Programul de studii: Tehnologii și sisteme de telecomunicații [613488]

UNIVERSITATEA “TRANSILVANIA” DIN BRAȘOV
DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ ȘI
CALCULATOARE
Programul de studii: Tehnologii și sisteme de telecomunicații

PROIECT DE DIPLOMĂ

Absolvent: Lóránt KÁDÁR

Îndrumător : Ș. l. dr. ing. László MOLNÁR
ing. J ózsef – Konrád KISS

BRAȘOV
2016

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
1
UNIVERSITATEA “TRANSILVANIA” DIN BRAȘOV
DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ ȘI
CALCULATOARE
Programul de studii: Tehnologii și sisteme de telecomunicații

Realizarea unui sistem de
codare Manchester

Absolvent: Lóránt KÁDÁR

Îndrumător : Ș. l. dr. ing. László MOLNÁR
ing. J ózsef – Konrád KISS

BRAȘOV
2016

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
2
Universitatea Transilvania din Brașov
Lucrare de diplomă nr. ……….
Facultatea
Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor
Departamentul
Electronică și Calculatoare Viza facultății
Programul de studii
Technologii și sisteme de telecomunicații Anul universitar
2015 – 2016
Candidat
Kádár Lóránt Promoția
2016
Cadrul didactic îndrumător
Ș. l. dr. ing. Moln ár László
ing. Kiss Konrád -József

LUCRARE DE DIPLOMĂ
Titlul lucrării:
Realizarea unui sistem de codare Manchester
Problemele principale tratate:
1. Studiu bibliografic al codur ilor de linie și al codului Manchester
2. Prezentarea bazelor teoretice ale tehnicilor folosite de sistemul proiectat
3. Proiectarea hard a sistemului
4. Proiectarea soft a sistemului
5. Realizarea practică a sistemului
6. Prezentar ea măsurătorilor efectuate pe si stem
7. Instructiuni de instalare și utilizare
8. Concluzii și direcții viitoare de dezvoltare

Locul și durata practicii:
Laboratorul de electronică (112 -113), rețele de calculatoare (313), al Universității Sapientia, Mai 2015 –
Iunie 2016
Bibliografie:
1. Ciurea, Dragos I., Transmisiuni telefonice / Dragos I. Ciurea. -Bucuresti : Matrix Rom, 2004. -290 p.
2. Polgár Zsolt Alfred, Telefonie digitala : tehnici de acces in reteaua telefonica, parametrii
circuitelor telefonice, sisteme de transmisii telefonice
3. Vigh Sándor, Átviteltechnika / Vigh Sándor. -Budapest : Tankönyvmester Kiadó; Nemzeti
Tankönyvkiadó, 2003. -207 p.

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
3
4. -Ioan, Lucian – Niculescu, Grazziela, Sisteme de comunicații: Cunoștinșe generale și arhitecturi
reprezentative, Bucuresti : Matrix Rom, 2012
5. Zahan, Sorina, Telefonia digitală în rețele de telecomunicații: a cces, transport, gestiune, Cluj
Napoca: Editura Albastra, 2005
6. Jyrki T. J. Penttinen, The Telecommunication Handbook: Engineering Guidelines fod Fixed,
Mobile and Satellite Systems, , ISBN: 97801011909448801, 1008 pages, 2015

Aspecte particulare:
Primit tema la data de: 18.05.2015
Data predării lucrării: 24.06.2016
Director departament, Cadru didactic îndrumător,
Ș. l. dr. ing. Moln ár László
Candidat,
Kádár Lóránt

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
4
LUCRARE DE DIPLOMĂ – VIZE
Data
vizei Capitole/ problemele analizate Semnătura cadrului didactic
îndrumător
24.07.2015 Studiu bibliografic al sistemelor similare existente
15.12.2015 Prezentarea generală a sistemului
29.04.2016 Proiectarea și simularea funcționării codorului și
decodorului
27.05.2016 Realizarea și testarea sistemului
24.06.2016 Întocmirea documentației

APRECIEREA ȘI AVIZUL CADRULUI DIDACTIC ÎNDRUMĂTOR
Confirm efectuarea celor 60 de ore de practica pentru realizarea lucrarii de diploma si sunt de acord cu
sustinerea lucrarii. Nota acordata de indrumator: …………

Data:
ADMIS

CADRU DIDACTIC ÎNDRUMĂTOR

AVIZUL DIRECTORULUI DE DEPARTAMENT
Data: ADMIS pentru susținere/
RESPINS DIRECTOR DEPARTAMENT

SUSȚINEREA LUCRĂRII DE DIPLOMĂ
Sesiunea

Rezultatul
susținerii PROMOVAT cu media:

RESPINS cu refacerea lucrării

RESPINS fără refacerea lucrării
Președinte COMISIE

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
5
DECLARAȚIE PRIVIND ORIGINALITATEA LUCRĂRII DE DIPLOMĂ

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAȘOV
FACULTATEA INGINERIE ELECTRICĂ ȘI ȘTIINȚA CALCULATOARELOR
PROGRAMUL DE STUDII: TEHNOLOGII ȘI SISTEME DE TELECOMUNICAȚII

NUMELE ȘI PRENUMELE: Kádár Lóránt
PROMOȚIA: 2016
SESIUNEA DE DIPLOMĂ IUNIE 2016
DENUMIREA LUCRĂRII: Realizarea unui sistem de codare Manchester
CADRUL DIDACTIC ÎNDRUMĂTOR : Ș. l. dr. ing. Molnár László

Declarăm pe proprie răspundere că lucrarea de față este rezultatul muncii absolventului,
pe baza cercetăriilor proprii și pe baza informațiilor obținute din surse care au fost citate și
indicate conform normelor etice, în textul lucrării, în note și biblio grafie.
Declarăm că nu s -au folosit în mod tacit sau ilegal munca altora și că nicio parte din
teză/proiect nu încalcă drepturile de proprietate intelectuală ale altcuiva, persoană fizică sau
juridică.
Declarăm că lucrarea nu a mai fost prezentată sub acea stă formă vreunei instituții de
învățământ superior în vederea obținerii unui grad sau titlu științific ori didactic.
În cazul constatării ulter ioare a unor declarații false, v om suporta rigorile legii.

Data Absolvent
24.06.2016 Kádár Lóránt
Cadru didactic îndrumător
Ș.l.dr.ing. Molnár László

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
6
Extras
Introducere
Codarea Manchester este o tehnică de codare binară cel mai des utilizată în comunicarea
între dispozitive. Acest mod de codare este aplicată printre altele la metod ele de transmitere Token
Ring, Ethernet , protocoale IR, RFID .
În telecomunica ții și în depozitare de date codarea Manchester (este cunoscută ca codare de
fază) e un cod de linie, unde codarea fiecăr ui bit e o tranziție 0 – 1 sau 1-0. Din această cauză
semnalul codat nu are componentă DC și va de veni un semnal care va putea fi decodat fără să avem
nevoie de un semnal de ceas sau o altă sursă de sincronizare.
În concluzie sistemele electronice care utilizează codare Manchester pot fi ușor izolate
galvanic cu ajutorul unui transformator simplu.
Tema lucrării
Tema lucrării este realizarea unui sistem pe care se pot măsura semnalele înainte de codarea
Manchester, după codare, pe canal și după decodare. Codarea Manchester este folosit în
comunicarea între dispozitive , de aceea am încercat să -l construi esc în așa fel sistemul meu ca să
pot demonstra o transmisie reală.
Baza teoretică
Codarea de biți este o tranziție 1 – 0 sau 0 – 1. Există două implementări de codare
Manchester. În prima codarea 1 binar este o tranziție 1-0, iar codarea 0 binar este o t ranziție 0 – 1.
În al doilea implementare, codarea 1 binar este o tranziție 0 – 1, iar codarea 0 binar este o tranziție
1 – 0.
Dezavantajul codării Manchester este că necesită lățime de bandă de două ori mai m are
decât codarea binară simplă.

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
7
Ilustrația de mai jos arată semnalul codat Manchester al fluxului de bit (1,0,1,0 ,0,1,1,1,0,0,1) .
Se poate observa că semnalul nu se schimbă întotdeauna la limite de bit, dar întotdeauna
există o schimbare la mijlocul fiecărei perioadei bit.
Realizarea hardware
Schema circuitului și planul circuitului imprimat am realizat cu ajutorul programului
Cadsoft Eagle. Pe poza de mai jos se veda schema bloc al sistemului.
Conform acestui proiect am planificat circuitul. Emițător și receptorul sunt realizate dintr –
un microcontroler. Izolarea între componente este făcută cu ajutorul optocuploarelor. Fiecare parte
are o sursă de alimentare separată, astfel am ilustrat că componentele sistemului pot fi în locuri
diferite.

Figura 1: Codarea Manchester
Figura 2: Schema bloc a sistemului

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
8
Sursă de alimentare
Pe poza de mai jos se vede c ă alimentarea este realizată cu un stabilizator de tensiune 7805,
care are o tensiune de intrare de 8 -12 V. la ieșire are o tensiune stabilă de 5 V
Zona microcontrolerului
În jurul microcontrolerului se află un buton de reset, cu care microcontrolerul se poate
readuce în stadiul inițial, este un oscilator de cuarț cu frecvență de 10 MHz , mai este un led, care
arată dacă circuitul este alimenta t și încă unul pe care l-am folosit în timpul testelor . La programarea
microcontrolerului se folosește o interfață ICSP .

Figura 3: Sursă de alimentare
Figura 4: Zona microcontrolerului

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
9
Circuitul de decuplare
Cu ajutorul optocuploarelor este realizată izolarea galvanică a celor trei părți ( emițător,
canal și receptor), care este ilustrată pe schema de mai jos (Circuit de decuplare și canal de
transmisie) . Între cele două optocuploare sunt instalate două conexiuni. Între conexiuni se poate
instala două fire, în care se desfășoară transmisia.

Realizarea software
La software – ul codorului folosesc o funțiune care returnează o serie de biți codate
Manchester. Funcția construiește un variabil, în care sunt valoriile biturilor codate . Am utilizat
modulul Timer0, ca să trimit in intervale egale data codată Manchester. Pe ilustrația de mai jos se
vede sche ma de proces a soft ware-ului de codare .
Figura 5: Circuit de decuplare și canal de transmisie
Figura 6: Schema de proces a codorului

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
10
Implementarea de decodare aici nu se bazează pe flancul crescător sau descrescător , ci pe
principiul că valoarea bitului este în prima parte a timpului de bit, înainte de transformare. Dacă
are o întârziere de ¾ de timp de bit, atunci valoarea pe care citim după întârziere înseamnă valoarea
următorului bit. Dar așa se pierde primul bit. D e aceea când decodăm primul bit trebuie să -l
calculăm cu ¼ timp de bit . Regenerarea semnalului de ceas este foarte simplă, trebuie numai o
poartă XOR. Dacă aplicăm funcția XOR la data de i ntrare si data decodată, rezultatul o să fie
semnalul de ceas.
Testare
Am făcut măsurări la punctele indicate, care sunt ilustrate pe următoarele scheme.

Figura 7: Principiul decodării
Figura 8: Intrarea și ieșirea codorului Figura 9: Măsurări la canal de transmisie

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
11

Concluzii
În acest sistem am proiectat circuitul electronic cu microcontroler, cablaj imprimat și am
executat acestea. Am proiectat și dezvoltat aplicația pentru microcontroler (în limbajul C) care
realizează codarea și decodarea Manchester.
Posibilitatea de dezvol tare constă în comunicarea cu calculatorul sau o altă variantă:
realizarea codării și decodării pentru semnale analogice . Se pot implementa și alte tehnici de
codare /decodare în sistem.

Figura 10: Ceasul regenerat și data decodată

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
12
Abstract

Introduction
Manchester encoding is one of the most used binary encoding techniques, which is used to
communicate between devices. This encoding technique is used by the Token – Ring and Ethernet
transmission methods.
The project theme
The project theme was to build a system, which presents Manchester enco ding and
decoding. In the system we can measure the signals before and after the encoding, on the
transmission channel and after decoding.
Hardware design
Because the encoding is used in communication, I planned the system in this way. So the
system cont ains three parts: transmitter, transmission channel, receiver. I built the system, that I it
shows a real transmission. Therefore, I used two microcontrollers in the system, one in the
transmitter side, the other in the receiver side. I used optocouplers t o isolate galvanically the parts
of the system. The part of the system can be in different places, so I placed two connectors in the
transmission channel, where we can connect in theory a few kilometer twisted pair cable.
Software design
I have implemented the software of the coder with a function. The function transforms the
bit string passed in as parameter to a Manchester coded bit string. I used Timer0 module to transmit
the coded signal in equal time periods. On the picture below we c an see the flowchart of the
encoder’s software.
Figure 1: Flowchart of the encoder

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
13

The principle of the decoder is that the value of the bit is in the first half bit period, before
the transition. If we have a ¾ bit period delay, and if we read the signal after the delay, that shows
the v alues of the next bit. In this way we lose the first bit. That is why I used ¼ bit period delay,
when I decode the first bit. When I decode the first bit I use ¼ bit period for delay, and after that
¾ bit period. We can simply regenerate the clock signal w ith an XOR gate. We drive the Input data
and the decoded data into the XOR gate and the result is the clock signal.

Figure 2: Principle of the decoder

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
14
Cuprins
1. INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 18
1.1 Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 18
1.2 Tema lucrării ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 18
1.2.1 Cercetare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………….. 19
1.2.2 Proiectare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 20
1.2.3 Simulare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 21
1.2.4 Relizare ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 22
2. STUDIUL LITERATURII DE SPECIALITATE ………………………….. ………………………….. ……….. 22
3. BAZE TEORETICE DE SPECIALITATE ………………………….. ………………………….. ………………… 26
3.1 Comunicația ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 26
3.2 Sistemnul cominicător ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 27
3.2.1 Modulația ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 27
3.2.2 Technici de codificare ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 28
3.2.3 Codarea Manchester ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 29
3.3 Microcontrolerul ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 31
3.3.1 Structura microcontrolerului ………………………….. ………………………….. ………………………. 32
3.3.2 Înreruperi ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 33
3.3.3 ICSP (In – Circuit Serial Programming) ………………………….. ………………………….. ……… 34
4. PROICETAREA ȘI REALIZAREA PRACTICĂ ………………………….. ………………………….. ………. 35
4.1 Proiectarea hardware ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 36
4.1.1 Sursă de alimentare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 39
4.1.2 Zona microcontrolerului ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 40
4.1.3 Canal de transmisie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 42
4.1.4 Circuitul oscilator ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 43
4.1.5 ICSP pinuri ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 44
4.1.6 Proiectarea circu itului imprimat ………………………….. ………………………….. …………………. 45
4.2 Proiectarea software ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 47
4.2.1 Porturi de ieșire -intrare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 48
4.2.2 Noțiuni de bază ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 49
4.2.3 Codor ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 50
4.2.4 Decodor ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 53
5. TESTAREA SISTEMULUI ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 57
6. INSTALAREA ȘI UTILIZAREA ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 60

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
15
6.1 Ghid de instalare ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 60
6.2 Ghid de utilizare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 60
7. BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 61

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
16
Tartalom
1. BEVEZETŐ ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 18
1.1 Bevezető ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 18
1.2 A dolgozat témája ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 18
1.2.1 Kutat ás ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 19
1.2.2 Tervezés ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 20
1.2.3 Szimuláció ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 21
1.2.4 Megvalósítás ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 22
2. SZAKIRODALMI TANULMÁNY ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 22
3. ELMÉLETI MEGALAPOZÁS ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 26
3.1 A kommunikáció ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 26
3.2 A kommunikációs rendszer ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 27
3.2.1 A moduláció ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 27
3.2.2 Kódolási technikák ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 28
3.2.3 Manchester kódolás ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 29
3.3 A mikrovezérlők ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 31
3.3.1 A mikrovezérlők általános felépítése ………………………….. ………………………….. ……………. 32
3.3.2 Megszakítások ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 33
3.3.3 ICSP (In – Circuit Serial Programming) ………………………….. ………………………….. ……… 34
4. RÉSZLETES TERVEZÉS ÉS GYAKORLATI MEGVALÓSÍTÁS ………………………….. ………… 35
4.1 Hardver tervezés ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 36
4.1.1 Tápegység ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 39
4.1.2 A mikrovezérlő és közvetlen környezete ………………………….. ………………………….. ………. 40
4.1.3 Átviteli csatorna ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 42
4.1.4 Oszcillátor áramkör ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 43
4.1.5 ICSP tüskesor ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 44
4.1.6 Nyáktervezés ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 45
4.2 Szoftver tervezés ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 47
4.2.1 Ki-bemeneti portok ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 48
4.2.2 Kezdeti lépések ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 49
4.2.3 Kódoló ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 50
4.2.4 Dekódoló ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………….. 53
5. A RENDSZER TESZTELÉSE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 57
6. TELEPÍTÉSI ÉS FELHASZNÁLÓI ÚTMUTATÓK ………………………….. ………………………….. …. 60
6.1 Telepítési útmutató ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 60

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
17
6.2 Felhasználói útmutató ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 60
7. IRODALOMJEGYZÉK ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 61

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
18
1. BEVEZETŐ

1.1 Bevezető

A M anchester kódolás az egyik leggyakrabban használt bináris kódolási technika, melyet
berend ezések közötti kommunikáció sorá n használnak. Ezt a kódolási módot alkalmazza többe k
között a Token – Ring és az Ethernet átviteli módszer is.
A távközl ésben és adattárolásban a Manchester kódolás (úgy is ismert mint fázis kódolás)
egy vonalkód, amelyben minden adatbit kódolása egy magas – alacsony vagy alacsony – magas
átmenet. Ezért a kódolt jelnek nincs egyenkomponense és egy olyan jel lesz, amely dekó dolható
anélkül, hogy szükség lenne egy külön órajelre vagy valamilyen más szinkronizációs forrásra.
Hogyha az órajel be van ágyazva az adatátvitelbe, akkor két lehetőség van az átküldésre:
– Az órajel egyszerre van elküldve az adattal (isochron)
– Az órajel és az adat külön vannak elküldve, két külön jelként jelennek meg
(anisochron)
Ha a beágyazott órajel isochron akkor egyszerre van elküldve az adattal, így működik a
Manchester kódolás is. Az adat és az órajel ciklusok úgy képzelhetők el mintha „összeadnán k”
ezeket egy kombinációba, ahol mindkét jel (az adat és órajel) visszanyerhető az elküldött jelből.
Ennek eredményeként, azok az elektromos hálózatok, amelyek Manchester kódolást
használnak könnyen leválaszthatók galvanikusan egy hálózati leválasztót használva – egy egyszerű
egy az egyhez leválasztó transzformátor segítségével.
Azért választottam ezt a témát , mert a szakmához nagyon kapcsolódik, ugyanis a
berendezések közötti kom munikáció kódolását valósítja meg a Manchester kódolás, és ugyebár ez
a távközlés szakma lényege is, hogy két távoli eszköz között valósítsa meg a kommunikációt.

1.2 A dolgozat témája

A dolgozat témája egy olyan bemutató eszköz létrehozása, amelyen mérni le het a jeleket, a
Manchester kódolás előtt, a kódolás után, az átviteli közegen és a dekódolás után. Mivel a

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
19
Manchester kódolást berendezések közötti kommunikációhoz használják, ezért próbáltam én is úgy
megépíteni a rendszeremet, hogy egy valós átvitelt tu djak bemutatni a segítségével. Ezért a
rendszerben fölhasználtam két mikrokontrollert, egyiket az adó részre, a másikat pedig a vevő
részre. Az átviteli közeg bemutatására két optocsatolót használtam, hogy a két elektromos hálózat
legyen egymástól leválasz tva galvanikusan. A rendszer részei akár kilóméterekre is lehetnek
egymástól, ezt úgy próbáltam szemléltetni, hogy az átviteli részre beiktattam két sorkapocs
csatlakozót, amelyek közé lehet tenni elvileg akár pár kilóméteres sodort érpárt is.

1.2.1 Kutat ás

Ebben a fejezetben felkutatjuk minden olyan dolgot, ami a dolgozattal kapcsolatos, hol
használják ezt a kódolási technikát és hogyan. Amint a bevezetőben is említettem az Ethernet és a
Token – Ring használja ezt a kódolási technikát.
Az Ethernet a DEC, In tel és Xerox cégek által kidolgozott alapsávú LAN – ra vonatkozó
specifikáció. Az Ethernet hálózatok az ütközések feloldására a CSMA/CD – t használják. Számos
kábeltípuson (koax, csavart érpár stb.) működik legalább 10 Mbps sebességgel. Hasonló az IEEE
802.3 szabványhoz. A 802.3 szabvány nem az egyedüli Ethernet szabvány. A bizottság
szabványosította a vezérjeles sínt (token bus, 802.4) és a vezérjeles gyűrűt (token ring, 802.5). Ez
a három szabvány egymással nem kompatibilis.
Az Ethernet egy állomása a kö zvetítő közeggel (kábel) való állandó kapcsolatot kihasználva
bele tud hallgatni a csatornába, így ki tudja várni, amíg a csatorna felszabadul, és a saját üzenetét
leadhatja anélkül, hogy ezzel más üzenet sérüljön, tehát a torlódás elkerülhető. A csatornát az
állomások folyamatosan figyelik, ha ütközést tapasztalnak, akkor zavarni kezdik a csatornát, hogy
figyelmeztessék a küldőket, ezután véletlen ideig várnak, majd adni kezdenek. Ha ezek után
további ütközések történnek, az eljárás ugyanez, de a véletlens zerű várakozás idejét kétszeresére
növelik, így időben szétszórják a versenyhelyzeteket, esélyt adva arra, hogy valaki adni tudjon.
A DIX Ethernet és a 802.3 Ethernet adatkereteket küld a kábelen. Az adatkeretek kicsit eltérő
formátumúak a két Ethernet esetében, de mindkét Ethernet a Manchesteri kódolást használja. A
token ring (802.5) az adatkeretek kódolásánál a Manchester kódolás egy változatát, a
differenciál Manchesteri kódolást használja.

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
20
Az IEEE 802.3 egy szabványgyűjtemény, amely az IEEE szabványokkal
meghatározott, Ethernet kábelezést használó fizikai rétegnek és adatkapcsolati rétegnek a
megvalósításait írja le. Ez egy általánosan használt LAN technológia, néhány WAN alkalmazással.
Fizikai kapcsolatot hoz lé tre a hálózati csomópontok és/vagy az infrastruktúra eszközei
(hubok, switchek, routerek) között, különböző és sokféle réz – és optikai kábelek segítségével.

1.2.2 Tervezés

Ebben a részben az áramkör hardveres megtervezéséről lesz szó. Az áramkörömet három
nagy részre osztottam fel: egy adó rész, egy átviteli közeg és egy vevő rész. Ahhoz, hogy
szemléltetni lehessen, hogy ezek a részek nem egy helyen vannak (akár kilo méterekr e egymástól)
mindegyik résznek külön van tápegysége. Az a dó és a vevő rész felépítésben megegyezik, csak a
mikrokontrolleren megírt szoftver más, amely az adó részen kódolja az adatot és a vevő részen
dekódolja.
Ahhoz hogy a három áramkör legyen egymástó l leválasztva betettem az áramkörbe két
6N137 optocsatolót. Az optocsatolók vége rá van kötve egy – egy sorkapocslécre, így a két
sorkapocsléc közé tehetünk hosszabb vezetéket, hogy demonstrálni tudjuk, hogy akkor is jól
működik a rendszer, ha különböző he lyeken vannak a részei.
Egy olyan rendszert szerettem volna építeni, amely tükrözi a 802.3 szabvány átvitelét és
működését, viszont erről le kellett mondjak, mert a mikrokontroller nem tudta volna feldolgozni
azt a nagy sebességet. A galvanikus leválasztá s először leválasztó trafókkal oldottam meg, de mivel
a sebességet le kellett vinni ezért a trafókat is lecseréltem a fent említett optocsatolókra.

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
21
1.2.3 Szimuláció
Az áramkörtervezéssel járó alapvető művelet az áramkörök szimulációja, amely megmutatja,
hogy hogyan működik az általunk megépített áramkör bizonyos paraméterek mellett. Az áramkör
tervezésnél csak az optocsatolók átviteli képességét tudtam szimulálni, miv el a mikrokontrollerre
nem volt még kód megírva. Az első optocsatolóra rávezettem egy Manchester kódolt jelet (A
csatorna az 3 . ábrán – sárga vonal) és az alábbi ábrán jól látható hogy az optocsatolók helyesen
átviszik a jelet az egyik áramkörből a másikba , és ugyanaz a jel jelenik meg a második optocsatoló
kimenetén (B csatorna az 3 . ábrán – kék vonal) .

3. ábra: Az optocsatolkók szimulálása

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
22
1.2.4 Megvalósítás

Amint az előzőkben is említettem az adó és a vevő rész fel építésben teljesen megegyezik, a
központban egy mikrovezérlő áll és e köré meg kellett tervezzem a működéséhez szükséges
áramköröket. Legelőször egy reset gombot iktattam be, amelynek megnyomásával alapállapotba
hozható a mikrovezérlő. Az oszcillátor áramkör is elengedhetetlen, ahhoz ho gy a mikrovezérlő
pontosan működjön. Ezeken kívül mé g elhelyeztem a rendszerben szűrő kondenzátorokat,
valamint egy ICSP tüskesort, amelyen keresztül programozható a mikrovezérlő. A mikrovezérlő
környezetében még megtalálható két LED, az első a tápellátást jelzi, a másik LED -et a tesztelés
során használtam.

2. SZAKIRODALMI TANULMÁNY

10-Mbps Ethernet -10Base -T

A 10Base -T 10 Mbps – os, Manchester kódolt soros kommunikációt biztosít, két árnyékolatlan
csavart érpáron. Habár a standard arra volt tervezve, hogy támogassa az átvitelt a telefon vezetéken,
mégis a tipikusabb felhasználása, hogy két érpárt használjon egy négy érpáras 3 -as vagy 5 – ös
kategóriájú vezetékből. Mindegyik egy NIC – nél (Network Interface Controller) végződik, egy 8
lábú RJ -45-ös csatlakozóval (MDI). Amint az alábbi ábrán is látható egy pár úgy van konfigurálva,
mint egy simplex kapcsolat, ahol az étvitel csak egyik irányban lehetséges. A 10 Base -T fizikai
rétegei támogatjá k a fél – duplex vagy a full – duplex műveleteket is. [7]
4. ábra: 10Base -T kapcsolat

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
23
Philips RC -5 protokoll

Az RC -5 protokollt a Philips fe jlesztette ki a 1980 -as években, egy infravörös távirányítású
kommunikációs protokoll. Az eszköz tartalmaz egy adó integrált áramkört, ami egy infravörös
LED -et vezérel. A protokoll jellemzői: 5 bit cím és 6 bit vezérlő hosszúság, Manchester kódolás,
a viv ő frekvencia 36 KHz, 1.778 ms –os (64 darab 36 KHz -es ciklus) konstans bit idő.
A protokoll bifázikus modulációt (Manchester kód) használ, ahol a vivő frekvencia 36 KHz.
Mindegyik bit hosszúsága megegyezik, a bit idő felében egy 36 KHz -es vivő börsztje van, a másik
felében tétlen a jel. A logikai „0” kódolása: a bit idő első felében van a börszt. A logika i „1”
kódolása: a bit idő második felében van a börszt. A 36 KHz -es vivő frekvenciának az 1 /3-a vagy
¼ -e az impilzus/ szünet arány. [8]
Az alábbi ábrán (6 . ábra) egy RC -5 üzenet tipikus impulzus sorozata látható. Ebben a példában
a $35 parancs van elküldve a $05 címre.

5. ábra: RC -5 moduláció
6. ábra: RC -5 üzenet

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
24
Az első két impulzus a start impulzusok, mindkettő logikai „1” . Észrevehető, hogy már eltelik
egy fél bit idő mielőtt a vevő észreveszi az üzenet kezdetét. A harmadik egy „toggle” bit. Ez a bit
mindig meg v an fordítva, amikor egy gombot ú jra elengedünk. Ennek segítség ével tud a vevő
különbséget tenn i, hogy egy gomb folyamatosan le van nyomva vagy többször egymás után. A
követke ző öt bit az infravörös eszköz címét jelenti, ahol az MSB -t küldjük először. Ezután
következik a 6 bites parancs. Tehát egy üzenet 14 bitből áll, am elynek az összidőtartama 25 ms.
Néha az üzenet lehet rövidebb, mert az S1 bit első fele tétlen állapotban m arad. És ha az üzenet
utolsó bitje logikai „0” akkor az utolsó fél periódus is tétlen állapotban van.

EM4100 protokoll

Az RFID válaszjeladók (transzponder , címke) olyan eszközök, amelyek digitális információt
hordoznak és ez leolvasható egy bizonyos távolságról egy RFID adó -vevő (olvasó) által. Ahhoz
hogy le lehessen olvasni az RFID olvasón tárolt adatot, az olvasó kell tudja, hogy van eltárolva az
informác ió és kell ismerje a protokollt hogy tudja értelmezni azt. Az egyik legismertebb protokoll
az EM4100, aminek a neve onnan ered, hogy a címke „szívében” lévő mikrochipet az EM
Microelectronic cég gyártja. Az EM4100 kompatibilis RFID transzpondereknek egy 64 bites csak
olvasható memóriájuk van. Ez azt jelenti, hogy az adat leolvasható a címkéről, de nem módosítható,
7. ábra: Adat felépítése a transzponderben

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
25
vagy nem lehet új adatot bevinni a kártyára, ha az egyszer már be volt programozva a kezdeti
adattal. Az adat felépítése az előző ábrán (7 . ábra) látható.
Amikor a címke belépik az elektromágneses mezőbe, amelyet az RFID olvasó küldd, energiát
kap a mezőtől és elkezdődik az adat továbbítása. Az első 9 bit logikai „1”. Ezek jelző bitként
szolgálnak, azt jelzik, hogy mikor kezdődik a sorozat. Ez a 9 bit „1” – es sorozat nem fog
előfordulni többet a bitsorozatban. Ezután következik 10 darab 4 -es csoport adat és egy paritás bit.
Végül 4 oszlop paritás bit és egy stop bit („0”). Ezután a címke kezdi újraküldeni ezt a bitsorozatot,
amíg van energiája. Az alábbi példában (8 . ábra) a kártyán levő adat $06 (verzió szám) és
$001259E3 az adat sorozat. [9]

A Manchester kódolással létrejön a címkében egy szintváltás a bit periódus közepén. Egy
alacsony – magas átmenet jelenti a logikai „1” –et és egy magas – alacsony jelenti a logikai „0” –
át.

8. ábra: RFID küldés példa
9. ábra: Manchester kódolás az RFID -nál

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
26
3. ELMÉLETI MEGALAPOZÁS

3.1 A kommunikáció

A kommunikáció meghatározott célú információ csere. A kommunikáció az információs
műveletek közül a közlést, átvitelt jelenti. A célra vonatkozó információnak, adathalmaznak
különböző megjelenési formái lehetnek, azaz lehet hang, adat(számok), szöveg, kép, videó.
Az információ sokrétű megjelenési fo rmáit az elektronikus kommunikáció céljából
megfelelő eszközökkel elektromos jelekké kell alakítani. Az elektromos, elektromágneses jeleket
nagy távolságra továbbíthatjuk. Az átalakítás után létrejövő jel célszerűen lineáris összefüggésben
van az eredeti i nformációval. A kommunikációhoz a jelek kódolása szükséges. Az információt adó
eszközről kommunikációs csatornán jut el a kódolt jel a vevőhöz, amely visszaalakítja azt eredeti
formájára. Az átalakítások során az eszközök technikai elégtelensége, az átvite li csatorna zajossága
folytán a z eredeti információ torzulhat, megsérülhet.
Az elektronikus információcserét két tényező, az információ és a kapcsolatot biztosító
telekommunikáció egyidejű megléte jellemezi. Az információ különböző formákban lehet: adat,
szöveg, hang, kép. Az információs műveletek pedig lehetnek: létrehozás, kezelés, közlés, átvitel
azaz információcsere.

A telekommunikációs hálózat összetevői:
 Végberendezések(pl.: eszközök, számítógépek, kapcsolók)
 Összeköttetések( pl.: áramkörök, vonal, csatorna, trönk)
A telekommunikáció módjai:
 Elosztott: üzenetszórás, tömegkommunikáció(rádió, TV)
 Közvetített: pont -pont vagy személyi kommunikáció

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
27
3.2 A kommunikációs rendszer

Bármely elektronikus kommunikációs rendszer célja a különféle információk hatékony
továbbítása egyik pontról vagy személytől a másikhoz. A hatékonyság értelmében az adott
kommunikációs rendszeren meghatározott időn belül a lehetséges legtöbb, az eredetivel azonos
információt kell közölni. Az alábbi ábrán (10. ábra) látható egy egycsatornás kommunikációs
rendszer működési vázlata.

A jel kódolását a modulátorok végzik, a vivőjel amplitúdó, frekvencia vagy fázis
modulációjával. Az adó oldali modulátor és a vevő oldali jeldekódoló a demodulátor közötti átviteli
közeg a távközlési vonal. Az átviteli közeg alapvetően vezetékes vagy vezeték nélküli. A
modulátor, a táv közlési vonal és demodulátor alkotja a távközlési csatornát. A baud a távközlési
csatorna másodpercenkénti jeleinek az egysége, azaz a jelsebesség mértéke. Azt mutatja meg, hogy
másodpercenként hányszor változik meg a csatorna állapota a moduláció következ tében. A
moduláció típusától függően a csatorna adatátvitel sebessége a jelsebesség többszöröse lehet,
melynek mértékegysége a másodpercenként továbbított elemi jelek (bitek) száma.

3.2.1 A moduláció

A moduláció befolyásolást jelent, arra vonatkozik hogy egy információt hordozó jelet
ráültetünk egy vivő jelre. A vivő egy nagyobb frekvenciás jel, amelynek a fázisa, frekvenciája,
10. ábra: Egycsatornás kommunikációs rendszer müködési vázlata

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
28
amplitúdója vagy ezeknek a kombinációja arányosan változik az az üzenetet hordozó jellel. A
modulált nagyfrekvenciás jelet a z adó állítja elő. A moduláció által létrejövő változásnak, az
átviteli úton változatlannak kell maradnia. A vevő a demoduláció során a hasznos jelet leválasztja
a vivőhullámról.
A távközlési csatornán átvitt jelekhez zajok adódnak, ennek következtében az átvitt jelek
torzulnak. A csatornán a jel – zaj viszony meghatározott értékeit biztosítani szükséges az átvitel
megbízhatósága érdekében. A kódolás célja biztosítani a jelek hibamentes visszaállítását a címzett
számára. A digitális kommunikáció esetébe n a jelek regenerálása eredményesebb, ami a csatornák
gazdaságosabb kihasználása mellett a másik fontos tényező, amiért alkalmazása előnyösebb. A
dekódolt jel az információ dekódolóra kerül, amely az elvárások szerint az adó oldali információval
azonos inf ormációtartalmat szolgáltatja az üzenet címzettjének.

3.2.2 Kódolási technikák

A számítógépes helyi hálózatok állomásai közötti kommunikáció esetén sem kerül
általában a bitfolyam közvetlenül a távközlési csatornára. A bináris kódok alapján a vevő nem
képes me gkülönböztetni a bitek határát. A vevőnek ismernie kell a bitidőt, vagy bitperiódust.
Az adatkódok a távközlési csatornán a jelkódolón átalakítva jelennek meg. Az információk
titkosításakor ugyancsak valamilyen célszerűen megválasztott algoritmus szerinti kódolást
használnak. Általában megfogalmazható, hogy a jelek meghatározott szabály szerinti képzését,
amikor az analóg információ minden kvantálási szintjéhez, vagy minden diszkrét információhoz
egy megkülönböztetett jelet rendelünk kódolásnak nevezzük.
A kódolás meghatározza, hogy hogyan építünk fel pontosan, hatékonyan egy üzenetet
hordozó jelet abból az adatból amivel kommunikálni szeretnénk. Ugyanúgy mint a modulációnál,
itt is sokféleképpen tudjuk kódolni az adatot, mindegyiknek megvannak a különleges ségei és
attribútumai és bármelyik választható hogy bizonyos szempontokból optimalizáljuk a
rendszerünket. [6]
Egy pár kódolási technika:
 NRZ (non -return to zero ) : egyfázisú kód, ebben a metódusban az
üzenetet hordozó jel nem tér vissza a zéróba minden bit keret után, ez
azt jelenti hogy az üzenet pontosan követi a digitális adat struktúráját

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
29
 NRZI (non -return to zero inverse): nincs átmenet a nullánál csak az
egynél

3.2.3 Manchester kódolás

A neve a Manchesteri Egyetem fejlesztőitől származik, ahol ezt a kódolást használták
adattárolásra egy mágneses lemezen a Manchester Mark 1 számítógépen. A Manchester kódolást
széles körben használják a távközlésben(pl.: DALI, RFID, NFC , Ethernet ). A Manchester kódolás
egy szinkron órajel kódoló technika, amelyet a fizikai réteg használ hogy kódolja egy szinkron
bitfolyam óra és adatjelét. Ebben a technikában az aktuális bináris adatok nem úgy vannak
elküldve, mint 1 -sok és 0 -sok sorozata, hanem a bitek át vannak alakítva, amelynek sok előnye van
egy közvetlen bináris kódolással szemben. A M anchester előnye hogy nincs egyenáramú
összetevője . Ennek pozitív következményei v annak a demodulátor áramkörben, mert tudjuk
kezelni egy átküldött rádiófrekvenciás spektrumot a moduláció után. Ez az jelenti, hogy azoknál
a moduláció típusoknál amelyeknél a kimeneti teljesítmény az üzenet függvénye, azoknál az átlag
teljesítmény konsta ns és nem függ a kódolt adatfolyamtól.
Az Open Systems Interconnection Reference Model , magyarul a Nyílt rendszerek
összekapcsolása, referencia modell egy rétegekbe szervezett rendszer absztrakt leírása, amely a
számítógépek kommunikációjához szükséges hálózati protokoll határozza meg.
Fizikai réteg: Elektromos és mechanikai jellemzők procedurális és funkcionális specifikációja két
(közvetlen fizikai összeköttetés) eszköz közötti jeltovábbítás cé ljából.
11. ábra: Az OSI modell rétegei

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
30
Manchester kód kétfázisú kódot eredményez, mert egy bitidőben a jel alacsony és magas
szintű komponense is látható. Minden bitperiódust két egyenlő félre oszt. A bináris 1 esetén a z első
félben a feszültségszint negatív és a bitidő második felében pozitív. A bináris 0 ennek fordítottja.
A kódolásnak van egy önszinkronizáló tulajdonsága, azaz a bitváltásokat lehet órajelként
használni. A bitenkénti polaritás váltás a vevő könnyű szin kronizálását biztosítja. A Manchester
kódolás hátránya az, hogy kétszer akkora sávszélességet igényel, mint az egyszerű bináris kódolás,
hiszen az impulzusok csak fele olyan szélességűek. A alábbi ábra(12. ábra) azt mutatja a
Manchester -kódolt jelét a ( 1,0,1,0,0,1,1,1,0,0,1 ) bitfolyamnak.

Megfigyelhetjük hogy a jel nem mindig a bit határoknál változik, de mindig van egy
változás mindegyik bit közepén. Ez a kódolás úgy is tekinthető, mint egy fázis kódolás , ahol
mindenik bit úgy van kódolva, mint egy pozitív 90 fokos fázis átmenet vagy egy negatív 90 fokos
fázis átmenet. Ezért a Manchester kódot néha úgy is hívják hogy Bifázikus kód. 12. ábra: Manchester kódolási folyamat

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
31
Az eredeti adatot a következőképpen (13. ábra) kapjuk meg a fogadott kódolt
bitből(Manchester IEEE 802.3): A Manchester kódolt bitet és az órajelet egy kizáró vagy kapu
bemeneteire kötjük és a kimeneten megkapjuk az eredeti jelet.
A két távoli eszköz, mely egymással kommunikálni kíván, saját órajellel rendelkezik,
melyek frekvenciája nem feltétlenül egyezik. Ezért szükséges olyan jelek továbbítása, melyek
segítségével az eszközök szinkronizálhatók. Az elcsúszások elkerülése érdekében a ve vőben egy
PLL fáziszárt hurok kerül kialakításra. Ennek szerepe az, hogy minden jelátmenetet ez érzékel,
ennek segítségével tudjuk a vevőt az adóhoz szinkronizálni. Erre a leginkább a Manchester kód
alkalmas, hiszen itt mindig van jelszintváltás.
Hibajelz és szempontjából a Manchester vonali kódolás megfelelő, viszont realizálhatóság
szempontjából nehéz megvalósítani.

3.3 A mikrovezérlők

„A mikrokontrollerek, egyetlen integrált áramkörrel (IC: Integrated Circuit) megvalósított,
mikroszámítógépek. Az integrá lt funkciókból adódó előnyöknek köszönhetően a mai elektronika
elképzelhetetlen a mikrovezérlők nélkül. A manapság gyártott elektronikai készülékek szinte
kivétel nélkül mikrovezérlő alapúak: TV, DVD, MP3 lejátszó.” [1]

13. ábra: Eredeti adat kinyerése a Manchester kódolt bitből

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
32
3.3.1 A mikrovezérlők általános felépítése

A mikrovezérlők felépítése hasonlít a mikroprocesszorok felépítésére, és a következő főbb
részekre bontható fel:
 CPU (Central Orocessing Unit) – a vezérlőegységből és egy aritmetikai logikai
egységből (ALU) épül fel. Az utasítások általánosan két operandust használnak, az
egyik az ALU – ban levő Working Register – ben található, a másikra pedig az
utasításban szereplő adatmemóriarekesz mutat.
 RAM (Random Acces Memory) – Futás közbeni adatok tárolására alkalmas
 ROM (Read – Only Memory) – Tápfeszültség hiányakor sem törlődik belőle az
adat. Ez az adat csak olvasható.
 I/O (Input/Output) portok – ezek segí tségé vel vihetünk be adatokat a
mikrovezérlőbe, illetve nyerhetünk ki belőle.
 Timer – Számláló – külső illetve belső jelek hatására léptethetőek, időzítések
előállítására alkalmasak
 Watchdog – Egy időzítő, aminek biztonsági szerepe van, a processzor lefagyása
esetén reset jelet küldd
 Soros perifériák segítségével oldható meg a kommunikác ió más soros eszközökkel.
Ilyenek például az I2C, SPI, USART, CAN stb.
Ezek a perifériákon kívül más opcionális perifériák is szerepelhetnek egy mikrovezérlő
felépítésében: jelgenerátorok (CCP, PWM – négyszögjelgenerátor), meghajtó egységek (LED vagy
LCD kijelzők), memória jellegű tároló eszközök olvasó perifériája (SD kártya olvasó), hálózati
kapcsoláshoz szükséges perifériák (Ethernet kapcsoló), USB csatlakozó, debug interfész

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
33
(hibakereséshez használható). Az alábbi ábrán (14 . ábra) látható egy általános blokk diagram a
mikrovezérlők felépítéséről.

3.3.2 Megszakítások

A megszakítások a processzorok egyik alapműveletét teszik ki. Megszakításkor a processzor
az éppen futó program működését félbehagyja, elmenti ennek állapotát, és egy magasabb prioritású
művelet elvégezésébe kezd, azt végrehajtja és visszatér az eredeti, m egszakított program
futtatásához.
Két fajta megszakítást különböztetünk meg:
 Szoftveres megszakítást
 Hardveres megszakítás
14. ábra: Mikrovezérlők általános blokk diagramja

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
34
Hardveres megszakítás esetén a processzor erőforrást (processzoridő) igénylő eszköz
megszakításkérést küld a mikroprocesszor felé, a megszakítás engedélyezése érdekében.
Amennyiben a megszakítás lehetséges, a mikroprocesszor pozitív válasz küld vissza és a kérést
kezdeményező eszköz használhatja a mikroprocesszort.
Szoftver megszakítás esetén a főprogram futását egy alprogram szakítja meg. Ebben az esetben
a főprogram futásállapota elmentésre kerül, majd miután a megszakítást kérő program befejezte a
műveletet a főprogram folytatja a futását a megszakítás előtti pozí cióból. Egy mikrovezérlőben
több megszakítás is lehetséges, nagyrészük a külső perifériákról érkezik.

3.3.3 ICSP (In – Circuit Serial Programming)

Az ICSP (In – Circuit Serial Programming = Áramkörben való soros programozás ) egy
lehetőség a programozható logik ai eszközök, mikrovezérlők és beágyazott eszközök
programozására, amelyek egy rendszer részét képezik, anélül, hogy a chip – et előre be kelljen
programozni, mielőtt behelyezzük a rendszerünkbe. Tehát a chip programozható, ha már egy
rendszer részét képezi , anélkül, hogy el kellene távolítsuk belőle. Az ICSP – t először a Microchip
Technology cég implementálta PIC és dsPIC eszközök programozására.
A legtöbb Microchip mikrovezérlőben, Az ICSP programozás két lábon történik, az órajel
(PGC) és az adat (PGD), ami közben egy tápfeszültség kell jelen legyen a Vpp /MCLR kivezetésen.
Egy külön fizikai eszköz (programozó) szükséges hogy a számítógép ki /bemeneti portját össze
kössük a mikrovezérlő ki /bemeneti portjaival, hogy tudjuk programozni .
Az alábbi ábrán ( 15. ábra) látható, hogy hogyan lehet megvalósítani a számítógép és a
mikrovezérlő közötti kommunikációt.
15. ábra: ICSP kommunikációs vonal

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
35

Amint az ábrán is látható a programozó és a mikrovezérlő között öt vonal szükséges a
programozáshoz. Az adat továbbítása két vonalon történik, a másik három vonal a programozás és
a chip táplálását biztosítja. Egy programozón az alábbi kivezetések találhatóak:
– Vpp: Programozási mód feszültség. Ez a mikrovezérlő MCLR kivezetésé re kell
legyen kötve. Ahhoz hogy belépjünk a programozás módba ez a kivezetés
tápfeszültség értéket kell kapjon .
– Vdd: E z a pozitív tápfeszültség bemenet a mikrovezérlőnek.
– Vss: N egatív tápfeszültség bemenet a mikrovezérlőnek és nulla volt referencia
a többi jelnek
– ICSPCLK: Ezen a lábon van az órajel, mindig a programozó határozza meg. Az
adatot a lemenő élen küldi el.
– ICSPDAT: Ezen a lábon küldi el az adatot a mikrovezérlő fele.

4. RÉSZLETES TERVEZÉS ÉS GYAKORLATI MEGVALÓSÍTÁS

Az általam készített áramkör kapcsolási rajzát és a nyomtatott áramkör tervét a Cadsoft
Eagle nevű tervezőprogram segítségével valósítottam meg. Azért választottam ezt a programot,
mert még volt lehetőségem dolgozni vele és használata egyszerűbb sok más te rvező szoftvernél,
ugyanakkor sok segítség található különböző fórumokon. A következőkben részletesen figyelembe
vesszük a rendszer fizikai felépítését és szoftveres megvalósítását. De mind ezek előtt a rendszer
tömbvázlatát (16. ábra) magyarázom el.

16. ábra: A rendszer tömbvázlata

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
36
A kódoló kimenetén megkapjuk a Manchester kódolt jelet. Itt lehetőség van mérni ez a kódolt
jelet és az adat jelet, annak érdekében, hogy tudjuk figyelemmel követni, hogy jól működik a
kódoló. Miután a kódolt jel kijön a mikrokontrollerből rámegy az optocsatolóra, majd ki a vonalba.
Ide is beiktattam egy mérőpontot, hogy nézhessük a kódolt jelet a vonalban. Miut án a jel
megérkezett a dekódoló részre a mikrokontroller elvégzi a megfelelő műveleteket hogy dekódolja
a jelet és a kimenetén visszakapjuk az eredetileg lekódolt jelt és az órajelet , amit szintén tudunk
mérni.

4.1 Hardver tervezés

Egy adott áramköri lap felépítésére annak kézbevételével és alapos megszemlélésével
következtethetünk. Minden áramköri lapnak rendelkeznie kell bizonyos csatlakozási pontokkal,
amelyeken keresztül tápellátást biztosíthatjuk, ki és bemeneti jeleket kapcsolhatunk az áramkörbe.
A csatlakozási pontok jelölése, dokumentálása az áramkör hasznosságának kulcsfontosságú eleme.
Ugyanígy az egyes, kiemelt fontosságú alkatrészek jelölése, az integrált áramkörök 1 -es számú
lábának jelzése, az áthidalások (jumpers) megnevezése és lábszámozása, a billentyűk jelölése és
számozása is nélkülözhetetlen.

A bemutató – lap csatlakozói

Az egyes csatlakozók formájukat tekintve utalnak arra, hogy milyen maximális áram folyhat
rajtuk keresztül. Az alábbi ábrán megfigyelhetjük mennyire eltérnek az 1 – es, 2 – es és 3 – as
csatlakozók a többi csatlakozóktól. Míg az első három csatlakozó nagyobb (5 -10 A) áramerősségre
szavatolt, addig a többi kis áramú (1 -250mA) jelek csatlakozására szolgál.
1, 2, 3 (X1, X3, X2 az elektromos rajzban) – külső tápellátás biztosítására szolgáló csatlakozó. 9 –
15 V közötti feszültséget kapcsolhatunk ide. Ideális esetben 12 V -os feszültséget állítunk be a
tápegységen és ellenőrizzük, hogy az áramkorlát legtöbb 1.5 – 2 V-os értéknél legyen.
4, 5 (SV1, SV2 az elektromos rajzon ) – a mikrovezérlő közvetlen, hardveres programozásához
használt csatlakozó (ICSP – In Circuit Serial Programming)

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
37
6, 7, 8 (SV3, SV5, SV4 az elektromos rajzon) – mérési pontok csatlakozói az áramkör különböző
részein
9 (SV6 az elektromos rajzon) – számítógéppel való kommunikációhoz használt csatlakozó

Reset gomb és tápellátást jelző LED – ek

A bemutatólap lehetővé teszi a mikrovezérlő program -memóriájának feltöltését (törlését majd
írását) anélkül, hogy a mikrovezérlőt az áramkörből el kéne távolítani. Ennek két alapvető módja
17. ábra: A bemutató -lap csatlakozói
18. ábra : Reset gomb és LED – ek

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
38
az áramkörben való soros programozás (ICSP ) valamint a betöltő program használata. Az adott
betöltő program használata esetén szükség van egy Reset állapotot előidéző nyomógombra,
ugyanis a betöltő program indulását követően rövid ideig várakozik a kapcsolatfelvételre, majd ha
ez nem következik be , és a programmemória többi részében már van futtatható köd, akkor áttér
annak a futtatására.
A tápellátást jelző LED -ek alapvető vizuális visszajelzésre szolgálnak azt illetően, hogy a
bemutató lapra kapcsoltunk -e tápfeszültséget.

10, 11 (S3, S4 az elektromos rajzban) – a mikrovezérlőt alapállapotba (Cold Reset) hozó jelzés
kiváltására szolgáló nyomógomb a mikrovezérlő MCLR (Master Clear) bemenete és a
földpotenciál (GND) közé csatlakoztatva.
12 (LED1 az elektromos rajzban) – a külső, nag yobb áramot biztosító betáplálás (1 – az X1 -es
csatlakozón keresztül) jelzésére szolgáló LED.
13 (LED3 az elektromos rajzba n) – a külső, nagyobb áramot biztosító betáplálás (3 – az X2 -es
csatlakozón keresztül) jelzésére szolgáló LED.

A fejlesztő – lap ele ktromos rajza

Minden áramköri lapnak létezik egy elektromos rajza, amelyben a tervező rögzíti az
áramkörben felhasznált elektromos alkatrészek egymással való viszonyát, vagyis meghatározza és
grafikus módon ábrázolja az alkatrészeket valamint azok ki és bevezetéseit más alkatrészekkel
összefüggésben. Az elektromos rajz alapján azonosítja a felhasználó a fizikailag megvalósított
nyomtatott áramkör vezetékeit és a beültetett alkatrészeket, ebből szerez tudomást egyes
csatlakozók elhelyezkedéséről és bekötés i módozatáról.
A projektemnek a hardver részét három részre osztottam, megvalósítás szempontjából, a
következőkben ezek szerint mutatom be az áramkör felépítését.
Az áramkör részei:
 Tápegység
 Mikrovezérlő és környezete

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
39
 Átviteli rész
A két mikrovezérlőt és környezetét azért tárgyalom egy részként, mert felépítés szempontjából
teljesen megegyeznek, csupán a rajtuk futó program kód különbözik.

4.1.1 Tápegység

Az áramkör táplálása egy feszültség stabilizátor áramkörrel történik. A tápegységet alkotó
elemek:
– Egy so rkapocsléc csatlakozó, amelyre egy egyenfeszültségű tápforással
csatlakozunk
– 7805 -ös stabilizátor integrált áramkör, amelynek minimum bemeneti feszültsége 8
volt és a kimenetre egy 5 voltos stabil feszültséget ad
– Két 10 mikrofarados polarizált kondenzátor a szűrésre
– Egy dióda az áramkör védelme érdekében

Amikor az X1 – es csatlakozóra 8 V – os feszültséget kapcsolunk ez elsősorban a D2,
fordított polarizálást kivédő diódán keresztül halad az IC2 – 7805TV feszültség stabilizátor fele.
19. ábra: Tápegység

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
40
A feszültség stabilizátor kimenete (3 -as láb) tart a mikrokontroller tápellátását biztosító VDD
pont fele.

4.1.2 A mikrovezérlő és közvetlen környezete

A 8 bites, Harvard architektúrájú, RISC mikrovezérlőt PIC18F4620 típusszámmal jelöli a
gyártó Microchip cég. A mellékelt elektromos bekötési rajzon a mikrovezérlő működéséhez
alapvetően fontos áramköri elemeket láthatj uk.
A mikrovezérlő tápellát ása az erre megjelölt kivezetése n történik, a 11 -es és 32 -es kivezetések
a pozitív tápfeszültségre (VDD), míg a 12 -es és 31 -es kivezetések a földpotenciálra (GND)
kapcsolódnak. Ajánlott a mikrovezérlő közvetlen tápvezetékeire (a tápfeszültséget fogadó
kivezetések közvetlen közelében) egy szűrő puffer kondenzátort csatolni.
A mikrovezérlő MCLR (RESET) kivezetése kettős funkciót lát el, „0” -ás logikai szinten tartva
alapállapotba hozza a mikrovezérlőt, közvetlen programozás esetéb en fogadja a beírás művelethez
szükséges magas (~12V) programozó feszültéséget (VPP – Voltage for Programming Pulse). A
MCLR (RESET) lábat egy 10kOhm -os ellenállással pozitív tápfeszültség fele polarizáljuk.
Szükség esetén, mint ahogy a bekötési raj zban is látható, egy nyomógomb beiktatásával lehetővé
tesszük a MCLR (RESET) kivezetés földpotenciálra való kapcsolását, ezáltal alapállapotba hozva
a mikrovezérlő belső áramköreit.
A mikrovezérlő működéséhez szintén alapvető feltétel az órajel. Az órajelet több módon is,
származhat belső vagy külső rezgőkör – oszcillátor kimenetéről. A belső oszcillátorok beállítását
és használatát az elektromos rajz nem tárgyalja. Az úgynevezett kül ső órajelet előállító oszcillátor
kivezetéseire (OSC1, OSC2) kvarckristályt vagy rezonátor áramkört csatolhatunk az elektromos
rajzon látható módon. A csatolt kvarckristály saját frekvenciája meghatározza a mikrovezérlő
órajel generátorának alapfrekvenciáj át, amelyet tetszés szerint leoszthatunk vagy akár 4 -szeres
értékre is felszorozhatunk egy fáziszárt hurok (PLL) segítségével. Egyszerű példa: egy 10MHz
saját frekvenciájú kvarckristály csatolásával maximálisan 40MHz -es órajel frekvenciát érhetünk el
(maxi mális mege ngedett órajel frekvencia). A C1, C14 kis kapacitásértékű kondenzátorok
csatolása elengedhetetlen (a C1 a beépített oszcillát or terhelő -kapacitása, míg a C14 a magas
frekvenciás harmonikusok szűrésére szolgál).

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
41

A mikrovezérlő közvetlen p rogramozására szolgál a SV1 – ICSP csatlakozó. Ide kötjük be a
mikrovezérlő azon kivezetéseit, amelyeken keresztül az áramkörben elvégezhető, soros
programozás lebonyolítható. Láthatjuk, hogy a MCLR/VPP, VDD, GND valamint RB6/PGC
(Programming Clock) és RB7/PGD (Programming Data) von alakat szükséges ide csatlakoztatni.
A SV3 csatlakozó arra szolgál hogy tudjuk mérni a mik rovezérlő kimenetén a Manchester
kódolt jelt, valamint az órajelt.

A ki/be – meneti csatornák

A mikrovezérlő működéséhez alapvetően szükséges áramköri elemek és csatolási módszerek
után rátérünk a KI /BE – meneti csatornák (I /O) csatlakozóinak bemutatására. Fontos kiemelni,
hogy a mikrovezérlő legtöbb kivezetése, köznyelvben „lába” több feladatot is elláthat, ha ezeket a
felhasználásukat megelőzően megfelelő módon beállítjuk. A legalapvetőbb kettős funkció egy
20. ábra: Mikrovezérlő és környezete

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
42
adott kivezetésre vonatkoztatva a KI – fele és a BE – fele irányuló logikai jelszintek továbbítása.
A KI – menetként beállított kivezetés a tápfeszültségtől függő logikai jelszintek előállítására képes.
Vagyis „1” – es szint esetében a pozitív tápfeszültséghez (VDD) nagyon közelítő feszültséget
kapcsol a kimenetére, a „0” – ás szint esetében a földpotenciálhoz (GND) nagyon köze li
feszültséget kapcsol a kimenetére. A BE – menetként beállított „láb” feladata, hog y a kivezetésen
megjelenő, külső logikai áramköröktől származó, logikai jelszinteket a mikrovezérlő belső
regiszterei fele közvetítse további kiértékelés végett.

4.1.3 Átviteli csatorna

A két mikrokontroller közö tt a leválasztást nem transzform átorokkal oldottam meg, az
alacsony átviteli sebesség miatt, hanem 6N137 – es optocsatolókkal. Ezekkel is le van választva
egymástól a három része az áramkörnek (az adó, a vonal és a vevő). Az alábbi ábrán (21 . ábra)
látható a két optocsatolóval megvalósított leválasztó áramkör .
Amint látható a vonalnak is külön táplálást tettem, hogy ne függjön a többi áramköri elem
táplálásától. Ugyanazt a tápegységet használtam , amelyet az előző részben bemutattam és
használtam a mikrovezérlők táplálására is.
21. ábra: Leválasztó áramkör és átviteli csatorna

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
43
Az optocsatolók kimenetét (6 – os láb) egy 2.2KOhmos felhúzó ellenálláson keresztül rá
kell kötni a táplábra (8 – as láb), mert másként nincs meg a megfelelő feszültség sz int.
A Manchester kódolt jel az első optocsatoló (OK1 az áramköri rajzon) 2 – es kivezetésén
érkezik, amely egy LED – et vezérel. Ha a 2 – es lábon egy magas szintű jel érkezik akkor a LED
világít, ennek következtében az első optocsatoló kimenete alacsony jelszint lesz, mivel a kimenetén
egy fordító kapu található. Ellenkező esetben, ha a 2 – es lábon egy alacsony szintű jel érkezik
akkor a LED nem világít, következtetésként az optocsatoló kimenete magas szintű lesz, a fordító
kapu miatt.
Az X6 és X7 csatl akozókat azért tettem be a rendszerbe, hogy lehessen szemléltetni a
„vonalat” (hogy valóban két szálon megy az információ), és nem csak két rövid vonallal
összekötöm a két optocsatolót.
A vonalból érkező Manchester kódolt jel a második optocsatoló (OK2 az áramköri rajzban)
2 – es lábán érkezik. Ugyanaz az elv szerint működik ez az áramköri elem is, mint a másik. Az a
különbség, hogy ennek az optocsatolónak a kimenete (6 – os láb) már rámegy a vevő áramkörben
található mikrovezérlő RB0 – ás kivezetésére, ho gy lehessen dekódolni a jelet.

4.1.4 Oszcillátor áramkör

A mikrovezérlőknek legtöbbször be van építve egy belső órajel generátor. A belső órajelet
nem nagyon szokták használni, mivel nem eléggé pontos és ezért általába n külső órajel forrást
használnak . A mikrovezérlők támogatják a külső órajel használatát, hogy lehessen hozzájuk
csatlakoztatni egy oszcillátort, ami ebben az esetben egy kristály oszcillátor. A kristály oszcillátor
egy elek tronikus oszcillátor, melynek mű ködése piezo elektromos jelenségen al apul (kristály
összenyomás hatására elektromos feszültség keletkezik) . A mechanikus rezgések frekvenciává
alakulnak a kristályban. A kvarc kristály oszcillátort pontos és stabil frekvencia előállítására
használják.
Az én megvalósításomnál az oszcillátor a mikrovezérlő azon felére került, amelyen vannak
az oszcillátor bekötéséhe z szükséges pinek (OSC1 és OSC2). Ahogyan látható egy 10 MHz – es
kristályt használtam a rendszeremben.

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
44
A 22 . ábrán látható, hog yan van bekötve az oszcillátor a mikrovezérlő OSC1 és OSC2
kivezetéseihez.

4.1.5 ICSP tüskesor

Az ICSP (In -Circuit Serial Prog ramming)
tüskesor bekötését a 23 . ábra szemlélteti. ICSP – re
azért van szükség mert ennek a segítségével tudjuk
felprogramozni a mikrovezérlőt. Ahhoz, hogy ICSP –
vel lehessen programozni a mikrovezérlőt, szükséges,
hogy tartalmazzon egy pár lábat, amelyek a PGD
(Adat), PGC (Órajel) és az MCLR. Ezek segítségével
lehet a megírt programo t beégetni a mikrovezérlő
memó riájába. A mikrovezérlőkenek különböző
méretű program memóriája van, ahhoz hogy tudjuk ,
hogy ez tudjuk programozni szükségünk van egy
eszköszre. PICkit fejlesztőeszköznek nevez ik,
amelyet a Microchip cég gyárt. A PICkit
22. ábra: Kristály oszcillátor bekötése
23. ábra: ICSP tüskesor

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
45
csatlakoztatása után felismeri a mikrovezérlőt és annak program memóriáját és a programozó által
megírt programot, amit átfordított .hex fájra feltölti a mikrovezérlőre. A PICkit fejlesztőeszköz,
hogy fel tudja t ölteni a programot az ICSP tüskesoron keresztül a mikrovezérlőre, tápellátást és
föld potenciált kell biztosítson neki.
4.1.6 Nyáktervezés

A nyomtatott áramkör tervezése szintén Eagle – ben történt. A nyáktervezés előtt meg kell
győződni arról milyen t ervezési szabályoknak kell megfeleljen a nyákterv. Például figyelembe kell
venni az alkatrészek típusát, méretét, ezen felül a vezetősávok szélessége a rajta átfolyó áramnak
megfelelő legyen, és elegendő t ávolságba legyenek egymástól. Ezt a shematic -ban tehetjük meg a
board parancs kiadásával. Ekkor megnyílik egy új ablak, amiben az alkatrészek fizikai
elhelyezkedését kell megoldani. Először el kell helyezni az alkatrészeket a tervezési szabályoknak
megfele lően. Azt is figyelembe kell venni, hogy könnyen összeköthetőek legyenek a megfelelő
lábak és esztétikailag is megfeleljen az elvárásoknak az elrendezés. Miután az alkatrészek a
megfelelő helyükre kerültek a vezető réteg kialakítása a cél. Ezt lehet kézzel vagy automatikus
huzalozással. A route utasítással összeköthetjük az áramköri elemek lábait. Ezt több
rétegen/oldalon is megtehetjük arra kell ügyelni, hogy az azonos rétegen /oldalon lévő vezetősávok
ne keresztezzék egymást vagy ne érjenek össze. Ha kiad tuk a route parancsot, akkor az egyik
unrouted (összekötetlen) vezetékre kattintva az egér húzásával húzhatjuk a vezetéket. Az elkészült
nyák terv a 24 . ábrán látható. A nyák terven is látszik, hogy három különböző föld potenciál van,
24. ábra:. NYÁK terv

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
46
ez annak érdekében, hogy tudjam szimulálni, hogy a rendszer különböző részei, nem függnek
egymástól, lehetnek más helyszíneken is. A megtervezet kész NYÁK -ot ki kell nyomtatni egy
fóliára. Az al ábbi ábrán (25. ábra) látható a kinyomtatott NYÁK terv, ami majd rákerül a réz lapra.

Az alábbi ábrán (26 . ábra) látható a teljesen kész hardvere a rendszeremnek.

26. ábra: Kész hardver 25. ábra: Kinyomtatott NYÁK terv

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
47
4.2 Szoftver tervezés

Ebben a részben a PIC18f4620 mikrokontroller működését leíró program részletes
bemutatásáról lesz szó.
A PIC mikorvezérlők fejlesztését számos szoftveres és hardveres eszköz segíti. Szoftveres
eszközök alatt főként a különböző programozási nyelveket és eg yéb fejlesztést segítő
alkalmazásokat értjük. Hardveres eszközök között pedig a programozók, demó áramkörök széles
választékát értjük. A Microchip cég ingyenes fejlesztői környezete az MPLAB, amely alkalmas
különböző fordítóprogramok kezelésére, szoftverpr ojektek menedzselésére. Lehetővé teszi
hardveres debuggerek és beépített szoftveres szimulátor valamint sok más segédeszköz (például
programozók) használatát, továbbá konfigurációs beállítások elvégzését, tartozik hozza saját C
fordító is (C18, C30, C32). De az MPLAB – on kívül még jó pár fejlesztői környezetet
használhatunk, például a Piklab vagy mikroC, amelynek van saját C fordítója.
A mikrovezérlőknél nem elég megírni a programot, hanem azt fel is kell tölteni a
mikrovezérlőre. Erre a célra a legalkalmasabb eszköz a PICkit3, a Microchip cég programozója.
Alacsony ára, valamint a támogatott eszközök egyre bővülő listájának köszönhetően egyre
népszerűbb nemcsak a hobbifelhasználók között, de a profi fejlesztők körében is.
27. ábra: Grafikus interész a beállításoknak

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
48
A projektem megvalósítására fejlesztői környezetnek a mikroC -t választottam, melyben C
nyelven írtam a programot és a program feltöltésére a mikrokontrollerre a PICkit3 – at használtam,
melyhez tartozik egy kiegészítő program, PICkit 3 programmer, ami együttműködik a mikroC
fordítójával.
A mikroC több szempontból is megkönnyíti a programozói munkát azáltal, hogy rengeteg
beépített függvénye van, a CONFIG regiszterek beállítására grafikus interfészt biztosít (27. ábra) ,
ahol legörülő menüből kiválaszthatjuk a beállításokat.

4.2.1 Ki-bemeneti portok

Ebben a részben a mikrovezérlő ki – és bemeneteivel foglalkozunk, az úgynevezett I /O
portokkal. A mikrovezérlők az I /O portokon keresztül tartják a kapcsolatot a külső áramkörrel:
fogadhatják a külső eszközök logikai jeleit, vagy vezérelhetik azokat. Vizsgálhatjuk például egy
nyomógomb állapotát, vagy be /ki kapcsolhatunk egy LED – et. Az általános célú ki- és
bemeneteknek a mikrovezérlő kivezetésein osztozkodniuk kell a speciális célú perifériákkal (soros
port, analóg komparátor, impulzus szélesség modulátor kimenet stb.).
28. ábra: I/O pin felépítésének vázlata

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
49
Az I /O portok vezérlése Speciális Funkciójú Regiszterek (SFR) segítségével történ ik.
Minden I /O porthoz tartozik négy olyan regiszter, amelyek kifejezetten a port működésével vannak
kapcsolatban:
– TRISx : Adatáramlási irány regiszter
– PORTx: I /O Port regiszter
– LATx: I /O Latch (adat retesz) regiszter
– ODCx: Nyitott nyelőelektródás (Open Drain) üzemmódot vezérlő regiszter
A mikrovezérlő minden I /O kivezetéséhez a TRISx, PORTx, LATx és ODCx regiszterek egy
– egy bitje tartozik.
TRISD = 0b00000000 ;
TRISB = 0b00000001;
Ami 0 az Output azaz kimenet, ami meg 1 -es az Input, azaz bemenet. Az én esetemben az
RD0 és RD1 – es kivezetéseire a mikrokontrollernek egy – egy LED van kötve, azért kell azokat
kimenetnek konfigurálni, hogy a program futása közben használhassuk őket.

4.2.2 Kezdeti lépések

Lege lső lépés az volt, h ogy beállítottam a mikrovezérlő kivezetései t, hogy ki vagy
bemenetként fogo m majd használni őket.
TRISD = 0b00000000;
PORTD = 0b00000000;
Egy programkód lehet szintaktikailag helyes, de fordítás és feltöltés után nem biztos, hogy
megfelelően működik. Ennek kiszűrésére és a folyamatok jelzésére használtam egy LED -et, egy
másik pedig a tápellátást jelzi. Az alábbi módon vannak deklarálva a LED – ek hogy könnyebben
lehessen hivat kozni rájuk.
sbit LED1 at RD0_bit;
sbit LED2 at RD1_bit;

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
50

4.2.3 Kódoló

Ebben a részben az első mikrokontrolleren futó kódról, annak megvalósításáról lesz szó és
az ehhez szükséges beállításokról a mikrovezérlőben.
Amint alább is látható az első lépésekben deklaráltam egy pár konstanst , a könnyebb
hivatkozás és az kód érthetősége érdekében.
sbit LED1 at RD0_bit;
sbit LED2 at RD1_bit;
sbit ENCODER_OUT at RD7_bit;
sbit DATA_OUT at RD6_bit;
A következőkben deklaráltam egy változót, amelyben a felhasználó megadh atja, hogy mely
biteket szeretné kódolni és egy MAX _BITS konstanst, amely a kódolni kívánt bitek számának a
kétszerese. Erre azért van szükség, mert e szerint működik a kódoló függvény és a kiküldés az
egyik kivezetésére (ENCODER_OUT).
int serialdata = 0b 10000001;
#define MAX_BITS 16
A különböző deklarálások után következik a függvény, amely kódolja a bitfolyamot. Ez a
függvény visszatéríti a Manchester kódolt értékét a bitfolyamnak, amely kétszer olyan hosszú lesz,
mint az eredeti bitfolyam.
29. ábra: Kódoló függvény

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
51

A függvény megkapja paraméterként a kódolni kívánt bitsorozatot. Egy for ciklussal megyek
a bit sor hosszának végéig és kódolom a j elet. Először a manchesterdata változót eltolom kettővel
balra, hogy legyen hely ahova be tudom tenni a következő bit kódolt értékét. Ezután a maszkolás
és az eltolás technikáját használva vizsgálom, hogy az aktuális bit „0” vagy „1”. A mask kezdeti
értéke 1. Ezt ha eltolom i -vel balra és éselem a serialdata -val (ebben van a kódolni kívánt adat),
akkor mindig az aktuális bit lesz vizsgálva a többi értéke „0” lesz. Az éselés eredménye egy nyolc
bites szám lesz, ezért est még vissza kell toljam jobbra i -vel, hogy egy bitet tudjak vizsgálni. Ha az
aktuális bit értéke „1” akkor a manchesterdata változóba beteszek egy „01” átmenetet, ellenben
egy „10” átmenetet. Majd ha minden bit el lett kódolva visszatérítem a manchesterdata változót,
ami tartalmazza az összes bit kódolt értékét.
Ahhoz hogy a kódolt biteket azonos időközönként küldjem el, a beépített Timer0 modult
használtam. A Timer0 – nak használható időzítőként és számlálóként. A Timer0 – nak meg kell
adni, hogy mikor csorduljon túl. Ha elérte ezt a számot akkor küldd egy jelző bitet, ami jelzi hogy
elszámolt az adott időig. Az adatbitek frekvenciája 500 Hz, ami azt jelenti, hogy egy bit periódus
2 ms tart. Ennek megfelelően a Manchester kódol t jel 1 frekvenciája KHz kell legyen. A Timer0
modult a kö vetkezőképpen inicializálta m (30 . ábra), ami azt jelenti, hogy minden 1 ms után küldd
egy megszakítást.
30. ábra: Timer0 inicializálása

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
52
A megszakítás függvény akkor hívódik meg, ha Timer0 túlcsordult. Ebben a függvényben
mindössze annyit csinálok, hogy kiteszek egy bitet a kimenetre minden megszakításnál. A
kiküldésnél is kellett alkalmazzam az eltolás és maszkolás technikáját, mert az adatom 16 illetve 8
bites és a kiv ezetés csak egy bites. Amint a 31. ábrán is látható a Manchester kódolt adatot bitjeit
minden megszakításra küldöm és az eredeti adat bitjeit mind en második megszakításra, hogy
legyen szinkronban a két jel.
A main függvényben beállítom, hogy melyik kivezetések legyenek kimenetek, majd meghívom
a SerialToManchester() függvényt, hogy kódolja a biteket. Ezután elindítom a Timer0 modult.
31. ábra: Megszakítás függvény
32. ábra: main függvény

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
53
4.2.4 Dekódoló

A kódolóhoz hasonlóan, itt is az első lépésekként deklaráltam egy pár konstanst a könnyebb
érthetőség és hivatkozás érdekében.
sbit LED1 at RD0_bit;
sbit LED2 at RD1_bit;
sbit DECODER_IN at RB0_bit;
sbit CLOCK at RD6_bit;
sbit DECODED_DATA at RD7_bit;
A DECODER _IN a dekódoló bemenete, ezen keresztül érkezik a Manchester kódolt jel. A
DECODED _DATA és a CLOCK kimenetek, amelyen a dekódolt adat illetve az órajel jelenik majd
meg.
A dekódoló implementáció itt nem a felmenő vagy lefutó éleken alapszik, hanem azon az elven
hogy a bit értéke a bit idő első felében va n, az átmenetet megelőzően. Ha egy ¾ -ed bitidő késleltetés
van, akkor az érték amelyet a késleltetés végén nézünk az a következő bit értékét jelenti.
Viszont ha így gondolkodunk az első bitet elveszítjük, azt nem tudjuk dekódolni. Ezért az első
élváltás követően nem a bitidő ¾ – ig kell számolni, hanem csak ¼ – ig. A következő élváltásoknál
viszont már ¾ bitidőig kell számolni, hogy visszaállítsuk a jelet.
33. ábra: Dekódolási elv

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
54
Az órajelet a Manchester kódolt adat jelből kell visszaállítani. A késleltető egység azért
szükséges, hogy megkapjuk az aktuális adat jelet. Ha ezt a jelet XOR -oljuk a Manchester kódolt
jellel akkor megkapjuk az órajelet. Ez a hullámf orma a 34 . ábrán látható.

A dekódoláshoz négy megszakítás modult használtam, hogy helyesen visszakapjam az adat és
az órajelet.
Port B megszakítás. Ez akkor következik be, ha egy változás történt a B port valamelyik
bemenetén. Azért volt rá szükség, mert ennek segítségével detektáltam, hogy mikor kezdődik egy
kódolt bitfolyam. Ha érkezett egy ilyen megszakítás akkor elindítottam eg y Timer1 modult.
34. ábra: Adat és órajel visszaállítása
35. ábra: Port B megszakítás

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
55
Timer1 modul. Túlcsordul és megszakítást küldd, ha elér egy előre beállított értéket. Ez a
beállított érték az én esetemben 5 ms. Azért ez az érték, mert nekem a leghosszabb idő, amíg nem
történik változás az maximum 2 ms (mert ennyi egy bit idő). Azért van így mert két bájt küldése
között az idő több mint 2 ms. Azért kellet használjam ezt a modult, hogy tudjam detektálni, hogy
mikor kezdődik egy Manchester kódolt bitfolyam. Ha érkezett egy ilyen Timer1 jelző bit, akkor
tudom hogy kezdődi k a kódolt bitfolyam. Megnézem az aktuális jelszintet és annak függvényében
beállítom, hogy az INT0 megszakítás a fel vagy a lemenő élet figyelje.

INT0 megszakítás. Akkor érkezik, amikor egy élváltás történik. Be kell állítani, hogy fel vagy
lemenő élre küldjön megszakítást. Erre a modulra azért volt szükség, hogy tudjam mindig honnan
36. ábra: Timer1 megszakítás
37. ábra: INT0 külső megszkítás

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
56
kell elkezdni számolni a ¾ – ed bitidőt. Ha érkezett egy INT0 jel zőbit akkor két esetem van. Ha az
első bitet dekódolom, akkor a Timer0 modulba betöltök ¼ – ed bit periódusnyi értéket (0.5 ms). Ha
már nem az első bitet kódolom, akkor ¾ – ed (1.5 ms) bit periódusnyi értéket töltök be a Timer0 –
nak és elindítom.

Timer0 megszakítás. Túlcsordul és megszakítást küldd, ha elér egy előre beállított értéket. Ez
az érték kezdetben 0.5 ms mert az első él után ennyit kell számolni. Viszont ha érkezik egy Timer0
megszakítás, akkor már 1.5 ms értéke t állítok be neki, hogy ¾ bit időig számoljon. Amikor érkezett
egy megszakítás, ami azt jelenti, hogy elszámolt ¾ bit időig, akkor történik a dekódolás.
Mintavételezem az aktuális jelszintet és kiteszem a kimenetre. Majd beállítom, az INT0 külső
megszakítást, hogy felmenő vagy lemenő élre figyeljen.

Ezután az INT0 „elkapja” a következő élet és indítja a Timer0 –t. Mindez addig folytatódik,
amíg az összes adat nincs dekódolva.
Az órajelet úgy állítom vissza, hogy a Timer0 megszakításkor mintavételezett értéket XOR –
olom a bejövő Manchester kódolt adattal.
38. ábra: Timer0 megszakítás

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
57

5. A RENDSZER TESZTELÉSE

A rendszer egy részének a tesztelése az OrCad elnevezésű szoftverrel volt elvégezve. Ennek a
szoftve rnek van egy beépített szimulációs része, amely segítségével tesztelhetők a tervezett
áramkörök. Itt viszont csak az optocsatolók helyes működését tudtam szimulálni, mivel a
mikrovezérlőkre nem volt még szoftver írva. Az alábbi ábrán lá tható (39. ábra), hogy az első
optocsatoló bemenetére rávezettem egy Manchester kódolt jelet és a második kimenetén
megjelenik ugyanaz a jel, ami majd a dekódoló mikrovezérlőhöz továbbítódik.
Miután megírtam a szoftvert a mikr ovezérlőkre, azok működését is tudtam tesztelni. A mérések
itt már a megvalósított áramkörön történtek, oszcilloszkóp segítségével. A kódoló t teszteltem, hogy
bármilyen bemeneti adatra helyesen működjön. Ezeket a kódoló részen elhelyezett mérőpontok
segíts égével tettem, ahol lehet mérni a bemeneti adatot, valamint a kódolt bitfolyamot . Az alábbi
ábrán (40 . ábra) látható a kódoló bemenete és kimenete. A felső, kék jel a kódolni kívánt adat
39. ábra: Optocsatolók szimulálása

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
58
(10000001) és az alsó, sárga jel a kódoló kimenetén lévő kódolt bitfolyam. Látható hogy az „1” bit
kódolása egy magas – alacsony átmenet, míg a „0” kódolása egy alacsony – magas átmenet.

Ezután a vonalban is végeztem méréseket. Ugyanezt a jelet kiküldtem és megmértem az első
optocsatoló kimenetén a jel et. Amint látható a vonalban (41 . ábra) a jel épp az előző ellentéte, ez
azért van mert az optocsatoló kimenetén van egy fordító kapu.

40. ábra: A kódoló bemenete és kimenete
41. ábra: Mérés az átviteli csatornán

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
59
Ezután a dekódoló résznél következtek a mérések. Itt vizsgáltam a mikrovezérlő bemenetén a
jelet, valamint a kimenetén.

Amint az ábrán (42. ábra) látható itt a jel már visszafordul eredeti állapotába, ugyanis a második
optocsatoló kimenetén is található egy fordító kapu. Ez a jel megy tovább a dekódoló bemenetére
is. Ha megtörtént a dekódolás akkor a mikrovezérlő kimenetén megjelenik a dekódol t adat,
valamint a visszaállított órajel. Ez a 43 . Ábrán látható.
A felső, kék vonal a visszaállított órajelet mutatja, amelynek minden felmenő élén olvasva a
alsó jelet, megkapjuk a dekódolt adatot (10000001).
42. ábra: A dekódoló bemenete
43. ábra: Visszaállított órajel és dekódolt adat

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
60
6. TELEPÍTÉSI ÉS FELHASZNÁLÓI ÚTMUTATÓK

6.1 Telepítési útmutató

A rendszer működéséhez csupán egy tápforrásra, valamint egy oszcilloszkópra van
szükségünk, amivel tudjuk mérni a jeleket. Csatlakoztassunk egy 8 – 12 voltos tápfeszültséget az
annak megjelölt csatlakozókba, vigyázva hogy ne cseréljük fel a polaritásokat. Ha ez megtörtént
már működik is a rendszer. A mikrovezérlő megőrzi memóriájában az utoljára feltöltött programot,
tehát ha mérünk akkor az előző programban használt adatok eredményeit fogjuk látni.

6.2 Felhasználói útmutató

Ha betápláltuk a rendszert, akkor már használatra kész. A tápellátást jelző ledek mutatják, hogy
kap feszültségforrást a két mikrovezérlő. Ha csak mérni szeretnénk, akkor a kijelölt mérőpontokon
megtehetjük az. Méréseket végezhetünk a kódoló kimenetén, az átviteli csatornán, valamint a
dekódoló kimenetén. Ha azt szeretnénk, hogy egy általunk választott adatot kódoljon, akkor a
kódoló szoftverében megadjuk a kódolni kívánt adatot és feltöltjük a programot a kódoló
mikrovezérlőre. Ha ez megtörtént már végezhetjük is a méréseket, és meggyőződh etünk arról, hogy
egy bármilyen bitfolyam kódolására, illetve dekódolására képes.

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
61
7. IRODALOMJEGYZÉK
[1] Borsi István Norbert „Mikrokontrollerek az informatika oktatásában” Debrecen Egyetem
Informatika kar, 2007
[2] Polgár Zsolt Alfréd , Telefonie digital ă: technici de acces în rețeaua telefonică, parametrii
circuitelor telefonice, sisteme de transmisii telefonice
[3] Ciurea, Dragoș I., Transmisiuni telefonice /Dragoș I. Ciurea. – București: Matrix Rom, 2004.
– 290 p.
[4] Ioan, Lucian – Niculescu, Gr azziela, Sisteme de comunicații: Cunoștinșe generale și
arhitecturi reprezentative
[5] www1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/30277d.pdf ICSP programming guide
[6] Jyrki T. J. Penttinen, The Telecommunication Handbook: Engineering Guidelines fod Fixed,
Mobile and Satellite Systems
[7] http://docwiki.cisco.com/wiki/Ethernet_Technolo gies#10 -Mbps_Ethernet -10Base -T
[8] http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/rc5.php
[9] http://www.priority1design.com.au/em4100_protocol.html

Universitatea Transilvania din Bra șov Technologii și sisteme de telecomunicații
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor 2016
62
Ábrajegyzék
Figure 1: Flowchart of the encoder ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 12
Figure 2: Principle of the decoder ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 13
3. ábra: Az optocsatolkók szimulálása ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 21
4. ábra: 10Base -T kapcsolat ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 22
5. ábra: RC -5 moduláció ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 23
6. ábra: RC -5 üzenet ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 23
7. ábra: Adat felépítése a transzponderben ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 24
8. ábra: RFID küldés példa ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 25
9. ábra: Manchester kódolás az RFID -nál ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 25
10. ábra: Egycsatornás kommunikációs rendszer müködési vázlata ………………………….. ………………………. 27
11. ábra: Az OSI modell rétegei ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 29
12. ábra: Manchester kódolási folyamat ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 30
13. ábra: Eredeti adat kinyerése a Manchest er kódolt bitből ………………………….. ………………………….. ……. 31
14. ábra: Mikrovezérlők általános blokk diagramja ………………………….. ………………………….. ………………… 33
15. ábra: ICSP kommunikációs vonal ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 34
16. ábra: A rendszer tömbvázlata ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 35
17. ábra: A bemutató -lap csat lakozói ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 37
18. ábra: Reset gomb és LED – ek………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 37
19. ábra: Tápegység ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 39
20. ábra: Mikrovezérlő és környezete ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 41
21. ábra: Leválasztó áramkör és átviteli csatorna ………………………….. ………………………….. …………………… 42
22. ábra: Kristály oszcillátor bekötése ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 44
23. ábra: ICSP tüskesor ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 44
24. ábra:. NYÁK terv ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 45
25. ábra: Kinyomtatott NYÁK terv ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 46
26. ábra: Kész hardver………… ….…………………………………………………………………….… .46
27. ábra: Grafikus interfész a beállításoknak……………..…………… …..…………………………… .…47
28. ábra: I /O pin felépítésének vázlata………………………… …..………………………………………48
29. ábra: Kódoló függvény……… ………………………………………………………………………… .50
30. ábra: Timer0 inicializálása…… ……………………………………………………………………… ….51
31. ábra: Megszakítás függvény…………………………… …………………………………………… .…52
32. ábra: main függvény………………………………………………… ……… ……… ……………… .…52
33. ábra: Dekódolási elv……………………………………………………………………………… ……..53
34. ábra: Adat és órajel visszaállítása………… .……………………………………………………… .…..54
35. ábra: Port B megszakítás………………… …………………………………………………………..…54
36. ábra: Timer1 megszakítás ……………………………………… …………………………………… .…55
37. ábra: INT0 külső megszakítás…………………………………………………………… .……………55
38. ábra: Timer0 megszakítás…………………………………… ……………………………………… .…56
39. ábra: Optocsatolók szimulálása…………………………………………………………… ………… …57
40. ábra: A kódoló bemenete és kimenete……………………… ……….. …………………………… .…..58
41. ábra: Mérés az átviteli csatornán………………… ……….. ………………………………………… …58
42. ábra: A dekódoló bemenete…………… …..………………………………………………… .………..59
43. ábra: Visszaállított órajel és dekódolt adat…………………………………………………… …… .….59