.


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2.2.4 SEÑAL DE REPIQUE

La señal de repique debe cumplir con ciertos requerimientos para que la centraltelefónica lo detecte como línea de abonado libre (teléfono colgado). El teléfono colgadopresenta un circuito abierto a corriente continua con una diferencia de potencial de 24ó48 Vsegún la central a la cual esté conectado el abonado.

2.3 DETECCIÓN DE CUELGA Y DESCUELGA

El teléfono tiene varios estados, dentro de los cuales tenemos: cuelga y descuelga,ésta operación genera un cambio de voltaje en los bornes de la línea telefónica que alimentael aparato telefónico, éste cambio es de 48 V hasta aproximadamente 10 V.

2.3.1 DETECCIÓN DE LOS TONOS

Los circuitos para la detección de los tonos tienen filtros selectivos de frecuenciaque dejan pasar sólo las frecuencias usadas por el detector de tonos. También poseencircuitos de temporización que aseguran que un tono esté presente durante un tiempomínimo especificado, en México son 40 ms antes de aceptarlo como tono válido.

2.4 AMPLIFICADORES DE PULSOS DIGITALES

El microcontrolador controla los periféricos de salida, como luces indicadoras,motores, solenoides, etc. Mediante la escritura de los bits que el microcontrolador envía através del canal de datos.

Las terminales de entrada / salida de todos los puertos disponen de unaconfiguración que debe tenerse en cuenta a la hora de la adaptación física de los periféricos.Generalmente, es necesario controlar periféricos cuya corriente normal de operación excedeel valor máximo que puede suministrar el microcontrolador; por lo tanto, se necesitaninterfaces que aumenten la corriente hasta el nivel deseado.

Por último, el microcontrolador MC68HC11 es un controlador universal demúltiples aplicaciones en la industria; su universalidad se basa principalmente en el grannúmero de subsistemas que tiene internamente. La programación de estos subsistemas es laparte más importante del control debido a que las acciones tomadas por el programadeterminarán el funcionamiento de los periféricos conectados al sistema.


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CAPITULO 3

PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA

3.1 RUTINAS DEL PROGRAMA

El discriminador de llamadas telefónicas es un sistema en sí y para poder interactuarcon cada una de las partes que lo conforman es necesario dividirlos en unidadesfuncionales; dichas unidades por sí solas no podrían realizar ninguna función si no se leagrega la esencia que se llama programación. El programa es la parte que controla cadamódulo en el tiempo y la compatibilidad entre los circuitos y la programación dará comoresultado la buena operación de los mismos. La programación es abstracta al usuario, peroes parte del sistema; y para poder llevar a cabo las funciones o el objetivo principal deldiscriminador es necesario estructurar los programas en rutinas de servicio y subrutinas.

Las subrutinas y rutinas de servicios a interrupciones más importantes son lassiguientes:

• Subrutina para la detección de la señal de corriente de llamada.• Subrutina para generar la señal que anuncia que hay una llamada en la línea.• Subrutina para mandar señal de petición de clave a la línea telefónica.• Subrutina para esperar a que se le proporcione clave.• Subrutina para buscar clave en la memoria EEPROM.• Subrutina para mandar tono de llamada a la línea telefónica.• Subrutina para mandar tono de llamada a la bocina.• Subrutina para mandar tres tonos a la línea telefónica que indican que no hay

quien conteste.


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• Subrutina para guardar clave y hora en memoria.• Subrutina de atención al visualizador LCD.• Rutina de atención ala interrupción cuando se desea introducir algún dato a

través del teclado.• Rutina de atención a la interrupción cuando se descuelga y cuelga el

microteléfono.


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CAPITULO 4PRUEBAS Y VALIDACIÓN

4.1 PRUEBAS Y VALIDACIÓN DE LOS CIRCUITOS UTILIZADOS EN ELDISCRIMINADOR

En todo diseño se hacen diferente consideraciones para determinar la respuesta quese obtendrá del circuito; sin embargo, siempre existirá un margen de error entre localculado y lo real. Para la realización de éstas pruebas se utilizó el siguiente equipo

1 osciloscopio1 multímetro1 generador de funciones1 línea telefónica

Las observaciones para cada una de las pruebas se dan en los siguientes comentariosy conclusiones.


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CONCLUSIONES

El microcontrolador MC68HC11 es un circuito integrado que cuenta con lossubsistemas necesarios para casi cualquier tipo de control industrial.

En el trabajo presentado, el microcontrolador se utilizó como un circuitodetector de una clave proporcionada por el abonado A de un sistema telefónico, paradespués comparar esta clave con las existentes en su memoria EEPROM. Además,el microcontrolador genera las diferentes señales telefónicas, controla losrelevadores y permite el acceso de la llamada telefónica.

Los subsistemas del microcontrolador MC68HC11 que no se utilizaronfueron: el convertidor analógico/digital, el protocolo de comunicación por el puerto,la comunicación serial SCI, la interrupción de tiempo real y el acumulador depulsos; sin embargo, al utilizar los componentes adicionales del discriminador sóloquedó libre el puerto C y algunas otras salidas.

El desarrollo de este proyecto y sus elementos adicionales, nos llevó a lanecesidad de consultar diferentes manuales y libros técnicos para auxiliarnos en eldiseño y el desarrollo del mismo.

Cada uno de los componentes y circuitos fue verificado en sufuncionamiento y se hicieron las mediciones de voltaje y corriente correspondientes;esto con la finalidad de comparar y determinar el error respecto a los cálculos en eldiseño. El error promedio fue menor del 10%, el cual está dentro de los límitespermitidos y no hubo problema en el funcionamiento de los circuitos.

Cabe mencionar que podría diseñarse el discriminador telefónico en base aun microcontrolador de menor costo, pero siendo esta alternativa más económica,probablemente se tendría que eliminar los componentes adicionales (LCD, teclado,etc.). Además en este caso, otra desventaja radica en que la programación sería unpoco más complicada ya que estos microcontroladores tienen un número reducidode instrucciones y de subsistemas que nos ayuden en la generación de señales.


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BIBLIOGRAFÍA

1.- Texas Instruments, 1982, 1984 Comprendiendo Teléfonos Electrónicos

Hispanoamericana S.A. Ed. 1994.

2.- Robert F. Coughlin/Frederick F. Driscoll Circuitos Integrados Lineales y Amplificadores Operacionales. Prentice Hall Hispanoamericana S.A. Ed. 1987.

3.- Margarita García Burciaga/Arturo Cepeda S. Ejercicios con Dispositivos Electrónicos Dirección de Publicaciones Ed. 1985.

MANUALES PARA DATOS TÉCNICOS

4.- Motorola MC68HC11 Reference Manual Ed. 1991.

5.- National Semiconductors CMOS Logic Databook Ed. 1987.

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