thiết kế máy báo nhắn và ghi lại lời nhắn qua điện thoại khi chủ nhà không có ở nhà

Phiên bản cải tiến mô hình này gọi là hệ thống tổng đài kiểu Strowger trở thành phổ biến vào các năm 20, trong hệ thống Strowger, các cuộc gọi được kết nối liên tiếp tùy theo các số điệ

Trang 1

Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Trần Dũng Trình

MUC LUC

PHAN I: DAN NHAP

Trang :

PHẦN II: NỘI DUNG

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ TỔNG DAI VA MAY

ĐIỆN THOẠI

A TỔNG ĐÀI

I SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIEN TONG DAI 7

II GIỚI THIỆU

II SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI

IV.CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ĐIỆN TỬ

B.MÁY ĐIỆN THOẠI VÀ PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG

GIUA TONG DAI VA MAY DIEN THOAI:

I GIGI THIBU TONG QUAN VE MAY DIEN THOẠI 18

II PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG GIỮA TỔNG ĐÀI VÀ MAY ĐIỆN THOẠI

CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU CÁC VI MẠCH ĐƯỢC SỬ

DỤNG TRONG LUẬN VĂN

Trang 2

CHUONG III: KHAO SAT VI DIEU KHIEN 89C51

II CẤU TRÚC BÊN TRONG VI ĐIỀU KHIỂN 38

V HOAT DONG PORT NOI TIEP

CHƯƠNG IV :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

CHƯƠNG V: LƯU ĐỒ VÀ CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MEM

CHUONG VI: BAO CAO KET QUA THI CONG

Trang 3

PHẦN I: DẪN NHẬP

I DAT VAN DE:

Trong thời đại công nghiệp thì thông tin liên lạc là một nhu cầu không thể

thiếu của con người Nhất là việc sử dụng điện thoại để liên lạc với nhau trên tất

cả các lĩnh vực của đời sống xã hội Nó giúp con người tiết kiệm thời gian rất

nhiều trong công việc, con người có điều kiện quan tâm nhau nhiều hơn, công việc

được thực hiện dễ dàng hơn Nhưng trong điều kiện hiện nay của đất nước ta thi

giá cước điện thoại còn khá cao, đặc biệt là giá cước của điện thoại di động Do

đó, việc sử dụng điện thoại bàn với giá cước có thể chấp nhận được thì đó là sự

lựa chọn đa số của người dân Việt Nam hiện nay

Chúng ta đang tiến hành công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước cơ cấu nên kinh tế có sự thay đổi chuyển dân từ nền sản xuất nông nghiệp sang nền sản xuất

công nghiệp

Thời gian trong ngày của người lao động bây giờ chủ yếu là ở công xưởng,

nhà máy, xí nghiệp, ít có điều kiện liên lạc với nhau hoặc bận đi đâu đó nên không có mặt ở nhà khi có người gọi Do đó, giải pháp giúp con người luôn luôn

cắm thấy gần gửi với nhau trong cuộc sống đó có thể là một chiếc máy nhận tin

nhắn qua điện thoại Nó giúp cho con người ít tốn thời gian để báo cho nhau một tin tức gì đó mà họ không thể lúc nào cũng có thể dễ dàng gặp được nhau

Il MUC DICH YEU CAU CUA ĐỀ TÀI:

Muc dich:

Đề tài được nghiên cứu với mục đích thiết kế được một chiếc máy báo vắng va ghi

lại lời nhắn qua điện thoại khi chủ nhà không có ở nhà

Yêu cầu:

- _ Xử lý được tín hiệu chuông từ tổng đài gởi đến trong một thời gian nhất

định để vi điều khiển tác động đóng tải giả để thông thoại

- _ Sử dụng IC chuyên dùng để lưu giọng nói

- Tra lời điện thoại và yêu cầu người gọi để lại tin nhắn

- _ Lưu lại tin nhắn của cuộc gọi thứ nhất và hiển thị trên led 7 đoạn để biết có một tin nhắn

- _ Lưu lại tin nhắn kế tiếp sao cho không đè lên tin nhắn trước và led hiển thị

số tin nhắn tương ứng đã được ghi

- _ Xử lý được tín hiệu gác máy để kết thúc quá trình ghi lại lời nhắn

- _ Phát lại các tin nhắn đã lưu và có thể truy xuất bất kỳ một tin nhắn nào theo ý muốn của người nhận

II GIỚI HẠN ĐỀ TÀI:

Do hạn chế thời gian còn nên để tài mới chỉ dừng lại ở việc sử dụng những IC

chuyên dùng có sẵn trên thị trường để thi công mạch Bên cạnh đó kiến thức về

Trang 4

lĩnh vực điện thoại của người thực hiện còn bị hạn chế Do đó, để tài chỉ nghiên cứu những cái cơ bản nhất của mạng điện thoại và máy điện thoại để có thể xử lý được các tín hiệu cân thiết trong quá trình thi công mạch Trong phạm vi để tài về phần xử lý thông tin thì người thực hiện chỉ sử dụng vi điều khiển 8§9C51

Đề tài mới chỉ thực hiện việc lưu tin nhắn giới hạn trong thời hạn là 60 giây do đó

chỉ tối đa hai hoặc ba tin nhắn tuỳ thuộc vào thời gian một tin nhắn gởi đến

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC THI ĐỀ TÀI:

Với những yêu cầu đã được trình bày ở trên, ta có thể đưa ra các phương pháp để thực thi dé tài sau:

e Tham khảo tài liệu

e Thiết kế sơ đổ nguyên lý

e Thi công mạch và kiểm tra

e_ Viết chương trình cho vi điều khiển hoạt động

V CÁC PHƯƠNG ÁN KHẢ THỊ TRONG KHI THỰC HIEN :

1 Phương pháp sử dụng băng từ để lưu tin nhắn :

- _ Kết cấu mạch phức tạp, khi ghi và đọc đòi hỏi phải cần các mạch khuếch

đại ghi, khuếch đại phát, mạch ALC (auto level control)

- Số lần ghi đọc thấp, mau hư

- _ Khó truy xuất từng đoạn tin ngẫu nhiên

2 Phương pháp sử dụng vi mạch nhớ:

a Ưu điểm:

- _ Kết cấu mạch đơn giản không cần các mạch khuếch đại trung gian

- _ Có thể ghi và xoá nhiều lần

- C6 thé truy xuất ngẫu nhiên từng đoạn tin nhắn dễ dàng

- Dễ điều khiển

b Nhược điểm:

- - Giá thành tương đối cao

- _ Thời gian lưu trữ tin nhắn không được nhiều

VI PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN:

Qua quá trình tìm hiểu, nghiên cứu người thực hiện quyết định chọn phương

án 2 để triển khai vì những lý do sau:

- - Tính mới mẻ của phương án

Trang 5

- _ Đáp ứng được yêu câu của thực tế hiện nay: chuyển dần từ xử lý tương tự

sang xử lý tín hiệu số

Là cơ sở tiền đề có thể giao tiếp với các vi mạch nhớ để tăng thời gian lưu trữ

trong quá trình ghi lại tin nhắn

Trang 6

PHAN II: NOI DUNG

Trang 7

GIGI THIEU VE TONG DAI VA MAY DIEN THOAI

A TONG DAI

I SƠ LƯỢC LICH SU PHAT TRIEN TONG DAI:

Năm 1876 việc truyền tiếng nói qua khoảng cách xa bằng sợi cáp đồng trở

thành hiện thực khi Alexander Graham Bell phát minh ra máy điện thoại Hệ thống

tổng đài nhân công được gọi là tổng đài cơ điện được xây dựng ở New Haven của

Mỹ năm 1878 là tổng đài thương mại đâu tiên trên thế giới Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ điện thoại một cách thoả đáng, hệ thống tổng đài tự

động được A.B Strowger của Mỹ phát minh năm 1889 Phiên bản cải tiến mô hình

này gọi là hệ thống tổng đài kiểu Strowger trở thành phổ biến vào các năm 20, trong hệ thống Strowger, các cuộc gọi được kết nối liên tiếp tùy theo các số điện

thoại trong hệ thập phân và do đó được gọi là hệ thống từng nấc

Sau chiến tranh thế giới lần thứ II, nhu câu về các tổng đài có khả năng xử lí các cuộc gọi tự động nhanh chóng tăng lên Để phát triển loại hệ thống tổng đài này yêu cầu phải có sự tiếp cận mới hoàn toàn, do cần phải giải quyết các vấn đề

phức tạp về tính cước và đối vơi việc xuất hiện một cuộc gọi mới đòi hỏi phải xử lý

nhiều tiến trình Hệ tổng đài với các thanh ngang dọc được ra đời

Hệ tổng đài với các thanh ngang dọc được đặc trưng bởi việc tách biệt hoàn toàn chuyển mạch cuộc gọi và các mạch điều khiển Đối với chuyển mạch ngang

dọc, loại thanh ngang dọc kiểu mở đóng được sử dụng, bằng cách sử dụng loại

chuyển mạch này có một bộ phận mở đóng có sử dụng rờ-le điện từ Chất lượng

của cuộc gọi được cải thiện rất nhiều Ngoài ra người ta còn sử dụng một hệ diều

khiển chung để điều khiển đồng thời một số trường chuyển mạch khi đó là các

xung quay số được lưu trữ vào các mạch nhớ và sau đó bằng một thuật toán được

xác định trước, các thông tin địa chỉ thuê bao bị gọi sẽ được phân tích để lựa chọn,

thiết lập tuyến nối tới thuê bao bị gọi

Năm 1965 tổng đài điện tử có dung lượng lớn được gọi là ESS No.1 được lắp

đặt và đưa vào khai thác thành công ở Mỹ Từ đó mở ra một kỉ nguyên mới cho hệ thống tổng đài điện tử Hệ thống ESS No.1 là một hệ tổng đài sử dụng các mạch

điện tử, bao gồm các vi mạch xử lí và các bộ nhớ để lưu trữ chương trình cho quá

trình xử lí cuộc gọi và khai thác bảo dưỡng Nhờ đó đã tăng được tốc độ xử lí cuộc gọi, dung lượng tổng đài được tăng lên đáng kể Ngoài ra hệ tổng đài điện tử còn tạo được nhiều dịch vụ mới cung cấp cho người sử dụng, đồng thời để vận hành và

bảo dưỡng tốt hơn, tổng đài này được trang bị chức năng tự chẩn đoán Tầm quan

trọng của việc trao đổi thông tin và số liệu một cách kịp thời có hiệu quả đang trở nên quan trọng hơn khi xã hội tiến đến thế kỉ thứ 21 Để đáp ứng một phạm vi rộng các nhu cầu của con người sống trong giai đoạn đầu của kỉ nguyên thông tin, các dịch vụ mới như dịch vụ truyền số liệu, địch vụ truyền hình bao gồm cả dịch vụ

điện thoại truyền hình, các dịch vụ thông tin di động đang được phát triển và thực

hiện Nhằm thực hiện có kết quả các dịch vụ này, IDN (mạng số tích hợp) có khả

năng kết hợp công nghệ chuyển mạch và truyền dẫn thông tin qua quá trình xử lí

Trang 8

2.1 Tổng đài nhân công:

Tổng đài nhân công ra đời từ khi mới bắt đầu hình thành hệ thống thông tin

điện thoại Trong tổng đài này, việc định hướng thông tin được thực hiện bởi sức

người Nói cách khác việc kết nối thông thoại cho các thuê bao được thực hiện bởi

các thao tác trực tiếp của con người Người thực hiện các thao tác này được gọi là điện thoại viên Nhiệm vụ của điện thoại viên trong tổng đài này bao gồm:

> Nhận biết nhu cầu của thuê bao gọi bằng các tín hiệu đèn báo hoặc chuông kêu, đồng thời định vị được thuê bao gọi

> Trực tiếp hỏi thuê bao gọi xem có nhu cầu thông thoại với thuê bao bị gọi nào

> Trực tiếp cấp chuông cho thuê bao bị gọi bằng cách đóng bộ chuyển mạch cung

cấp dòng điện AC đến thuê bao bị gọi nếu thuê bao này không bận

> Trong trường hợp thuê bao bị gọi bận, điện thoại viên sẽ trả lời cho thuê bao

gọi biết

> Khi thuê bao bị gọi nghe được âm hiệu chuông và nhấc máy, điện thoại viên

nhận biết điều này và ngắt dòng chuông, kết nối hai thuê bao cho phép đàm

thoại

> Nếu một trong hai thuê bao gác máy (thể hiện qua đèn hoặc chuông), điện

thoại viên nhận biết điều này và tiến hành giải toả cuộc gọi, báo cho thuê bao còn lại biết cuộc đàm thoại đã chấm dứt

Như vậy những tổng đài nhân công đâu tiên, các cuộc đàm thoại đều được thiết

lập bởi điện thoại viên nối dây bằng phích cắm hay khóa di chuyển Tại tổng đài

phải có một máy điện thoại và các nguồn điện DC, AC để cung cấp cho cuộc đàm

thoại, đổ chuông

Nhược điểm của tổng đài nhân công:

> Thời gian kết nối lâu

> Dé bị nhầm lẫn do thao tác bằng tay

Trang 9

> Với dung lượng lớn, kết cấu thiết bị tổng đài phức tạp nên cần có nhiều điện

thoại viên làm việc cùng một lúc mới đảm bảo thông thoại cho các thuê bao

một cách liên tục

2.2/ Tổng đài tự đông:

Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nhất là kỹ thuật điện tử, tổng đài

điện thoại đã chuyển sang một phương thức hoạt động hoàn toàn mới, phương thức

kết nối thông thoại tự động

2.3/ Tổng đài cơ điện:

Kỹ thuật chuyển mạch chủ yếu nhờ vào các chuyển mạch bằng cơ khí được

điều khiển bằng các mạch điện tử

Trong tổng đài cơ điện việc nhận dạng thuê bao gọi, xác định thuê bao bị gol,

cấp các âm hiệu, kết nối thông thoại đều được thực hiện một cách tự động nhờ

vào các mạch điều khiển bằng điện tử cùng với các bộ thao tác chuyển mạch bằng

cơ khí So với tổng đài nhân công, tổng đài cơ điện có các ưu điểm lớn sau:

> Thời gian kết nối thông thoại nhanh hơn

> Dung lượng tổng đài có thể tăng lên nhiều

> Giảm nhẹ công việc của điện thoại viên

Tuy nhiên buổi đầu ra đời nó vẫn còn tổn tại một số nhược điểm:

> Thiết bị khá cổng kểnh

> Tiêu tốn nhiều năng lượng

> Giá thành các bộ chuyển đổi bằng cơ khí khá cao, tuổi thọ kém

»> Điều khiển kết nối phức tạp

Các nhược điểm càng thể hiện rõ khi dung lượng tổng đài càng lớn

2.4/ Tong dai dién tử:

— Cùng với sự phát triển của linh kiện bán dẫn, các thiết bị ngày càng trở nên

thông minh hơn, giá thành ngày càng giảm Nó lần lượt thay thế phần cơ khí còn lại

của tổng đài cơ điện Việc thay thế này làm cho tổng đài gọn nhẹ rất nhiều, thời

gian kết nối thông thoại nhanh hơn, năng lượng tiêu tán ít hơn Dung lượng tổng đài

tăng lên đáng kể Công tác sửa chữa bảo trì, phát hiện hư hỏng cũng dễ dàng hơn

Chính vì vậy tổng đài điện tử hiện nay đã hầu như thay thế hoàn toàn tổng đài

nhân công và tổng đài cơ điện trên thế giới

> Hiện nay trên mạng viễn thông Việt Nam có 5 loại tổng đài sau :

> Tổng đài cơ quan PABX: được sử dụng trong các cơ quan, khách sạn và

thường sử dụng trung kế CO-Line(central office)

»> Tổng đài nông thôn (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu dân cư

đông, chợ và có thể sử dụng tất cả các loại trung kế

Trang 10

> Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): được đặt ở trung tâm huyện tỉnh và

sử dụng tất cả các loại trung kế

> Tổng đài đường dài TE (Toll Exchange): dùng để kết nối các tổng đài nội

hạt ở các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước

> Tổng đài cửa ngõ quốc tế (Gateway Exchange): tổng đài này dùng để chọn

hướng và chuyển mạch các cuộc gọi vào mạng quốc tế để nối các quốc gia

với nhau, có thể chuyển tải cuộc gọi quá giang

Il SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI:

Giao tiếp thuê bao Giao tiếp trung kế

Các đường + | Các đường

Chuyển mạch

Bio hiệu Báo biệu

thuê bao trung kế

Chức năng chủ yếu của khối này là thực hiện thiết lập tuyến nối giữa một đầu

vào bất kì với một đâu ra bất kì Đối với hệ thống chuyển mạch số, để thiết lập

tuyến đàm thoại giữa hai thuê bao cân phải thiết lập tuyến nối cho cả 2 hướng: đi

và về

1.2/ Yêu cầu:

Khối chuyển mạch phải đảm bảo được khả năng đấu nối giữa một đầu vào bất

kì với một đầu ra bất kì, nói cách khác khối chuyển mạch phải có độ tiếp thông

hoàn toàn (chuyển mạch không vướng - non blocking)

1.3⁄ Cấu tạo:

Bao gồm chuyển mạch điện cơ (chuyển mạch từng nấc, chuyển mạch ngang

đọc), chuyển mạch điện tử analog, digital Trong tổng đài số trường chuyển mạch

số là trường chuyển mạch mà tín hiệu chuyển mạch qua đó dạng sO (digital)

Trường chuyển mạch số có các cấu trúc khác nhau tùy theo dung lượng tổng đài và

Trang 11

Thực hiện việc trao đổi thông tin báo hiệu thuê bao, thông tin báo hiệu đường

trung kế liên đài để phục vụ cho quá trình thiết lập, giải phóng các cuộc gọi Các

thông tin này được trao đổi với các hệ thống điều khiển để thực hiện quá trình xử

lý cuộc gọi (quá trình tìm chọn và thiết lập, giải phóng tuyến nối cho cuộc gọi)

+ Báo hiệu thuê bao — giống đài

Bao gồm những thông tin đặc trưng báo hiệu cho các trạng thái:

Nhấc tổ hợp —- hook off

Đặt tổ hợp — hook on

Thuê bao phát xung thập phân

Thuê bao phát xung đa tần DTME

Thuê bao ấn phím Flash (chập nhả nhanh phím tổ hợp)

+ Báo hiệu tổng đài—> thuê bao

Đó là các thông tin báo hiệu về các âm báo như sau:

Âm mời quay số

Âm báo bận

Âm báo tắc nghẽn

Hồi âm chuông

Xung tính cước 12 Khz, 16 Khz từ tổng đài đưa tới

Ngoài ra còn có các bảng tin thông báo khác và dòng điện chuông 25Hz,

75V-90V từ tổng đài đưa tới thuê bao khi thuê bao bị gọi

Báo hiệu trung kế là quá trình trao đổi thông tin về các đường trung kế (rỗi,

bận, thông tin địa chỉ, thông tin cước, ) giữa hai hoặc nhiều tổng đài với nhau

Trong mạng hợp nhất IDN có 2 phương pháp báo hiệu trung kế được sử dụng:

»> Báo hiệu kênh riêng CAS

> Báo hiệu kênh chung CCS

2.2/ Yêu câu:

Hệ thống báo hiệu của tổng đài phải có khả năng tương thích với các hệ thống

báo hiệu của các tổng đài khác nhau trong mạng viễn thông thống nhất, thuận tiện

cho sử dụng, dễ dàng thay đổi theo yêu cầu của mạng lưới

3_ Khối Điều Khiển:

3.1⁄ Chúc năng:

Phân tích xử lí các thông tin từ khối báo hiệu đưa tới để thiết lập hoặc giải

phóng cuộc gọi Các cuộc gọi có thể là cuộc gọi nội hạt, cuộc gọi ra, cuộc gọi vào,

Trang 12

cuộc gọi chuyển tiếp Thực hiện tính cước cho các cuộc gọi, thực hiện chức năng

giao tiếp người- máy, cập nhật dữ liệu

Ngoài ra khối điều khiến còn có chức năng thuộc về khai thác bảo dưỡng hệ thống để đảm bảo cho hệ thống hoạt động tin cậy

Bao gém tập hợp các bộ xử lý, bộ nhớ (cơ sở dữ liệu), các thiết bị ngoại vi:

băng từ, đĩa cứng, màn hình, máy in hệ thống điều khiển có cấu trúc tập trung, phân tán và cấu trúc điều khiển giữa cấu trúc tập trung và phan tan Cac thiết bị

điều khiển phải được trang bị dự phòng để đảm bảo độ tin cậy hệ thống

4 Ngoại Vị Thuê Bao, Trung Kế:

4.1⁄ Chức năng:

Thực hiện chức năng giao tiếp giữa các đường dây thuê bao, các đường trung

kế với khối chuyển mạch Thuê bao được trang bị có thể là thuê bao Analog, Digital tùy theo cấu trúc mạng tổng đài Trung kế được trang bị có thể là trung kế

Analog, Digital

4.2/ Yêu cầu :

Có khả năng đấu nối các loại thuê bao, trung kế khác nhau: như thuê bao analog thông thường, thuê bao số đường trung kế analog, đường trung kế digital

có trang bị các thiết bị phụ trợ để phục vụ cho quá trình xử lý cuộc gọi (tạo các loại

âm báo, thu phát xung, bản tin thông báo, đo thử )

1.1 Chuyển mạch theo phương pháp kết nối không gian (space switch):

Chuyển mạch không gian thường được sử dụng cho chuyển mạch tương tự Ngoài ra còn được sử dụng kết hợp với chuyển mạch thời gian trong các hệ chuyển mạch TST, STS, TSTS

Trang 13

Cấu tạo chung của chuyển mạch không gian là các ma trận tiếp điểm N đầu vào và M đầu ra Mỗi đầu vào bất kì trong các đầu vào có thể được nối với bất kì đầu ra nào trong M đâu ra Có 2 loại chuyển mạch không gian là: chuyển mạch

không gian tiếp thông hoàn toàn (non-blocking) và chuyển mạch không gian tiếp thông không hoàn toàn (blocking)

e Chuyển mạch tiếp thông hoàn toàn:

Số đầu vào N và số đầu ra M bằng nhau Như vậy tại một thời điểm đầu vào

bất kì sẽ có ít nhất một tiếp điểm nối với đầu ra bất kì Khả năng thông thoại là

100%

e_ Chuyển mạch tiếp thông không hoàn toàn:

Số đâu vào N lớn hơn số đầu ra M khả năng kết nối đầu vào với

Trang 14

Hệ thống chuyển mạch một tầng dùng ma trận tiếp điểm vuông hay chữ nhật

có nhược điểm là: khi muốn kết nối một thuê bao với một âm hiệu hay một thuê

bao khác thì phải đóng một tiếp duy nhất tương ứng Do đó nếu tiếp điểm này hỏng thì thuê bao đó sẽ bị cô lập Hơn nữa số tiếp điểm tăng theo lũy thừa bậc 2 với số thuê bao nên phần cứng của tổng đài sẽ phức tạp và không có tính kinh tế khi tổng đài có dung lượng lớn Để giảm số tiếp điểm trong khi vẫn cần phải tăng dung lượng thuê bao, người ta dùng phương pháp chuyển mạch nhiều tầng N đầu vào

được chia thành N/n nhóm, mỗi nhóm gồm n kênh Các nhóm này là ma trận cấp thứ nhất Các đầu ra của nó thành đầu vào các ma trận cấp thứ hai và cứ như vậy cuối cùng có N lớn đầu ra Các thiết bị nối đầu vào của nó với cấp 1, đầu ra với

Giả sử muốn thiết lập đường nối từ a đến b, trường hợp xấu nhất là (n-1) đầu

vào và(n-1) đầu ra của cấp giữa đang dùng Như vậy có (2n-2) bộ chuyển mạch của tầng trung tâm không cho phép đi từ a đến b nếu có thêm một bộ chuyển mạch

ở tầng trung tâm thì việc nghẽn sẽ không xảy ra Nghĩa là tổng số ma trận ở tầng giữa để tắc nghẽn không xảy ra là:

Trang 15

Ta nhận thấy số tiếp điểm tăng theo tỉ lệ số mũ 3/2 so với mức tăng dung lượng

của tổng đài, điều này làm giảm số tiếp điểm đáng kể trong quá trình thiết kế các

tổng đài có dung lượng lớn và cực lớn, được minh họa trong bảng sau :

Ưu và khuyết điểm của chuyển mạch không gian:

Mạng chuyển mạch không gian là 1 loại chuyển mạch đầu tiên trong kỹ thuật chuyển mạch Thế hệ thứ 1 là việc điểu khiển kết nối các ma trận chuyển mạch thực hiện bởi con người Với sự phát triển của kỹ thuật điện tử các tổng đài này

dân dần được điện tử hóa

Ưu điểm của phương thức kết nối này là kết cấu đơn giản, chất lượng thông

thoại cao vì tín hiệu được truyền trực tiếp mà không đi qua một phương thức điều chế nào cả

Tuy nhiên chuyển mạch không gian ngày nay ít được sử dụng do các nguyên

nhân sau: nếu dung lượng tổng đài lớn thì kết cấu rất phức tạp, không thể phát triển

theo đà số hóa của tín hiệu, việc giảm giá thành liên tục các linh kiện số so với linh

kiện analog làm cho tổng đài dùng chuyển mạch số ngày một phát triển

1.2⁄/ Chuyển mạch theo phương pháp phân chia thời gian:

e Phuong thifc ghép kénh PAM (Pulse Amplitude Modulation):

Để giảm bớt ảnh hưởng của nhiễu trên đường truyền người ta tiến hành rời rac

hóa tín hiệu liên tục theo thời gian thành các xung rời rạc Quá trình đó được gọi là

quá trình lấy mẫu tín hiệu analog Theo định lý Shannon thì tần số lấy mẫu phải

lớn hơn tối thiểu 2f„a„ (với f là tần số tín hiệu lấy mẫu) thì mới có khả năng phục

Trang 16

hồi lại dạng tín hiệu analog ban đâu Điều này cho phép khi truyền tín hiệu, không nhất thiết phải truyển toàn bộ tín hiệu đó, chỉ cần truyền những giá trị đã lấy mẫu

từ tín hiệu Ở đầu thu có thể phục hồi lại nguyên dạng tín hiệu ban đầu

Khảo sát tín hiệu thoại, người ta nhận thấy phổ tín hiệu thoại phần lớn nằm

trong dai tần từ 300 đến 3400 Hz Như vậy chỉ cần tần số lấy mẫu tín hiệu thoại f

= 2*3.4 = 6.8 KHz là đủ phục hổi lại dang tín hiệu ban đầu ờ đầu thu Trong thực tế

do đáp ứng của bộ lọc trong quá trình khôi phục lại dạng tín hiệu không được lý

tưởng, nên người ta dùng tần số lấy mẫu là 8KHz cao hơn tân số lấy mẫu tính toán một ít Quá trình lấy mẫu chính là quá trình điều biên xung PAM Các xung được tạo ra trong quá trình lấy mẫu được truyền đi trên kênh truyền

Nhược điểm của tổng đài PAM là tín hiệu sau khi phục hồi sẽ bị méo dạng so

với tín hiệu ban đầu Mặt khác nếu các khe thời gian không được định thời chính

xác sẽ dễ trùng lắp nhau gây nên hiện tượng nhiễu xuyên kênh Để tránh hiện

tượng này thì giữa 2 kênh cần có khoảng bảo vệ Khi dung lượng tăng lên thì

khoảng bảo vệ hẹp lại và hiện tượng nhiễu này càng dễ xảy ra Do đó ghép kênh

PAM không thích hợp với tổng đài có dung lượng lớn

A

Ts : chu kì lấy mẫu

T1 : thời gian giữa 2 mẫu liên tiếp của cùng một tín hiệu

Trang 17

Kênh truyền tín hiệu PAM

T2 : khoảng bảo vệ chống xuyên kênh

e Phuong phdp ghép kénh PCM (Pulse Code Modulation):

PCM là hệ thống số có thể mô tả như một phương pháp chuyển đổi thông tin

tương tự thành số Hệ thống xử lý và biến đổi tín hiệu tương tự thành PCM dựa trên

2 nguyên tắc lý thuyết sau:

Lý thuyết về rời rạc hóa của Shannon

Lý thuyết về tín hiệu số nhị phân

Từ chuỗi xung PAM người ta nhận thấy khi truyền các xung này biên độ các

xung sẽ suy giảm không đều nhau do tác động của nhiễu ngẫu nhiên trên kênh

truyền Do vậy để tránh tình trạng này người ta thực hiện việc mã hóa biên độ các

xung sau khi lấy mẫu bằng một chuỗi nhị phân rồi mới đưa lên kênh truyền Do

Trang 18

quy luật biến đổi của tin tức tín hiệu thoại có tính ngẫu nhiên nên tập các giá trị

xung PAM vô cùng lớn, để đơn giản hơn và gần đúng thì các xung PAM được qua

bộ lượng tử hóa (nén hạn biên) ý nghĩa quan trọng của bộ lượng tử hóa là gần

đúng hóa các xung PAM có biên độ xuất hiện xung quanh mức chuẩn PAMo Vậy

PAMo = PAM + x, trong đó x là lượng tử sai số Dạng tín hiệu được lượng tử hóa

này đưa vào bộ mã hóa để chuyển độ lớn biên độ các xung sang dạng một cụm bít

nhị phân (thường 1a 8 bit gọi là một từ mã) biểu diễn biên độ này Đây là tín hiệu

truyền trên kênh truyền PCM Ở đầu thu tín hiệu được phục hồi, sửa sai và đưa vào

bộ giải mã để phục hồi lại tín hiệu thoại

B MÁY ĐIỆN THOẠI VÀ PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG GIỮA

TONG ĐÀI VÀ MÁY ĐIỆN THOẠI:

1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI:

Các thông số cơ bản của máy điên thoại:

- — Tổng đài được nối với các thuê bao qua hai đường truyền TIP và RING

Thông qua hai đường dây này thông tin từ tổng đài qua các thuê bao được cấp

bằng nguồn dòng từ 25mA đến 40mA đến cho máy điện thoại

- Tổng trở DC khi gác máy lớn hơn 20kQ

- — Tổng trở AC khi gác máy từ 4kQ đến 10kO

- _ Tổng trở DC khi nhấc máy khoảng 600©

Các hoat đông trên mang điện thoại:

Tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy của thuê bao bằng cách sử dụng

nguồn 48 Voc

Khi gác máy tổng trở DC bing 20kO rất lớn xem như hở mạch Khi nhấc

máy tổng trở DC giảm xuống nhỏ hơn 1kO và hai tổng đài nhận biết trạng thái này

thông qua đòng DC xuất hiện trên đường dây Sau đó tổng đài cấp tín hiệu mời gọi

lên đường dây đến thuê bao

1 Quay số :

Người gọi thông báo số mình muốn gọi cho tổng đài biết bằng cách gởi số

máy điện thoại của mình muốn gọi đến tổng đài Có hai cách gởi số đến tổng đài:

Quay số bằng xung (Pulse - Dialing): Được thực hiện bằng cách thay đổi tổng trở

DC của mạch thuê bao tạo nên xung dòng với số xung tương ứng với số muốn

quay

Trang 19

Quay số bằng Tone (Tone — Dialing): Máy điện thoại phát ra cùng lúc hai tín hiệu

với tần số dao động khác nhau tương ứng với số muốn quay (DTME: Dual Tone

Multi Frequence) theo bảng sau :

1209Hz 1336Hz 1477Hz

2 Kết nối thuê bao:

Tổng đài nhận được số liệu sẽ xem xét:

- _ Nếu các đường đây nối thông thoại đều bị bận thì tổng đài sẽ cấp tín

hiệu báo bận

- Nếu đường dây nối thông thoại không bị bận thì tổng đài sẽ cấp tín hiệu

chuông cho người bị gọi và tín hiệu hồi chuông cho người gọi Khi người được gọi

nhấc máy, tổng đài nhận biết trạng thái này thì tổng đài ngưng cấp tín hiệu chuông

Trang 20

để không làm hư mạch thoại và thực hiện việc thông thoại Tín hiệu trên đường

dây đến máy điện thoại tương ứng với tín hiệu thoại cộng với giá trị khoảng

300mV đỉnh — đỉnh Tín hiệu ra khỏi máy điện thoại bị suy hao trên đường dây với mất mát công suất khoảng 10 đB+25dB Giả sử suy hao là 20dB, suy ra tín hiệu ra khỏi máy điện thoại có giá trị khoảng 3V đỉnh — đỉnh

được tạo bởi các dao động cơ học, nó truyễn trong môi trường dẫn âm

Khi truyễển đi trong mạng điện thoại là tín hiệu thường bị méo dạng do những

lý do: nhiễu, suy hao tín hiệu trên đương dây do bức xạ trên dây với các tần số

khác nhau Để đảm bảo tín hiệu điện thoại nghe rõ ràng trung thực, ngày nay trên mạng điện thoại người ta sử dụng tín hiệu điện thoại có tần số từ 300Hz + 3400Hz

II PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG GIỮA TONG ĐÀI VÀ MÁY ĐIỆN

THOẠI :

-Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua sự thay đổi tổng trở

mạch vòng của đường dây thuê bao Bình thường khi thuê bao ở vị trí gác máy

điện trở mạch vòng rất lớn Khi thuê bao nhấc máy, điện trở mạch vòng thuê bao

giảm xuống còn khoảng 150O đến 1500O Tổng đài có thể nhận biết sự thay đổi tổng trở mạch vòng này thông qua các bộ cảm biến trạng thái Tổng đài cấp mời

quay số (Dial Tone ) cho thuê bao Dial Tone là tín hiệu mời quay số hình sin có tần số 425+25Hz Khi thuê bao nhận biết được tín hiệu Dial Tone, người gọi sẽ hiểu là được phép quay số Người gọi bắt đầu tiến hành gửi các xung quay số

thông qua việc quay số hoặc nhấn nút chọn số Tổng đài nhận biết được các số

được quay nhờ các chuỗi xung quay số phát ra từ thuê bao gọi Thực chất các xung quay số là các trạng thái nhấc máy hoặc gác máy của thuê bao Nếu các

đường kết nối thông tin thoại bị bận hoặc thuê bao được gọi bị bận thì tổng đài sẽ

phát tín hiệu báo bận cho thuê bao Âm hiệu này có tân số 425+25 Hz ngắt nhịp

0,5s có và 0,5s không

-Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip và Ring có màu đỏ và xanh Chúng ta không cần quan tâm đến dây nào mang tên là Tip hoặc Ring vì điều này thật sự không quan trọng Tất cả các điện thoại hiện nay

đều được cấp nguồn từ tổng đài thông qua hai dây tip và ring Điện áp cung cấp thường là 48 VDC, nhưng nó cũng có thể thấp đến 47 VDC hoặc cao đến 105 VDC

tùy thuộc vào tổng đài

Ngoài ra, để hoạt động giao tiếp được dễ dàng, tổng đài gửi một số tín hiệu

đặc biệt đến điện thoại như tín hiệu chuông, tín hiệu báo bận v.v Sau đây ta sẽ

tìm hiểu về các tín hiệu điện thoại và ứng dụng của nó

Trang 21

Khi một thuê bao bị gọi thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến để báo cho thuê

bao đó biết có người bị gọi Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều AC thường có tân số 25Hz tuy nhiên nó có thể cao hơn đến 60Hz hoặc thấp hơn đến 16Hz Biên

độ của tín hiệu chuông cũng thay đổi từ 40 Vaus đến 130 Vgus thường là 90 Vaws

Tín hiệu chuông được gửi đến theo dạng sin thường là 2 giây có và 4 giây không

(như hình 1) Hoặc có thể thay đổi thời gian tùy thuộc vào từng tổng đài

b Tín hiệu mời goi (Dial signal):

Đây là tín hiệu liên tục không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khác

được sử dụng trong hệ thống điện thoại Tín hiệu này được tạo ra bởi hai âm thanh (tone) có tần số 350Hz và 440Hz

c Tín hiệu báo bân (Busy siønal):

Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe một trong hai tín hiệu:

- Tín hiệu mời gọi cho phép thuê bao thực hiện ngay một cuộc gọi

- Tín hiệu báo bận báo cho thuê bao biết đường dây đang bận không thể

thực hiện cuộc gọi ngay lúc này Thuê bao phải chờ đến khi nghe được tín hiệu mời gọi Khi thuê bao bị gọi đã nhấc máy trước khi thuê bao gọi thì cũng nghe được tín hiệu này

Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiểu có dạng sin được tổng hợp bởi hai

âm có tần số 480Hz và 620Hz Tín hiệu này có chu kỳ 1s (0.5s có và 0.5s không)

đ Tín hiệu chuông hồi tiếp:

Thật là khó chịu khi bạn gọi đến một thuê bao nhưng bạn không biết đã gọi được hay chưa Bạn không nghe một âm thanh nào cho đến khi thuê bao đó trả lời

Để giải quyết vấn để này tổng đài sẽ gửi một tín hiệu chuông hồi tiếp về cho thuê bao gọi tương ứng với tiếng chuông ở thuê bao bị gọi Tín hiệu chuông hồi tiếp

này được tổng hợp bởi hai âm có tần số 440Hz và 480Hz Tín hiệu này cũng có

dạng sin như tín hiệu chuông gửi đến cho thuê bao bị gọi

Trang 22

Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Tran Diing Trinh

f Tin hiéu bao gac may :

Khi thuê bao nhấc ống nghe (Telephone receive) ra khỏi điện thoại quá lâu

mà không gọi cho ai thì thuê bao sẽ nhận được một tín hiệu chuông rất lớn (để

thuê bao có thể nghe được khi ở xa máy) để cảnh báo Tín hiệu này là tổng hợp

của bốn tần số 1400Hz + 2050Hz + 2450Hz + 2600Hz được phát dạng sin 0.1s có

Tín hiệu đảo cực chính là sự đảo cực tính của nguồn tại tổng đài, khi hai thuê

bao bắt đầu cuộc đàm thoại, một tín hiệu đảo cực sẽ xuất hiện Khi đó hệ thống

tính cước của tổng đài sẽ bắt đầu thực hiện việc tính cước đàm thoại cho thuê bao gỌI Ở các trạm công cộng có trang bị máy tính cước, khi cơ quan bưu điện sẽ cung cấp một tín hiệu đảo cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước

Tín hiệu báo bận 480+620 | Sin 0,5s on 0,5s off |Hz

Tín hiệu chuông hồi tiếp 440+480_ |Sin 2s on 4s off Hz

Tín hiệu báo gác máy 1400+2060+] Sin 0,1s on 0,1s off |Hz

Trang 23

- ISD2560 là một IC chuyên thu và phát giọng nói đa năng của hãng

Winbond , được sản xuất theo công nghệ CMOS có chế độ nguồn giảm tiết kiệm

năng lượng

Thời gian ghi phát trong mạch điện ngữ âm hệ này là 60-75-90-120 giây phụ

thuộc vào tần số lấy mẫu Được cho theo bảng sau đây:

Mội trong những lợi ích của ISD là tín hiệu lưu trữ trong EEPROM nằm

trực tiếp trên vi mạch Khi mất nguồn tín hiệu vẫn được lưu trữ mà không bị mất

Thời gian lưu trữ tới 100 năm mà không cần nguồn nuôi Có thể xoá và ghi lại

100000 lần Có thể giao tiếp trực tiếp với các loại vi điểu khiển, vi xử lý Có thể

lưu trữ một hay nhiều đoạn âm khác nhau tuỳ thuộc vào người sử dụng Khi phát

lại tín hiệu âm tần không cân phải đi qua mạch khuếch đại công suất bởi vì bên

trong đã tích hợp sẵn một mạch khuếch đại công suất

e Cau tạo : IC 2560 là các mạch IC ngữ âm dùng kỹ thuật CMOS, bên trong

Trang 24

ARA GUT a—] i Noriwoiatile Fale Active

—] Iuttilexel Storage Smoothing Fiter MiG D5 Pre Anay s

ar (8 2560 21 |] ANA OUT

48 Cja 20 [ ] ANA IN a9 [| 10 4a [_] AGC

AUXIN [I] 11 1a [J MIC REF

Từ chân số 1 đến chân số 10 là các chân địa chỉ Chúng ta sử dụng các

chân này khi chúng ta muốn truy xuất nhiều vùng nhớ khác nhau khi giao

tiếp với vi xử lý Trong đó các chân từ 1 đến 6 ngoài chức năng là các

đường địa chỉ nó còn được đa hợp thêm chức năng lựa chọn mode hoạt

động cho ISD

Trang 25

e Chan 11 (AUX IN) 1a chan tín hiệu vào phụ được đưa vào giữa bộ khuếch

đại và ngõ ra loa khi CE=high, PR=high và chế độ phát không hoạt động

hay thiết bị phát hết Chúng ta sử dụng chân này khi chúng ta muốn ghi âm

từ các nguồn khác: radio, CD,

e Chan 12 (Vssd) va chan 13(Veca) 14 2 chan mass của IC khi dùng 2 nguồn

song song Khi dùng chung 1 nguồn ta có thể nối chung 2 chân này qua một

điện trở xuống mass của nguồn cung cấp

e Chan 16(Vcca) va chan 28(Vecd): 1a 2 chân nguồn cung cấp Có giá trị 4.5V

-> 5.5Vdc Đễ hạn chế nhiễu giữa tín hiệu tương tự và tín hiệu số ta dùng 2

nguồn song song Nhưng trên thực tế ta có thể dùng 1 nguồn cung cấp nối

đến 2 chân này

e Chân 14 (SP+) và 15 (SP-) là ngõ ra của mạch khuếch đại công suất, tới

loa 16 ohm

e Chan 17 (Mic) là chân của ngõ vào mạch khuếch dai micro bén trong chip

Nếu chúng ta muốn ghi âm từ micro thì chúng ta đưa tín hiệu từ micro tới

chân này

e Chan 18 (Micro ref) 14 chan ngõ vào phân cực cho micro Chân này có thể

kết nối hoặc không Nếu không kết nối thì nhiễu xuất hiện trong quá trình

ghỉ lớn

e Chân 19(AGC) là ngõ vào cia mach AGC Day là mạch tự động điều chỉnh

độ lợi để bảo đảm mức biên độ tín hiệu ngõ ra không quá to hay quá nhỏ

Chúng ta có thể điểu chỉnh mức điều chỉnh bằng việc thay giá trị điện trở

và tụ mắc vào chân này Giá trị điện trở này khoảng 470K, giá trị tụ này

khoảng 4.7 HE

e Chan 20 (ANA IN) : Chuyển tín hiệu ở ngõ vào đến chip phục vụ cho quá

trình thu Nếu chúng ta thu tín hiệu từ micro thì chân ANA OUT sẽ được

nối với chân ANA IN này qua một tụ và điện trở ở bên ngoài Giá trị của

điện trở mắc nối tiếp với tụ này có giá trị khoảng 5.1K Chân này còn có

thể là ngõ vào cần thu từ nguồn tín hiệu khác microphone như :nhac,

audio

e Chân 21 ( ANA OUT) : là ngõ ra Analog của bộ tiền khuếch đại trước khi

đi đến mạch khuếch đại công suất (xem sơ đồ khối) Độ lợi của nó được

xác định bằng giá trị điện áp tại chân AGC

e Chan 22 (OVF ) : Chân này báo hiệu tràn khi chúng ta thu tín hiệu có thời

gian vượt mức cho phép của ISD Nó tích ở mức thấp

e Chân 23 (CE) : Chân này tích cực ở mức thấp nghĩa là muốn cho chíp hoạt

động ở chế độ thu tín hiệu thì nó phải xuống mức thấp kết hợp thêm với

chân Play/Rec Ngược lại khi cho chíp phát lại tín hiệu thì chỉ cần 1 xung

tác động tới chân này

e Chân 24 ( PD) : Khi chip không hoạt động để tiết kiệm năng lượng thì

chúng ta cho nó đi vào chế độ nguồn giảm bằng cách tích cực mức cao ở

chân này Trong chế thu thì chip sẽ tự động đi vào chế độ nguồn giảm

e Chân 25 (EOM) : là tín hiệu ngõ ra Nó sẽ tích ở mức thấp khi chúng ta

kết thúc một quá trình thu tín hiệu

Trang 26

định thì người ta đưa xung clock từ bên ngoài vào

e Chan 27 ( P/R) : Chân này có chức năng cho phép người sử dụng lựa chon hoạt động thu hay phát Nếu thu thì mức logic thấp sẽ đặt lên chân này, còn

nếu phát thì mức logic cao sẽ đặt lên (có kết hợp với chân CE)

2 Các chế đông hoạt đông:

ISD được thiết kế có khả năng cung cấp cho người dùng rất nhiều chế độ hoạt

động với các linh kiện đi kèm theo là ít nhất Các chế độ hoạt động được xác định

ở các chân địa chỉ Khi 2 bit cao của các đường địa chỉ là As và As ở mức cao thì

các đường địa chỉ lúc này là tín hiệu để xác định mode chứ không còn nghĩa là các đường địa chỉ nữa Vì vậy các mode hoạt động và các đường địa chỉ không tương

thích nhau và không thể sử dụng chung

Tất cả các mode đều bắt đầu ở địa chỉ 00h của bộ nhớ, các mode hoạt động Ở

các vùng địa chỉ sau đó độc lập với mode vừa chọn; các đường địa chỉ sẽ reset về

0 khi chúng ta chuyển chế độ từ ghi sang đọc hay từ đọc sang ghi, hoặc kết thúc

chế độ nguồn giảm

Tất cả các mode được thực hiện khi chân CE tích cực mức thấp

Bảng liệt kê các mode hoạt động:

Mo Message cueing | Vượt tới nhanh các M¿u,M;:M,¿

marker thúc ở đoạn cuối

M; Not applicable Dự trữ N/A

dia chi 00h

addreesing nhắn liên tiếp

activated dừng

Mẹ Push-button control | Giao tiếp với các MạM¡M¿

thiết bị khác

Mode 0:

Cho phép người sử dụng có thể truy xuất vượt qua các đoạn tin khác nhau mà

không cần biết địa chỉ vật lý thật sự của mỗimẫu tin Mỗi 1 xung CE sẽ làm cho

địa chỉ bên trong vượt qua các đoạn tin khác Mode này chỉ sử dụng cho việc đọc

tín hiệu từ bộ nhớ, nó tương tự như mode 4

Trang 27

Model:

Mode này cho phép các đoạn khác nhau đã được thu tập hợp lại thành một

đoạn với chỉ một xung EOM⁄ đặt vào cuối đoạn cuối cùng

Mode 2:

Mode này không sử dụng Khi mode này hoạt động thì chân số 2 ở mức thấp

Mode 3:

Mode này cho phép tự động lặp lại các đoạn một cách liên tục, đoạn này nằm

tại địa chỉ trống Một đoạn khác sẽ điển vào và quay vòng từ đầu đến cuối mà

không cần OVZ# tích cực ở mức thấp

Mode 4 (chan 5-CONSECUTIVE ADDRESSING)

Trong quá trình hoạt động ở chế độ chuẩn, các địa chỉ sẽ reset khi một đoạn dude phat ra xung EOM Mode nay sẽ làm ngăn chặn các đường địa chỉ reset khi

có xung EOM⁄ Cho phép các đoạn tiếp tục đọc

Mode 5 (Chan 6 - CELEVEL ACTIVATED)

Chế độ mặc định của ISD là một xung CE khi phát lại tín hiệu và mức thấp

đặt lên CE khi thu tín hiệu Mode này chính là nguyên nhân làm chân CẼ sẽ

được đặt trước khi sẽ ở mức thấp trong suốt quá trình phát lại tín hiệu Khi CE ở mức thấp thì chúng t ta bắt đầu phát và địa chỉ bắt đầu là 00h Quá trỉnh phát sẽ được tiếp tục khi CE được giữ Ở ở mức thấp Khi CE lên mức cao quá trình phát sẽ dừng ngay lập tức Một xung CE khác sẽ reset lại từ đầu ngoại trừ chân Ma ở mức cao

Mode 6 (Chan 7 - PUSH BUTTON MODE)

Mode này được sử dụng đối với các ứng dụng đơn giản Khi mode này sử

dụng thì 2 bit As, As ở mức cao, và các chân ở mode 6 phải ở mức cao ISD sẽ tự

động đi vào chế độ nguồn giảm khi chúng ta kết thúc thu hay phát sau khi CE lên mức cao Khi mode này hoạt động các chân CE, EOM, PD được mô tả theo bảng sau:

EOM Nút nhấn bắt đầu/tạm dừng (tích cực ở mức cao)

PD Khi hoạt động sẽ chỉ thị mức cao

Trang 28

Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Tran Ding Trinh

0 | 0

0 10

Quá trình ghỉ trong chế độ Push - Button

Theo thự tự các bước thực hiện: (hình 1)

1 Chân PD ở mức thấp thường dùng điện trở kéo xuống

2 Chân PR xuống mức thấp

3 Chân CE xuống mức thấp.bắt đầu việc ghi ,châm EOMI lên cao để báo đang

ghi

4 Chân CE xuống thấp, ngừng ghi,EOMI trở lại mức thấp.Con trỏ địa chỉ bên

trong không bị xoá,nhưng dấu nhắc được chứa bên trong bộ nhớ để chỉ kết thúc

message.Chân PR có thể lên cao lúc này Bất kì xung Ce nào tiếp theo sẽ bắt đầu

phát ở địa chỉ 00h

5 Chân CE bị kéo xuống mức thấp, việc ghi bắt đầu ở địa chỉ kế tiếp sau khi dấu

nhắc EOM được đặt trước EOM lại lên mức cao

6 Khi quá trình ghi tiếp theo hoàn tất , Ce cuối cùng xuống mức thấp sẽ kết thúc

chu kì ghi cuôí cùng,bỏ dấu nhắc EOM ở cuối message,việc ghi cũng có thể được

xác định bằng mức cao trên chân PD, nó sẽ bỏ dấu nhắc EOM

Trang 29

Quá trình phát trong chế độ Push - Button

Theo thự tự các bước thực hiện:

1 Chân PD ở mức thấp

2 Chân PR lên mức cao

3 Chân CE xuống mức thấp Bắt đầu việc phát ,chân EOMI lên cao để báo đang

phát

4 Chân CE xuống thấp hoặc có dấu nhắc EOM\ thi sẽ ngưng phát.Con trỏ địa chỉ

bên trong không bị xoá và EOM xuống mức thấp Chân PR có thể lên cao lúc này

5 Chân CE bị kéo xuống mức thấp.Việc phát bắt đầu khi nó thoát khỏi,với EOM lại lên mức cao để chỉ đang diễn ra hoạt động

6 Quá trình phát tiếp tục trong các bước 4 và 5 chân PD ở mức cao hay có tín hiệu báo tràn

7 Nếu có báo tràn,kéo CE xuống thấp sẽ reset con trổ địa chỉ và bắt đầu phát từ đầu Sau 1 xung PD ,sẽ reset đến địa chỉ 0

Opto 4N35 là bộ ghép quang được cấu tạo bởi photodiode va phototransistor

Bộ ghép quang dùng để cách điện giữa những mạch điện có sự khác biệt khá lớn

về điện thế Ngoài ra còn được dùng để tránh các vòng đất gây nhiễu trong mạch

điện

Thông thường bộ ghép quang gồm 1 diode loại GaAs phát ra tia hồng ngoại

và một phototransistor với vật liệu silic Với đòng điện thuận diode phát ra bức xạ

hồng ngoại với bước sóng khoảng 900 nm Năng lượng bức xạ này được chiếu lên

bể mặt của phototransistor hay chiếu gián tiếp qua một môi trường dẫn quang

Trang 30

Đâu tiên tín hiệu phân phát (Led hồng ngoại) trong bộ ghép quang biến

thành tín hiệu ánh sáng, sau đó tín hiệu ánh sáng được phần tiếp nhận (Phototransistor) biến lại thành tín hiệu điện

Tính chất cách điện: bộ ghép quang thường được dùng để cách điện giữa 2 mạch điện có điện thế cách điện khá lớn Bộ ghép quang có thể làm việc với dòng

điện một chiều hay tín hiệu điện có tần số khá cao

Điện trở cách điện : đó là điện trở với dòng điện một chiều giữa ngõ vào

thường Nhưng chúng ta cần chú ý dòng diện rò khoảng nA có thể ảnh hưởng đến

hoạt động của mạch điện Gặp trường hợp này ta có thể tạo những khe trống giữa ngõ vào và ngõ ra

- Được ứng dụng trong một số mạch cách ly và mạch điều khiển

HI VIMẠCH THUẬT TOÁN TL082:

-TL082 gồm 2 vi mạch thuật toán OPAMP trong cùng một vỏ Vi mạch thuật

toán tiêu chuẩn OPAMP là loại vi mạch đơn khối tích hợp lớn được chế tạo theo công nghệ màng mỏng Nhờ khả năng tích hợp lớn nên phạm vi ứng dụng trong thực tế rất rộng rãi và đa dạng

* Ưu điểm nổi bật của vi mạch là làm việc tốt ở mức điện áp thấp đến + 5V,

ngoài ra còn có các đặc tính chung như sau :

- _ Không cần bù tần số, tăng độ ổn định ở chế độ làm việc tuyến tính

- - Có mạch bảo vệ ngắn và quá tải ở ngõ ra

- Có độ lệch điểm trôi về zero nhỏ

- Khong bị khóa nếu tín hiệu đưa đến ngõ vào không thích hợp

Trang 31

1 Mô tả chân:

2 Các tính năng kỹ thuật :

Về mặt nguyên lý, vi mạch lý tưởng sẽ có tổng trở vào vô cùng lớn, tổng trở

ra vô cùng nhỏ, tốc độ bám giữ tín hiệu ra với tín hiệu vào không bị giới hạn và có

băng thông rất rộng

Độ khuếch đại điện áp hay độ lợi: mạch dùng vòng hồi tiếp, gọi là vòng hở

độ lợi riêng vào khoảng Ay = 10° dB

Tổng trổ vào : vài chục MO

Dòng phân cực ngõ vào : khi dùng transistor luỡng cực ở tầng đầu vào, giá trị

Ip = 0.1 + 0.8 pA

Nguồn cung cấp : thông thường dùng nguôn lưỡng cực để khai thác hết hiệu

suất của vi mạch Giá trị sử dụng + 5V

Tín hiệu vào không vượt quá Vcc Nó được giới hạn ở giá trị tối đa bởi Vcc Giá trị cực đại cho phép thường nhỏ hơn Vcc từ 1->2 V

II IC LM 567:

-LM 567 là IC tách tone va tần số, đó là một bộ PLL (phase locked loop)

với sự tách khóa đồng bộ AM và mạch công suất ngõ ra Chức năng gốc của nó là

để lái một tải trong một phạm vi băng tách Tần số trung tâm của băng và sự trễ ở

ngõ ra được xác định một cách độc lập

Đặc tính:

-Sự ổn định cao của tần số trung tâm

-Băng thông điều khiển độc lập

-Ngõ ra logic có thể tương hợp với dòng 100mA trở xuống

-Có khả năng chống nhiễu cao

Ứng dụng:

- Tách tone

-Điều khiển xa bằng tia hồng ngoại

Trang 32

Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Trân Dũng Trình

I#'iY 2 đẹ XAs44 & Tees

BW =1010|—“—~—

/o*c

Tần số trung tâm của vòng khóa pha PLL :

> Là tần số tự do của bộ đao động khi chưa có tín hiệu vào

> Băng thông của vòng khóa pha là phạm vi của tần số xung quanh tân

số trung tâm fo mà một tín hiệu vào trên điện áp ngưỡng (20 mVRs)

sẽ gây ra mức logic 0 ở ngõ ra

> Pham vi khóa là phạm vi tần số rộng nhất mà trong đó tín hiệu vào sẽ

giữ được trạng thái logic 0 ở ngõ ra

Trang 33

CHUONG II:

KHAO SAT VI DIEU KHIEN 89C51

I GIGI THIEU CAU TRUC PHAN CUNG HO MSC-51 (8951):

-Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC ho MSC-51 hoan toan tương tự như nhau Ở đây giới thiệu IC8951 là một họ IC vi điều khiển do

hãng Intel của Mỹ sản xuất Chúng có các đặc điểm chung như sau:

Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau :

V¥ 8 KB EPROM bén trong

* 128 Byte RAM nội

Ý 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit

Ý Giao tiếp nối tiếp

Trang 34

Sơ đồ khối của 8951:

INTERRUPT || OTHER 128 b yte EPROM 4K: 8951 ERI |

Trang 35

Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Tran Ding Trinh

Sơ đô chân IC 8951]

2 Chức năng các chân của 8951:

AT89C51 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập Trong

đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus đữ liệu và bus địa chỉ

a.Các Port:

D Port 0 :

- Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 —- 39 của 8951 Trong các thiết

kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ

liệu

Trang 36

O Port 1:

- Port 1 1a port IO trên các chân 1-8 Các chân dude ky hiéu P1.0, P1.1,

P1.2, có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần Port 1 không có

chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên

ngoài

0 Port 2:

- Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 2l - 28 được dùng như các

đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ

mở rộng

0 Port 3:

- Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10 - 17 Các chân của port

này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có hên hệ với các đặc tính đặc

biệt của 8951 như ở bảng sau:

P3.4 T0 Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 0

P3.5 TÌ Ngõ vào của TIMER/COUNTERE thứ 1

P3.6 WR\ Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài

P3.7 RD\ Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

Các ngõ tín hiệu điều khiển:

ñï Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable):

- PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ

chương trình mở rộng thường được nói đến chân 0E\ (output enable) cla Eprom

cho phép đọc các byte mã lệnh

- PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh Các mã

lệnh của chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh

ghi lệnh bên trong 8951 để giải mã lệnh Khi 8951 thi hành chương trình trong

ROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1

Œ_ Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable ) :

- Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ

và bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ra ALE ở

chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ

liệu khi kết nối chúng với IC chốt

- Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng

vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động

Trang 37

Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống Chân ALE được

dùng làm ngõ vào xung lập trình cho Eprom trong 8951

1 Ngõ tín hiệu EAV(External Access):

- Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0 Nếu

ở mức 1, 8951 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte Nếu ở mức 0, 8951 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng Chân EA\

được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 8951

ñ Ngõ tín hiệu RST (Reset) :

-Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 8951 Khi ngõ vào tín hiệu

này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những

giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset

ï Các ngõ vào bộ dao động X1, X2:

- Bộ dao động được tích hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 người thiết

kế chỉ cân kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ Tần số thạch anh thường sử dụng cho 8951 là 12Mhz

II CẤU TRÚC BÊN TRONG VI ĐIỀU KHIỂN :

1 Tổ chức bô nhớ:

Trang 38

Luận Văn Tốt Nghiệp

Bản đồ bộ nhớ Data trên Chip như sau :

Dia chi bit

GVHD: Tran Ding Trinh Bảng tóm tắt các vùng nhớ 8951

Bank thanh ghi 0

(mac dinh cho RO —R7)

Dia chi byte Dia chi bit

99 không được địa chỉ hoá bịt

98 | 9E |9E |9D|9C |oB|oA| 99 | 98

90 |97 [96 |95 | 94|923|92|91| 90

8D không được địa chỉ hoá bịt 8C không được địa chỉ hoá bit 8B không được địa chỉ hoá bít 8A không được địa chỉ hoá bịt

89| không được địa chỉ hoá bit

88 | 8E | 8E | 8D | %C |SB|SA| 89 | 88

87 không được địa chỉ hoá bịt

83 không được địa chỉ hoá bit

82 không được địa chỉ hoá bit

81 không được dia chi hoa bit

Pl

THỊ THO TL1 TLO TMOD TCON PCON

DPH DPL

Trang 39

® Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được định vị (xác định) trong bộ

nhớ và có thể truy xuất trực tiếp giống như các địa chỉ bộ nhớ khác

4 Ngăn xếp bên trong Ram nội nhỏ hơn so với Ram ngoại như trong các

bộ Microcontroller khác

RAM bên trong 8951 được Phân chia như sau:

® Các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH

® RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H đến 2FH

@ RAM da dụng từ 30H đến 7FH

® Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFEH

O RAM da dung:

- Mặc dù trên hình vẽ cho thấy 80 byte đa dụng chiếm các địa chỉ từ 30H

đến 7FH, 32 byte dưới từ 00H đến 1FH cũng có thể dùng với mục đích tương tự

(mặc dù các địa chỉ này đã có mục đích khác)

- Mọi địa chỉ trong vùng RAM đa dụng đều có thể truy xuất tự do dùng kiểu địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp

Œ RAM có thể truy xuất từng bit:

- 8951 chứa 210 bit được địa chỉ hóa, trong đó có 128 bít có chứa các byte

có chứa các địa chỉ từ 20F đến 2FH và các bit còn lại chứa trong nhóm thanh ghi

có chức năng đặc biệt

- Ý tưởng truy xuất từng bit bằng phần mềm là các đặc tính mạnh của

microcontroller xử lý chung Các bit có thể được đặt, xóa, AND, OR, , với 1

lệnh đơn Đa số các microcontroller xử lý đòi hỏi một chuỗi lệnh đọc - sửa - ghi

để đạt được mục đích tương tự Ngoài ra các port cũng có thể truy xuất được từng

bit

- 128 bit truy xuất từng bit này cũng có thể truy xuất như các byte hoặc như

các bit phụ thuộc vào lệnh được dùng

O Các bank thanh ghi:

- 32 byte thấp của bộ nhớ nội được dành cho các bank thanh ghi Bộ lệnh

8951 hỗ trợ § thanh ghi có tên là RO đến R7 va theo mặc định sau khi reset hệ

thống, các thanh ghi này có các địa chỉ từ 00H đến 07H

- Các lệnh dùng các thanh ghi RO đến R7 sẽ ngắn hơn và nhanh hơn so với

các lệnh có chức năng tương ứng dùng kiểu địa chỉ trực tiếp Các dữ liệu được dùng thường xuyên nên dùng một trong các thanh ghi này

- Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một bank thanh ghi

được truy xuất bởi các thanh ghi RO đến R7 để chuyển đổi việc truy xuất các bank

thanh ghi ta phải thay đổi các bit chọn bank trong thanh ghi trạng thái

2 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt:

- Các thanh ghi nội của 8951 được truy xuất ngầm định bởi bộ lệnh

Trang 40

- Các thanh ghi trong 8951 được định dạng như một phần của RAM trên

chip vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một địa chỉ (ngoại trừ thanh ghi bộ đếm chương

trình và thanh ghi lệnh vì các thanh ghi này hiếm khi bị tác động trực tiếp) Cũng

như R0 đến R7, 8951 có 21 thanh ghi có chức năng đặc biét (SFR: Special

Function Register) ở vùng trên của RAM nội từ địa chỉ 80H đến FFH

Chú ý: tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH không được định nghĩa, chỉ có 21

thanh ghi có chức năng đặc biệt được định nghĩa sẵn các địa chỉ

- Ngoại trừ thanh ghi A có thể được truy xuất ngầm như đã nói, đa số các

thanh ghi có chức năng đặc biệt SER có thể địa chỉ hóa từng bit hoặc byte

e_ Thanh ghi trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word):

Từ trạng thái chương trình ở địa chỉ D0H được tóm tắt như sau:

PSW4 R81 D4H Register Bank Select 1

PSW.3 RSO D3H Register Bank Select 0

00=Bank 0;address 00H+07H 01=Bank 1; address 08H+OFH

10=Bank 2; address 1OH+17H 11=Bank 3; address 18H+1FH

e CéCarry CY (Carry Flag):

- Cờ nhớ có tác dụng kép Thông thường nó được dùng cho các lệnh toán học: C=1 nếu phép toán cộng có sự tràn hoặc phép trừ có mượn và ngược lại C= 0

nếu phép toán cộng không tràn và phép trừ không có mượn

e Cờ Carry phụ AC (Auxiliary Carry Flag):

- Khi cộng những giá trị BCD (Binary Code Decimal), cờ nhớ phụ AC được

set nếu kết quả 4 bit thấp nằm trong phạm vi điều khiển 0AH: 0FH Ngược lại

Tiêu đề	Thiết kế máy báo nhắn và ghi lại lời nhắn qua điện thoại khi chủ nhà không có ở nhà
Trường học	University of Technology and Education - Hanoi
Chuyên ngành	Automation and Electronics
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	100
Dung lượng	3,62 MB