Witajcie moi drodzy.
Przedstawię tu wnętrze starego telefonu systemowego ATS-20 produkowanego przez polską firmę Slican z Bydgoszczy. Sprawdzę na jakim mikrokontrolerze jest zrealizowany oraz w jaki sposób ten mikrokontroler komunikuje się z telefonią analogową. Zobaczę jak zrealizowana jest obsługa wyświetlacza LCD i klawiatury.
Slican ATS-20
Telefon ten widnieje na wiki producenta jako wycofany:
Jednakże dostępny jest jego manual w PDF. Poniżej całość:
UWAGA: Był też podobny telefon cyfrowy - CTS-20 Digital, poniżej również instrukcja:
Opis zewnętrzny ATS-20:
Real photo:
Cytat:
1. Klawiatura numeryczna - przyciski tej klawiatury służą do wybierania
cyfr numeru oraz programowania przycisków szybkiego dostępu.
2. Wyświetlacz - aparat systemowy jest wyposażony w alfanumeryczny,
dwuliniowy wyświetlacz. Wyświetlane są na nim: informacje o pracy
centrali, stan aparatu ATS-20 oraz menu programowania aparatu.
Slican ATS-20
3
Wydanie instrukcji 1.02
dla wersji oprogramowania 4.00
3. Przyciski szybkiego dostępu - są to przyciski programowalne, które
poprzez jedno wciśnięcie umożliwiają:
• połączenie się z dowolnym abonentem centrali, translacją, listą,
grupą itd.;
• przekazanie połączenia;
• wybranie numeru do centrali nadrzędnej (max 16 cyfr);
• wywołanie usługi centralowej.
4. Wskaźniki stanu portu centrali (lampki) - każdy przycisk szybkiego
dostępu wyposażony jest w diodę świecącą sygnalizującą stan
abonenta centrali o numerze zaprogramowanym w pamięci przycisku.
5. Przyciski funkcyjne - służą do sterowania telefonem oraz poruszania
się po menu programatora. Szczegółowy opis zastosowania dalej w
instrukcji.
6. Głośnik układu głośnomówiącego.
7. Mikrofon układu głośnomówiącego.
8. Przełącznik wyłączenia dzwonka.
9. Gniazdo dołączenia konsoli rozszerzające.
10.Gniazdo podłączenia do centrali.
11.Gniazdo podłączenia zasilacza.
Podłączenie słuchawek:
Teardown Slican ATS-20
Na spodzie są śrubki, jedna z nich zabezpieczona jest jeszcze plombą (data - 2000 rok).
Mamy też klapkę i slot na baterie, ale w tym modelu nic tam nie ma:
Wnętrze:
Spód obudowy trzyma się tylko na przewodach które idą do gniazda telefonicznego a potem do słuchawki (cztery przewody - dwa głośnik, dwa mikrofon):
Po wyjęciu gniazda zostajemy z samym plastikiem:
Gniazdo:
Została druga połówka, z klawiaturą i całą elektroniką:
Podłączenie wcześniej wspomnianej słuchawki. HMIC+/- oznacza mikrofon, HSPE+/- oznacza speaker (głośnik).
Przełącznik wyłączenia dzwonka:
Miejsce na złącze oznaczone CNF0, CNF1, CNF2, CNF3 - nie znam jego przeznaczenia:
(od drugiej strony płytki widać że idą tam sygnały od 74HCT251D).
Aby zdemontować PCB najwygodniej odkręcić jest wyświetlacz (dwie śrubki), potem można też go odłączyć bo od strony PCB jest na wtyku:
Demontaż głośniczka. Zebrało się tam troszkę kurzu przez te wszystkie lata, jak widać nawet taki sprzęt warto czyścić co jakiś czas:
Odłączamy klawiaturę od płyty głównej:
Mikrofon:
Klawiatura. Czasem pod tymi gumkami przycisków warto jest przeczyścić, tu jest w dość dobrym stanie wszystko:
Na PCB klawiatury są tylko diody LED i przyciski, nie ma żadnego zintegrowanego kontrolera wejścia.
Klawiatura oczywiście jest matrycowa, widać np. że przyciski 3,2,1 tworzą wiersz a 3, 6, 9 kolumnę.
Wracając do płyty głównej...
W sekcji zasilania mamy zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją (pojedyncza dioda) a nieco dalej stabilizator liniowy napięcia L7805CV.
Czujnik odłożenia słuchawki:
Elektronika obsługująca klawiaturę matrycową wraz z diodami LED (zresztą na PCB jest podpisane - Matryca LED):
Tranzystory 3F w obudowie SOT-23 to pewnie BC857B. Widać, że mają wspólny emiter.
Sterują nimi pobliskie 74HCT138D, dekodery binarne 3 na 8. 74HC138 ma trzy wejścia (A0, A1 i A2) na których przyjmuje liczbę binarną oraz 8 wyjść na których zapala pojedynczy bit zgodnie z danym wejściem.
Dobrze obrazuje to tabela prawdy:
Ma dodatkowo trzy piny enable - E1, E2 oraz E3. Pozwalają one zablokować działanie układu, co daje nam możliwość kaskadowania kilku 74HCT138. W tym przypadku na płytce widzę że z tego skorzystali.
Poniżej na zdjęciu zaznaczyłem kilka połączeń między 74HCT138 i tranzystorami:
Analogicznie zrobione są wejścia. Tu są użyte 74HCT259 w roli demultipleksera 8 na 3:
74HCT259 też połączone są w parę:
Powyżej pokazane są dwa 74HCT259 z wspólnymi pinami A0, A1, A2, MR oraz D. Rozdzielne tylko jest LE, czyli Latch Enable Input. Ten jeden pin pozwala włączyć/wyłączyć działanie układu, dzięki czemu zasadniczo podwajamy sobie ilość wejść (zamieniamy jeden 74HCT259 na dwa) kosztem jednego dodatkowego sygnału.
W okolicy jest więcej tego typu układów, m. in. też 74HCT00, 74HCT574D oraz 7406 ale ich roli już aż tak dokładnie nie analizowałem.
Przechodzimy do układów bardziej powiązanych z telefonią.
Tutaj widzimy MT8888CS:
MT8888CS to zintegrowany transceiver DMTF z interfejsem Intel Micro. Można powiedzieć, że to pomost pomiędzy DMTF w telefonii analogowej a mikrokontroler sterującym tym telefonem.
DMTF (Dual Tone Multi Frequency) to inaczej wybieranie tonowe wieloczęstotliwościowe. Jest to sposób kodowania przycisków w postaci sygnału audio - przypominam, to jest telefon analogowy, tu naciśnięcia przycisków idą tym samym medium co nasz głos, wszystko jako dźwięk.
DTMF koduje klawisze jako nałożenie na siebie dwóch sinusoid o różnych częstotliwościach które przedstawia tabelka:
| 1209 Hz | 1336 Hz | 1477 Hz | 1633 Hz | 697 Hz | 1 | 2 | 3 | A | 770 Hz | 4 | 5 | 6 | B | 852 Hz | 7 | 8 | 9 | C | 941 Hz | * | 0 | # | D |
Centralka te tony też rozpoznaje i wykrywa, dzięki temu wie jaki numer wybieramy.
Ktoś tu mógłby zapytać, czy to oznacza, że możemy "odtworzyć" do telefonu np. z kasety dźwięk i go "oszukać" tak by "myślał", że wciskamy klawisz... jak najbardziej tak. Niedawno na naszym forum zresztą był temat który poruszał tę kwestię, omawiany był "phreaking".
Sposób połączenia z MCU:
Rzeczywiście jest on połączony z mikrokontrolerem z tej płytki, TS80C32X2:
Ta naklejka tutaj to plomba z datą 08-2002. Ciężko jest ją zerwać bez uszkadzania jej, ona pokazuje serwisantowi czy ktoś już wymieniał zakryty układ w podstawce DIP.
Zakryta była pamięć EEPROM Winbond W27E512-70. 65536 x 8 bitów, czyli 524288 bitów.
Te 70 po nazwie oznacza czas dostępu.
Adresowanie jest 16-bitowe, równolegle, czyli mamy aż 16 pinów wejściowych A0-A15. Wyjście też jest równolegle, mamy 8 pinów wyjściowych Q0-Q7.
Sercem telefonu jest mikrokontroler TS80C32X2-MCB o instrukcjach i wyprowadzeniach kompatybilnych z 8051 :
Ten tutaj nie ma wcale pamięci ROM/EPROM - to dlatego, że jest ona zewnętrzna, na omówionej już kości Winbond.
To jeden ze sposobów na wygodne poprawki i aktualizację wsadu. Po prostu można podmienić siedzący w gnieździe DIP układ pamięci.
Obok EEPROM mamy kość pamięci SRAM, tym razem tylko 8K x 8 bitów. UT6264CSC-70LL.
Pamięć SRAM nie jest w podstawce, gdyż nie ma potrzeby jej aktualizacji, gdyż to pamięć ulotna - po wyłączeniu zasilania i tak nie jest utrzymywana.
Obok TS80C32X2 jest jeszcze kość pamięci EEPROM na I2C - 24C16:
Dobrze widać jego podłączenie oraz rezystory pull-up na liniach SDA i SCL:
Obok mamy BA8205. Układ przeznaczony dla telefonów:
BA8205, wyprowadzenia zgodne z BA6565A i ML8205.
Układ generujący tony dzwonka z dwóch oscylatorów.
Ten układ generuje wspomniany już DMTF. Ma w sobie też wzmacniacz:
Układ bardzo wiekowy, ta nota katalogowa jest z 1986.
Układ ten zastępuje mechaniczny dzwonek w telefonie, może być nawet zasilany bezpośrednio z linii telefonicznej:
Układ arcyciekawy, załączam tu jego jeszcze przykładową aplikację:
(oznaczenia T i R na schemacie - Fig. 3 powyżej - to oczywiście TIP/RING)
Tuż przy omówionym już podłączeniu słuchawki mamy jeszcze MC34119. Jest to wzmacniacz audio, ale taki specjalny dla telefonów. Jest on w stanie pracować nawet przy zasilaniu takim małym napięciem jak 2V, nie wymaga kondensatora sprzęgającego, oferuje pin disable (inaczej: mute, wyciszenie). Szczegóły poniżej:
Wyprowadzenia, schemat wewnętrzny, aplikacja i ciekawostka - producent podaje, że układ zawiera w sobie 45 tranzystorów.
Wzmacniacz audio sterowany jest przez główny kontroler telefonu, XR-T65118:
Ten układ zawiera układy kontrolne dla telefonu z systemem głośnomówiącym ("hands-free"), m. in. w nim jest wzmacniacz mikrofonowy, automatyczna regulacja wzmocnienia (AGC - Automatic Gain Control), redukcja szumów, itp:
Poniżej załączam schemat telefonu opartego o XR-T65118 wraz z zewnętrznych wzmacniaczem dla głośnika. Podłączenie mikrofonu też jest na nim uwzględnione. Omawiany tu telefon jest nieco bardziej zaawansowany (bo ma wyświetlacz, mikrokontroler, pamięć numerów, programowalne przyciski).
Tuż obok głównego mikrokontrolera (TS80C32X2) mamy jeszcze jeden ciekawy układ:
7705AC, a dokładniej TL7705AC. Supply-Voltage supervisor, czyli układ który monitoruje napięcie zasilania i w momencie jego zaniku (tutaj spadku poniżej 3.6V) uruchamia sygnał RESET, który może odebrać nasz mikrokontroler. Bez tego mikrokontroler w przypadku zaniku zasilania mógłby zacząć działać w nieprzewidywalny sposób i co gorsza np. zapisać błędne dane do pamięci EEPROM.
Transoptory CNY17 (izolacja sygnału):
Został jeszcze wyświetlacz.
To PC1602C, typowy 2x16 alfanumeryczny, taki jak jest znany wszystkim korzystającym z Arduino (i nie tylko).
No i słuchawka. Jest tam tylko mikrofon, głośniczek i ciężarek.
Ciężarek jest po to, by słuchawka dobrze dociskała czujnik odłożenia który pokazałem wcześniej.
Ciąg dalszy tematu
Mam jeszcze kilka podobnych ciekawych zabytków których zdjęcia też wkrótce umieszczę na forum:
Podsumowanie
Sposób integracji telefonii analogowej z nieco nowszą technologią mikrokontrolerów ze środka tego telefonu bardzo mi się spodobał. Nieco starsze układy (np. BA8205 - 1985) współpracują tu z "nowszymi" kostkami (np. TS80C32X2 - 2000?). Wszystko musiało być zrobione w dość sprytny sposób, ponieważ w telefonii analogowej informacja o wybieranych klawiszach idzie poprzez te same medium co normalna rozmowa (kodowane jako dźwiękowe tony), zarówno w sytuacji wybierania numeru ręcznie przez użytkownika, jak i w sytuacji skorzystania z listy numerów z pamięci telefonu. Centralka z kolei odbiera sygnał audio i dekoduje z niego tony.
Czy ktoś zajmował się serwisowaniem tego typu telefonów bądź ma jakieś ciekawe anegdoty powiązane z nimi?
PS: Niestety schematu tego telefonu nie udało mi się znaleźć, ale i tak myślę, że dużo udało się pokazać a osoby zaciekawione tematem mogą znaleźć troszkę więcej informacji w notach katalogowych elementów ze środka, które załączam poniżej.
Fajne? Ranking DIY Pomogłem? Kup mi kawę.
