Мікропроцесор AonZ80

Інформатика, програмування

Міністерство освіти Російської федерації

Алтайський державний технічний університет ім. І.І. Ползунова

Кафедра інформаційних технологій

МІКРОПРОЦЕСОР Z80

Опис і принцип дії телефонного сервера на Z80

2001

зміст

введення 3

AOH HA Z80 4

< br> 1. СТРУКТУРНА СХЕМА АОН 4

Цифрова частина: 4

Аналогова частина: 4

2. РОБОТА ВУЗЛІВ ПО Принципова схема 6

Мікропроцесор Z80A 6

Постійна пам'ять 9

Тимчасова пам'ять 10

Таймер 11 < p> Порт вводу-виводу 12

Вузол скидання 13

задає генератор 14

Вузол вибірки ОЗУ 14

Вузол індикації та опитування клавіатури 16

Вузол визначення положення трубки 17

Вузол охоронного пристрою 17

Вузол управління магнітофоном 17

Компаратор 18

Схема аналізу дзвінка з лінії 18

Ключ підключення до лінії 18

Вузол видачі сигналів у телефонну лінію 19

Вузол формування звуку 19

Випрямляч 20

Розмовна схема 20

висновок 22

література 23

додаток 24

введення

Перші згадки про системи, що виробляють автоматичне визначенняномера абонента, що телефонує, у "напівлегальної" радіоаматорського літературіз'явилися в 1990 році. До цього часу у великих містах закінчилосяоснащення районних АТС апаратурою АВН. Ця апаратура призначається дляроботи з автоматичної міжміської телефонної станції (АМТС). Вонавидає по запиту останньої номер абонента, що здійснив запит послуг
АМТС. Це необхідно для автоматичного обліку послуг, що надаються АМТС, атакож автоматичного виписування рахунку абонента, який при цьомупозбавляється від трудомісткого набору власного номера при роботі з АМТС.
Оскільки робота даної апаратури здійснюється безпосередньо пофізичним сполучних лініях в загальноприйнятих і відомих кодах, тонегласно доступ до неї отримали і широкі кола радіоаматорів. Це, а такожослаблення багаторічних заборон, що існували в цій галузі, зумовилосплеск активності радіоаматорів, який не спадає вже впродовжвеликого періоду часу.
Коротко розповімо про історію АВН. Відзначимо, що розробки подібних системможуть вестися у двох напрямах:
- з використанням аналогових фільтрів;
- з використанням цифрових методів обробки.
Перші конструкції використовували ряд вузькосмугових фільтрів і їх "обв'язку"на дискретних елементах. Вони були спрощеними копіями професійнихсистем. Дані системи при правильному виконанні і ретельної регулюваннюзабезпечували високу ймовірність визначення номера, що досягає 100%.
Однак використання в першу конструкціях неперспективною елементної базине дозволило реалізувати більш-менш прийнятний рівень сервісу. Томудані системи не отримали широкого розповсюдження. Останнім часом,проте, відроджується інтерес до даного напрямку через його головногогідності - високу ймовірність визначення номера. Подальший розвитокцього напряму пов'язано з трансформацією елементів схеми в єдину БІС.
Першим представником другого напрямку, який отримав широкепоширення, з'явився АОН на ІС КР580ВМ80А. Недоліки АОН великеспоживання енергії, використання 3-х джерел живлення, низькешвидкодію МП, низька ймовірність визначення труднощі з формуваннямсигналів фіксованих частот, складність в налаштуванні, стирання інформаціїпри зникненні напруги в електромережі визначалися типом використовуваногопроцесора.
На даній конструкції були випробувані основні принципи телефонногосервера, і потім вона була витіснена наступною конструкцією АОН на Z-80A.
Конструкція АОН на Z-80A виявилася настільки вдалою, що випускаєтьсяцілим рядом державних, приватних і "нелегальних" фірм в практичнонезмінному вигляді з 1992 року. За статистикою більше 50% індивідуальних АВНвиконані за цією схемою.
За цей час з'явилася велика кількість доробок і вдосконалень,що носять не принциповий характер - як вдалих, так і невдалих.

AOH HA Z80

1. СТРУКТУРНА СХЕМА АОН

На малюнку наведена структурна схема Аона. Він складається з цифрової іаналогової частин.

Цифрова частина:

1. ЦП - центральний процесор
2. ПЗУ - постійна пам'ять
3. ОЗУ - тимчасова пам'ять
4. Таймер - лічильник часу
5. Порт В.-В. - Порт вводу-виводу

Аналогова частина:

6. Вузол скидання
7. Задає генератор
8. Вузол вибірки ОЗУ
9. Вузол індикації та опитування кнопок
10. Вузол визначення положення трубки
11. Вузол охоронного пристрою
12 Схема управління магнітофоном
13. Схема аналізу стану лінії
14. Компаратор
15. Схема аналізу дзвінка з лінії при визначенні номера
16. Вузол підключення до лінії (ключа)
17 Вузол видачі сигналів у телефонну лінію
18. Вузол формування звуку
19. Випрямляч
20. Розмовна схема

Розглянемо призначення вищезазначених блоків і вузлів.

ЦП (Центральний процесор)

Основа функціонування всього телефону Він формує необхідні адреси,дані, встановлюючи необхідні сигнали управління. Це справжнійдиспетчер в цьому «мурашнику». Він організовує передачу даних міжвсіма мікросхемами, підключеними до мікропроцесорним магістралей адреси,даних, управління

ПЗУ (Постійна пам'ять)

Містить програми управління роботою ЦП (відповідну версію)
Реалізована на мікросхемі, інформація в яку заноситься заздалегідь Впроцесі експлуатації інформацію можна багаторазово стирати ультрафіолетовимвипромінювачем і запрограмувати нову, т о ЦП буде виконувати новупослідовність команд

ОЗП (Тимчасова пам'ять)

призначена для зберігання показань годинників, будильників, календаря. У нійрозміщена пам'ять телефонів та номери Вашої електронної записника. Вонабере участь у процесі визначення номера, тому що містить результатианалізу двочастотні посилок.
Таймер
Управляється ЦП і служить для формування звукових сигналів і тимчасовихінтервалів:
- формування музичної заставки при включенні харчування;
- озвучування клавіш при їх натисканні;
- формування сигналу виклику;
- сигнал будильника;
- організація відображення інформації;
-- інші функції.

Порт В.-В. (Порт вводу-виводу)

Містить 24 тригера, які доступні для аналізу ЦП. Причому 8 із 24орієнтовані їм на прийом інформації з різних вузлів телефону, арешта 16 тригерів налаштовані ЦП на виведення інформації, керуючианалогової частиною телефону.

Вузол скидання

Служить для приведення ЦП у вихідний стан і відновлення роботипристрою при початковому включенні телефону, при зникненні живлення в мережі,а також для запобігання від «зависання».

Вузол задає генератора

Забезпечує тактовими сигналами ЦП (4MHz) і роботу таймера (1 MHz).

Вузол вибірки ОЗП

Відповідно до логіки роботи забезпечує доступ до ОЗУ, а такожзбереження інформації в ній при зникненні напруги живлення.

Вузол індикації та опитування кнопок

порозрядної відображає інформацію на короткі проміжки часу івизначає код натиснутою клавіші. При великій швидкості зміни відображеннячергового розряду створюється картина, ніби всі розряди засвіченіодночасно. За допомогою цього методу досягається зменшення кількостіелементів для відображення і зниження енергоспоживання.

Вузол визначення положення трубки

При піднятті і опусканні телефонної трубки спрацьовує датчик положеннятелефонної трубки і ЦП стає відомо про цей факт. Далі ЦП, вВідповідно до програми, вирішує: підключити телефон і його розмовнусхему до лінії або виконати іншу дію.

Вузол охоронного пристрою

У багатьох останніх версіях Аона реалізована можливість роботи з датчикомохорони. При замиканні/розмиканні (в різних версіях програми по-різному)датчика охоронної сигналізації цей вузол формує для ЦП сигнал, який взгідно із закладеним алгоритмом здійснює подачу тривожнихсигналів.

Вузол управління магнітофоном

Дозволяє в одному з режимів роботи управляти включенням магнітофона длязапису повідомлення з телефонної лінії.

Вузол аналізу стану лінії

Видає ЦП сигнали про підключення до телефонної мережі та про зняття трубки напаралельному телефоні. Сигнали цього вузла використовуються також дляорганізації режиму автодозвону.

Компаратор

Високочутливий елемент, що перетворює аналогові сигнали телефонноїлінії в послідовність імпульсів різної тривалості, які внадалі обробляються ЦП.

Вузол дзвінка з лінії

За сигналами індукторного виклику від АТС формує сигнал «виклик» дляповідомлення через порт вводу-виводу ЦП.

Вузол підключення до телефонної лінії при визначенні номера

комутує необхідне навантаження для забезпечення необхідного рівнясигналу під час прийому кодованої послідовності двочастотніпосилок від АТС з номером абонента, що телефонує.

Вузол видачі сигналів у телефонну лінію

Передає в лінію формуються в АОНе сигнали: гудки, запит на роботусистеми АОН, імпульси набору номера, голосове повідомлення.

Вузол формування звуку

Об'єднує сигнали від різних джерел у загальний сигнал, підсилюючи донеобхідної потужності для подачі на вбудований гучномовець.

Випрямляч

Дозволяє підключатися до телефонної лінії, незалежно від полярностісигналів.

Розмовна схема

Забезпечує абоненту можливість підключення до телефонної лінії дляведення бесіди.

2. РОБОТА ВУЗЛІВ ПО Принципова схема

Мікропроцесор Z80A

Дана БІС виконана за n-канального МОП-технології з кремнієвими затворамиі працює від одного джерела живлення +5 V. Всі входи і виходи TTL -сумісні. ЦП Z80A дозволяє працювати з пам'яттю загальним обсягом до 64К.
Пам'ять має байтове структуру. Можлива пряма адресація в пам'яті будь-якогобайти. При зверненні до пам'яті використовується шестнадцатіразрядний адресу.
Набір команд Z80A є розширеним набором команд 18080, тому Z80Aможе виконувати програми, написані для 18080.

| Тип | Fт | Iпот |
| Z80 | 2,5 MHz | - |
| Z80A | 4MHz | - |
| Z80B | 6MHz | - |
| Z80H | 8 MHz | - |
| Z80L | - | - |
| Z8300-1 | 1 MHz | 15mA |
| Z8300-3 | 2,5 MHz | 25mA |
| KR1858BM1 | аналог Z80A |

Мікросхема Z80A випускається в стандартному 40-вивідному корпусі типу DIP.

Призначення висновків:

АТ-А15 Adress Bus - Адресна шина
Вихід з трьома станами. Активний рівень - високий. АТ-А15 утворюють 16 --розрядну адресну шину, яка видає адреси для обміну з пам'яттю (64Кмаксимум) і з пристроями введення-виведення (65536 каналів максимум). АТє наймолодшим адресним бітом.

D0-D7 Data Bas - Шина даних
Трехстабільний вхід-вихід. Активний рівень - високий; DO-D7 утворює 8 --двонаправлену розрядну шину даних, за якою здійснюється обмінміж ЦП і пам'яттю, або між ЦП і пристроями вводу-виводу. Длязбільшення навантажувальної здатності шина даних виконана за схемою звідкритим колектором. Тому необхідно кожен з 8 виходів шини данихпідключити через резистор 2,2-6,8 Ком до потенціалу Ucc = 5 V.

M1 Machine Cycle 1 - Машинний цикл 1
Трехстабільний вихід. Активний рівень - низький. вказує, що впоточному машинному циклі відбувається читання коду операції з пам'яті. Призчитуванні коду операції виду CB, ED, DD, FD виробляється ще одиндля зчитування другому байти коду операції, тобто сигналактивізується двічі.
також активізується разом з сигналом у циклі підтвердженняпереривання.

MREQ Memory Reguest-Запит пам'яті
Трехстабільний вихід. Активний рівень - низький. Тон запиту пам'ятівказує системі, що на адресній шині встановлений адреса для операціїчитання пам'яті запису в пам'ять.

IOREQ Input/Output Reguest-Запит вводу-виводу
Трехстабільний вихід. Активний рівень - низький. Сигнал вказує,що шина адреси містить адреса зовнішнього пристрою для операції введення абовиводу. Крім того, сигнал генерується також спільно з сигналом Mlу циклі підтвердження переривання. Тим самим пристрою, що запросивпереривання, вказується, що вектор переривання може бути розміщений на шинуданих.

RD Read-Читання
Трехстабільний вихід. Активний рівень - низький. Сигнал вказує,що ЦП виконує цикл читання даних з пам'яті або пристрою вводу-виводу.
Адресований пристрій вводу-виводу або пам'ять повинні використовувати цейсигнал для стробування подачі даних на шину даних (ШД).

WR Write - Запис
Трехстабільний вихід. Активний рівень - низький. Сигнал вказує,що процесор видає на ШД дані, призначені для запису вадресовану комірку пам'яті або пристрій виводу.

RFSH Refresh - Регенерація
Вихід. Активний рівень - низький. Сигнал вказує, що молодші 7розрядів шини адреси містять адреса для регенерації динамічної пам'яті іпоточний сигнал може використовуватися для відновлення інформації. Уданій схемі цей сигнал не використовується.

HALT Halt State - Стан зупину
Вихід. Активний рівень - низький. Сигнал вказує, що ЦП виконуєкоманду зупину програми і чекає маскіруемое або немаскіруемоепереривання, щоб завершити цю команду і почати обробку підпрограмипереривання. У стані зупину ЦП виконує холості команди длязабезпечення процесу регенерації пам'яті. У даній схемі цей сигнал невикористовується.

WAIT Wait - Запит очікування
Вхід. Активний рівень - низький. Сигнал вказує ЦП, щоадресована комірка пам'яті або пристрій вводу-виводу ще не готове допередачі даних. ЦП генерує стан очікування (неодружені такти, вяких не відбувається ніяких змін з ЦП) до тих пір, поки активний цейсигнал. За допомогою цього сигналу з ЦП можуть синхронізуватися ЗУ іпристрої введення-виведення практично будь-якого швидкодії. такожможе використовуватися при налагодженні для реалізації покрокового режиму. У данійсхемою цей сигнал не використовується. За допомогою резистора R20 на ньому задаєтьсяпостійно високий рівень (лог. 1).

INT Interrupt Request - Запит переривання __
Вхід. Активний рівень - низький. Сигнал, що формується пристроємвводу-виводу, аналізується в кінці виконання поточної команди. Запитвраховується, якщо тригер переривань (IFF1), керований програмно,встановлений в стан «дозволити переривання», і не активний сигнал.

NMI Non Maskable Interrupt - Немаскіруемий запит переривання
Вхід, що запускається негативним фронтом. Фронт запуску активізуєвнутрішній тригер. Лінія має більш високий пріоритет, ніж
і завжди розпізнається в кінці виконання поточної команди, незалежновід стану тригера дозволу переривань. автоматично виробляєперезапуск (рестарт) ЦП з адреси 66Н. Зміст лічильника команд (адресаповернення) автоматично зберігається в зовнішньому стеку. Таким чином,користувач може повернутися до перерваної програмі.
У даній схемі цей сигнал не використовується. За допомогою резистора R20задається постійно високий рівень (лог. 1).

RESET Reset - Скидання
Вхід. Активний рівень - низький. Сигнал має найвищийпріоритет і призводить ЦП в початковий стан:
- скидання лічильника команд PC = 0000Н;
- очищення регістрів I і R;
- встановлення режиму переривань IMO.
Для коректного скидання сигнал повинен бути активний не менш 3-хперіодів тактової частоти. У цей час адресна шина і шина данихзнаходяться в високоімпедансном стані, а всі виходи сигналів управліннянеактивні.

BUSRQ Bus Request - Запит доступу до шини
Вхід. Активний рівень - низький. Сигнал має більш високийпріоритет, чим і аналізується в кінці - кожного машинного циклу. Вінробить запит ЦП на переведення всіх його шин в високоімпедансное стан длятого, щоб інші пристрої змогли управляти цими шинами (наприклад, припрямому доступі до пам'яті). Якщо активізований сигнал, то ЦП переводитьшини в високоімпедансное стан, як тільки завершено поточний машиннийцикл. У даній схемі цей сигнал не використовується. За допомогою резистора R20на ньому задана лог. 1.

BUSAK Bas Acknowledge - Надання доступу до шини
Вихід Активний рівень - низький. Якщо було активізовано сигнал, то
ЦП переводить свої шини в високоімпедансное стан, як тільки завершенопоточний машинний цикл. Після цього ЦП активізує сигнал, якийповідомляє запитуючій пристрою, що шини адреси і даних, а такожтрехстабільние сигнали управління знаходяться в високоімпедансном стані,і зовнішній пристрій може ними керувати. У даній схемі цей сигнал невикористовується.

З Clock - Такт
Вхід для однофазного тактової синхронізації. При управлінні від TTL-схеми,вхід додатково підключається до лінії +5 V через зовнішнєопір 330 Ом.
Ucc-«плюс» джерела живлення;
GND - потенціал «землі».

Постійне память

ПЗП - постійний запам'ятовуючий пристрій. На практиці існує великакількість версій і їх модифікацій. Всі вони відповідно до займанимоб'ємом використовують наступні ПЗУ:
2764 (аналог К573РФ4, К573РФ6) - 8 кБайт
27128 - 16 кбайт
27256 (аналог К573РФ7) - 32 кбайт
27512 - 64 кбайт
Постійне ЗУ - ROM (Read Only Memory), щоб зберігатипослідовності команд і даних, необхідних для роботи ЦП.
Мікропроцесор формує адреса поточної команди, звертаючись до ПЗУ по шинамадреси та управління. Код зчитаної команди з шин даних надходить у МП,потім дешифрується їм, автоматично визначається довжина команди (кількістьдодаткових зчитувань з ПЗП і записи в ЦП). За отриманими данимирозраховується адреса наступної команди, за яким ЦП буде звертатисяпісля виконання поточної команди. Цикл роботи ЦП повторюється, з ПЗУзчитуються все нові і нові команди, ЦП виконує цикли і розгалуження,реалізуючи складний алгоритм роботи Аона, який часто називають на практиціверсією.
Інформація в ПЗП записується на спеціальному обладнанні - программатор.
ПЗУ припускають багаторазову запис у них нової інформації, попередньовидаливши стару за допомогою ультрафіолетового потоку променів, спрямованого черезвікно в корпусі ІМС на напівпровідниковий кристал. Елементом пам'яті в такихмікросхемах є польовий транзистор з плаваючим затвором. Цітранзистори під впливом програмують напруги здатні записатиелектричний заряд під затвором і зберігати його там багато тисяч годин безнапруги живлення.
Всі вони мають 28 контактів, але в міру збільшення інформаційної ємності вмікросхемі додаються нові адресні входи. Тому ці мікросхеми, хоча іповторюють один одного, все ж не є аналогами. Відмінність між усіматипами ПЗУ складаються у функціональному використанні 26 і 27 висновків.
Більшість друкованих плат традиційно розведені під I2764, у той час якосновні версії розраховані на I2756 і I27512. При встановленні такого ПЗУнеобхідно встановити зв'язки у відповідності з наведеними схемами.

| Висновок | Призначення |
| А0-А14 | Адресні входи |
| D0-D7 | Входи-виходи даних |
| CS | Вибір кристала |
| ОE | Дозвіл щодо виходу |
| Upr | Напруга |
| | Програмування |
| Ucc | Напруга живлення |
| GND | Загальний |

Звернення до ПЗУ у схемі Аона відбувається при наступних значенняхкеруючих сигналів:

| Процесор | ПЗУ |
| = «0» | CS (вибір кристала) |
| А13 = «0» | ОЕ (дозвіл |
| | Читання) |

Тимчасова пам'ять

ОЗП - оперативний запам'ятовуючий пристрій (RAM - Random Acces Memory).
Реалізована на ІМС КМОП-структури типу К537РУ10 (I6216) або К537РУ17
(I6264).
Служить для тимчасового зберігання даних і констант. Показання годин,будильників, номера дзвонили абонентів. Ваша записна книжка, зображенняна індикаторі, програмні лічильники, прапори, точки переривання роботи МП --ось неповний список інформації, яка заноситься в ОЗУ в процесі роботи.

Таймер

Таймер реалізований на БІС типу КР580ВІ53, управління його роботоюздійснюється на мікросхемі К555ЛЛ1 (елементи D8.2, D8.3).
КР580ВІ53 містить три незалежних 16-розрядних каналу формуваннясигналу із загальною схемою управління. Кожен канал може працювати в шестирежимах. Програмування режимів здійснюється індивідуально і вдовільному порядку шляхом введення керуючих слів в регістри режимівканалів, а в лічильник запрограмованого числа байтів. Керуючий слововизначає режим роботи каналу, тип рахунка (двійковий або двійковій -десятковий), формат чисел (одно-або багатобайтових). Обмін інформацією змікропроцесором здійснюється за двобічної шині даних.

| Таблиця істинності мікросхеми КР580ВІ53 |
| Сигнали на входах | Призначення та вид інформації |
| WR | RD | A1 | A0 | CS | |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | Шина даних - Таймер (занесення керуючого слова |
| | | | | | У канал 0,1 або 2) |
| 1 | 1 | (| (| 0 | Ні операцій. Носій даних таймер в високоомним |
| | | | | | Стані |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | Канал даних - Таймер (завантаження лічильника каналу 0) |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | Канал даних - Таймер (завантаження лічильника каналу 1) |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | Канал даних - Таймер (завантаження лічильника каналу 2) |

Необхідно пам'ятати, що для таймера КР580ВІ53А тактова частота процесора
- 4 MHz, з якою він звертається до підключеним до шин мікросхем,є надкритичну. Надійніше працює аналог цієї мікросхеми -
КР1810ВІ54. Для тих, хто все-таки вирішив використати КР580ВІ53А длянадійного запуску і точного ходу годинника, рекомендуємо встановити в розривланцюга живлення таймера діод КД102А, а сигнал RD таймера, відключивши від ланцюга,під'єднати через резистор 10к0м на шину харчування

Порт вводу-виводу

Реалізована на БІС КР580ВВ55А (D10), управління вибіркою БІС - на К555ЛЛ1
(елемент D8.4).
Мікросхема КР580ВВ55А - програмований пристрій введення/виводупаралельної інформації, що дозволяє сполучати різні типи зовнішніхпристроїв (індикатори, клавіатури, датчики, формувачі та ін) з шиноюданих Аона.

Таким чином, БІС забезпечує можливість побудови сучасних системцифрової обробки аналогових сигналів.
Обмін інформацією з мікропроцесором здійснюється за 8-розрядноїдвобічної шині даних. Для зв'язку з периферійними пристроямивикористовується 24 лінії введення/виводу, які згруповані у три 8-розряднихканалу A, B, C, напрямок передачі інформації та режими робіт якихвизначаються програмним способом. Вибір відповідного каналу інапрямок передачі інформації через канал визначаються сигналами АТ, Al,
RD, WR, CS відповідно до таблиці істинності.
При подачі сигналу RESET важіль управління встановлюється в стан, приякому всі канали настроюються на роботу в режимі введення.

| Сигнали на входах БІС | Напрямок |
| | Передачі |
| | Інформація |
| A1 | A0 | RD | WR | CS | |
| Операції введення (читання) |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | BB - Шина |
| | | | | | Даних |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | нд - Шина |
| | | | | | Даних |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | нд - Шина |
| | | | | | Даних |
| Операції введення (запис) |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | Шина даних |
| | | | | | - ВА |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | Шина даних |
| | | | | | - BB |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | Шина даних |
| | | | | | - Нд |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | Шина даних |
| | | | | | - Рг. |
| | | | | | Управління |
| Операції блокування |
| X | X | X | X | 1 | Шина даних |
| | | | | | - Третя |
| | | | | | Стан |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | Заборонена |
| | | | | | Комбінація |

Вузол скидання

Формує сигнал скидання на ЦП, змушуючи його почати виконання програми задреси 0000Н. Вузол скидання складається з наступних елементів:
R15, R18, С15, VD8, VD9 (рис. 3.16).
Сигнал скидання - RESET: активний низьким ( «0») станом.
Сигнал формується у двох випадках :
1. Апаратний скидання - при включенні харчування. Струм, протікаючи від джерелахарчування через R15, заряджає конденсатор С15. Час заряду визначаєтривалість перебування ЦП у неробочому стані: вся магістральданих знаходиться в високоомним стані, шини адреси - 0000Н, керуючісигнали не виробляються. Затримка у роботі ЦП необхідна для закінченнявсіх перехідних процесів в елементах і вузлах схеми, що сприяєвпевненого запуску всієї системи. У зв'язку з цим, тривалість імпульсускидання не повинна бути менше 1 мс, а верхня межа - перевищувати декількохдесятків мс, щоб при короткочасному зникненні напруги не ускладнювавсяповторний запуск і відновлення працездатності ЦП. При цьому С15 = 10-100mf, R15 = l-30 кОм (20 кОм).
2. Програмний скидання - кожні 3 хвилини в процесі роботи, як захист відможливого «зависання». Джерелом цього сигналу є вихід 1-го каналу
(OUT 1) таймера. Сигнал активний низьким ( «0») потенціалом.
При формуванні програмного скидання, струм протікає від джерела живленнячерез R18-VD9 на OUT1. R18 і VD9 утворять дільник напруги, тому длянадійної роботи номінал R18 повинен бути набагато більше опорупрямого переходу VD9 -100 Ом.
R18 = 100 Ом * 100 = 10 кОм (з запасом - 20 кОм)
Діод VD8 служить для блокування розряду конденсатора С15 (початкуформування апаратного скидання) при виконанні програмного скидання.
Умови формування сигналу скидання ЦП (RESET) об'єднані в монтажне
«Або», логіка роботи якого наведено нижче:

| Апаратний | Програмний | Reset |
| скидання | скидання | |
| + | + | + |
| + | - | + |
| - | + | + |
| - | - | - |

«+» - сигнал формується;
«-» - сигнал відсутній.

задає генератор

задає генератор (ЗГ) призначений для формування сигналівсинхронізації:
CLC1 - частотою 4 MHz для роботи ЦП;
CLC2 - частотою I MHz для забезпечення роботи таймера.
Схема складається з тактового генератора на елементах Dl.l, D1.2, кварцовомурезонаторі Q1, резистори Rl, R2 і дільнику частоти, на лічильнику D2 ірезистори R16 (рис 3.17).
Схема тактового генератора - класична, зібрана на двох інвертора,що працюють в аналоговому режимі, і на кварцовому резонаторі (для забезпеченнянайбільшою стабільності за частотою сигналів синхронізації)
Дільник частоти дозволяє отримати з сигналу задає генераторанеобхідні сигнали синхронізації - CLC1 і CLC2. На ріс.3.17 наведено двіосновні схеми. Вони відрізняються лише використовуваної ІМС. К555ІЕ5 - в одномувипадку, К555ІЕ7 - в іншому. Відповідно різні і схеми підключення.
Функції, які виконують обидві ці мікросхеми, повністю ідентичні.
Параметри одержуваних на виході сигналів, за великим рахунком, ніяк незалежать від типу ІМС. Мікросхема К555ІЕ7, на момент створенняцього варіанту, була більш доступна широкому колу радіоаматорів.
Зверніть увагу на те, що в заданому генераторі можуть використовуватисярізні кварцові резонатори - на 16 MHz і на 8 MHz, тому дляправильного функціонування необхідно встановити (перерізати) зазначеніперемички.

Вузол вибірки ОЗУ

Вибірка ІМС з боку ЦП здійснюється сигналом CS, який формуєтьсяцим вузлом з сигналів керування.

| A13 | MREQ | CS | Дія |
| 0 | 0 | 1 | |
| 0 | 0 | 1 | Немає вибору |
| 1 | 1 | 1 | ОЗП |
| 1 | 0 | 0 | Вибір ОЗУ |

Реалізовано на елементах: D1.4, VD22, VD23, R39, VT3, VD34, R47, С14, C15,
VD4, VD3 GB1.
Цей вузол зібраний на дискретних елементах і відноситься до одного з самих
«Вузьких» місць у конструкції Аона.
На цей вузол покладаються три основні функції:
/. Формує сигнал CS по заданих сигналів управління.
2. Забезпечує збереження інформації.
При відключенні джерела живлення заряджений по ланцюгу I конденсатор З 15починає розряджатися (II) на ОЗУ, тим самим підтримуючи необхіднийпотенціал (min 2,5 V) для зберігання інформації (рис. 3.18):
При використанні конденсаторів з малими струмами витоку або великої місткостічас зберігання інформації може становити від кількох годин додекількох діб. Батарея живлення дозволяє повністю виключити можливістьзникнення інформації ОЗУ, підтримуючи потенціал живлення ІМС ОЗУ призникненні напруги живлення. Слід зазначити, що каскад батарейповинен забезпечувати напругу не менше 2,5 V Зазвичай встановлюють 2 батареїпо 1,5 V, з'єднуючи їх послідовно.
3. Запобігає вихід з ладу ОЗП. Мікросхема ОЗУ К537РУ10 володієодним поганим властивістю, якщо на вході CS тривалий час присутнілогічний «0» при поданій напрузі живлення (тобто ІМС обрана), то ОЗУшвидко виходить з ладу. Тому, підключення додаткового джерела доколектору VT5 через резистор R7 виключає можливість виходу з ладу ІМС
(зовнішній прояв - сильний розігрів корпусу). Без цього технічногорішення не вдавалося забезпечити задовільну надійність роботи ІМС
ОЗУ в схемі Аона.
Зупинимося докладніше на роботі окремих елементів цього вузла.

Робота каскаду формування вибірки ОЗУ визначається протіканням струму поланцюга II: Ucc-R39-VD17-A13. На виході інвертора - високий потенціал, томуструм I не впливає на роботу сайту. Потенціал на базі VT3,обумовлений II становить 0,5-0.7 V в залежності від типу діода
(германієвих - 0,5-0,6; кремнієві - 0,6-0,7). При використанні діода вемітерний ланцюга VT3 (як правило, кремнієвого) потенціалу між базою іемітером VT3 (0-0,2 V) недостатньо, щоб струм I відкрив транзистор VT3,отже, транзистор закритий, на його колекторі протіканням струму. Івстановлюється потенціал логічної «1». Вибору ОЗУ не відбувається (CS =
«1»). Рекомендуємо в базу VT3 встановлювати германієвих діоди (типу Д9) -
VD16 і VD17 (при їх використанні діод в емітерний ланцюга VT3 може і незнадобитися), у випадку встановлення кремнієвих діодів - установка кремнієвогодіода типу КД521 (КД522) VD22 - обов'язкове. Суть рекомендації у тому, щодіод VD22 забезпечує надійне закривання транзистора VT3. До цьогонеобхідно вдаватися, враховуючи, що використовуються кремнієві діоди в ланцюзібази мають великий опір прямого р-n переходу і що створюється за рахунокцього велике падіння напруги за відсутності VD22 стає достатнімдля відкривання VT3 і помилкового формування сигналу вибірки ОЗУ Ліченідані накладаються на дані, які в даний час зчитуються зінших джерел - відбувається збій.

Основний струм, що визначає потенціал бази VT3, містить дві складові:струм, що протікає по ланцюгу I (Ucc-R39-VDl6 - вихід інвертора D1-4) і струм,протікає по ланцюгу II (Ucc-R39-VD17-A13). Сумарний струм задає потенціалбази VT3 0,5-0,7 V (різниця потенціалів б-е VT3 недостатня для відкриваннятранзистора). На колекторі VT3 - напруга близьке до Ucc, тому сигнал
«Вибірка ОЗУ» не формується (CS = «1 »).

Основний струм буде протікати по I: Ucc-R39-VD16-вихід інвертора D1.4,задаючи потенціал бази VT3 0,5-0.7 V (різниця потенціалів б-е VT3недостатня для відкривання транзистора) - на колекторі VT3 напругаблизьке до Ucc - сигнал «Вибірка ОЗУ» не формується (CS = «1 »).

MREQ ( «0») після інверсії на елементі D1.4 - «1». A13 також «1».
Отже, високий потенціал буде і на базі VT3 (в загальній точціз'єднання діодів VD16 і VD17 зібрана монтажна схема «І»), якийсформує ток V (Ucc-R6-6-е VT3 - VD22 - «земля»), відкриваючи транзисторнийключ на VT3. Протікає через нього, транзисторний струм I (Ucc-к-е VTЗ-VD22-
«Земля») сформує низький потенціал на колекторі VT3 (близько 0,5 V). CS = 0 --це означає, що відбувається вибір ОЗУ.

Вузол індикації та опитування клавіатури

Робота цього вузла організована наступним чином: ЦП в ОЗУ формує впевній галузі буфер відображення, що складається з 9 байт, якіпослідовно один за одним виводяться на 9-розрядний індикатор.
Таймер з певною частотою (50 Hz), виробляє імпульси переривання
ЦП. Обробка переривань ЦП полягає в наступному: під час вступусигналу переривання на вхід INT (якщо не було програмної блокування впрограмі ЦП) закінчується виконання поточної команди, в ОЗУ запам'ятовуєтьсяадреса наступної команди і стан внутрішніх регістрів ЦП, у регістрадреси завантажується - 0038Н і починається виконання стандартного наборупідпрограм. Після закінчення з ОЗУ витягується адреса перерваної команди,завантажуються регістри ЦП і знову продовжується виконання послідовностікоманд. Стандартний набір підпрограм є, опитування станутелефонної лінії, надходження дзвінка, опитування стану датчика охорони, опитуванняположення трубки, модифікуються годинник і календар, з ОЗУ зчитується длянаступного відображення черговий розряд (за одне переривання відображається
- 1 розряд індикатора!), Перевіряється натиснення клавіш. При достатнійчастоті переривань стає непомітним почергове відображення кожногорозряду індикатора. Цей принцип відображення називається динамічноюіндикацією.
Тепер більш докладно за схемою: завантаження в регістр D10 нових данихвідбувається за позитивного фронту на вході С, який формуєтьсяелементом D7.1 з адресного сигналу А7 і керуючого сигналу ЦП - IORQ.
При цьому дані з ШД защипуються в регістр і знаходятьсяна його вихід донаступної зміни.
ЦП управляє вибором розряду через програмний лічильник, який знаходитьсяв ОЗУ, переписуючи його при обробці переривання в 0, 1, 2, 3 розряди порту
A (D6), які дешіфріруются в D9, D1.3 і видаються на індикатор.
Опитування стану кнопок
Дешифратор D9, формуючи послідовно сигнали 2-7 розрядів індикації,дозволяє також сканувати клавіатуру, визначаючи натискання кнопок. При всіхвіджатих клавішах, потенціали на BB6, BB7 будуть високими, що визначаєтьсяустановкою резисторів R36, R37. При натисканні на клавішу «0» з дешифраторарозрядів надійде на відповідний вхід мікросхеми ЦП, аналізуючистан порту введення/виводу, під час обробки переривання, отримуєсигнал про те, що натиснута кнопка у відповідній групі клавіш:
1, 2, 3, 4, 5, 6 - BB6
7, 8, 9, *, 0, (- BB7

За записаного коду з ОЗУ в програмний лічильник вибору розряду: у порту
A (D6) визначається код натиснутою клавіші. Слід зазначити, що якщо булонатиснутою одночасно кілька клавіш, то ЦП при скануванні визначитьперше, що попалася з числа натиснутих кнопок.

Вузол визначення положення трубки

ЦП, опитуючи стан порту введення/виводу по входу тригера BB2,визначає положення телефонної трубки:
1. Протікання струму при покладеної трубці (контакти перемикачарозімкнені, на BB2 - логічна «1»).
2. При піднятті телефонної трубки контакти перемикача замикаються, іпротікає струм:
Ucc - R19 - замкнутий контакт - GND, створюючи на ВВ2 потенціал логічного
«0».

Вузол охоронного пристрою

ЦП, опитуючи стан порту введення/виводу (по входу тригера ВВ5),визначає спрацьовування датчика охоронної сигналізації, аналогічнопопередньому випадку.
У різних версіях програм використовується різний початковий стандатчика охорони, в одних - замкнене, в інших - розімкнутими.

Вузол управління магнітофоном

Вузол реалізований на елементах: тригер ВС5 (D6), VT5, R38.
Багато авн мають програмну підтримку для роботи з магнітофоном. Вінвикористовується як записуючого пристрою при роботі Аона в режиміавтовідповідача. При надходженні виклику від АТС телефон при підключенні до лінії,визначає номер абонента, що телефонує, виголошує коротку фразу, після чогоподається сигнал на включення магнітофона
Сигнал на включення магнітофона (логічна «1») видається від ЦП через портвведення/виводу D6 - ВС5 на емітерний повторювач VT5.

Схема аналізу стану лінії

Вузол реалізований на елементах: VD18, R21, R22, VD19, С10.
Це одне з вузьких місць в роботі Аона. Призначення цього сайту полягає в тому,щоб при зниженні напруги в телефонній мережі нижче певного рівнясформувати на виході вузла перепад логічних сигналів «1» - «0». Виходячиз цього, необхідно ретельно підібрати параметри елементів VD18, R21,
R22. Особливістю є те, що схема повинна споживати мінімум енергіїз телефонної лінії в режимі очікування виклику - до 1mA. Однак при цьому струмідля більшості стабілітронів не досягається надійна стабілізація
VD18, R21, R22 - компресор вхідного сигналу. Призначений для зниженнянапруги сигна