tổng đài nội bộ

GIỚI THIỆU VỀ TỔNG DAI DIEN TU: Tổng đài điện thoại là một hệ thống trong đó có nhiều thiết bị linh kiện, có chức năng chuyển mạch, kết nối các cuộc hội thoại giữa các thiết bị đầu cuố

Trang 1

GVHD: NGUYEN VAN MUI

SVTH : NGUYEN PHAM DUY THANH

NGUYEN THI MINH TRANG

Phân II: LÝ THUYẾT TỔNG ĐÀI

Chương I: Giới Thiệu Về Hệ Thống Thông Tìn .o-. -« ««=

Chương II: Giới Thiệu Về Tổng Đài Điện 'TỬ .s sesees°

¡ Chương II: Giới Thiệu Về Thiết Bị Đầu Cuối Tổng Đài

| Chương IV: Giới Thiệu Về Các Loại Âm Hiệu . -«-

Chương V: Giới Thiệu Về Nguyên Lý Chuyển Mạch .

Phần III: GIỚI THIỆU IC

Chương I: Giới Thiệu IC AT89C51

Chương II: Giới Thiệu IC CD22100 Chương II: Giới Thiéu IC MT8870 Chương IV: Giới Thiệu IC LM55Š Chương VI: Giới Thiệu IC 74LS245

Phần IV: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH PHAN MEM

Chương I: Phương Ấn Thiết Kế

Chương II: Thiết Kế Và Tính Toán Chương III: Lưu Đô Giải Thuật

Chương IV: Chương Trình Phần Mềm

Phần V: BÁO CÁO KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Chương I: Báo Cáo Kết Quả Thi Công Chương II: Hướng phát triển đề tài

Phần VI: PHỤ LỤC

Tài liệu tham khảo

Trang 2

SVTH: NGUYÊN PHẠM DUY THANH

NGUYÊN THỊ MINH TRANG

GIGI THIEU DE TAI

Trang 3

GVHD: NGUYEN VAN MUI PHAN I: Gidi thiệu đề tài

LOI CAM ON

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Mùi đã tận tình

hướng dẫn để Luận Văn Tốt Nghiệp này thành công Dù bận rất nhiều

công việc trong công tác giảng day, thay vẫn tận tình hướng dẫn chúng

em Thầy đã truyền đạt tất cả những kiến thức từ căn bản đến nâng

cao Quá trình nghiên cứu đề tài này đã giúp em hiểu sâu sắc hơn về

lĩnh vực điện tử

Để đóng góp vào thành công của dé tai này còn có sự giúp đỡ của bạn bè và người thân trong gia đình Cảm ơn tất cả các bạn đã đóng

góp chân tình về chuyên môn, cảm ơn gia đình đã động viên để vượt qua

khó khăn vàhoàn thành tốt nhiệm vụ

Qua quá trình làm việc cho Công Ty TNHH I.S.A, em nhận thấy

nhu cầu của những Doanh Nghiệp, Khách Sạn, Trường Học và hộ gia

đình về Tổng Đài Nội Bộ rất cao Đối với Doanh Nghiệp tính chất của

công việc đòi hỏi cần trao đổi thông tin mà không cần gặp trực tiếp, chỉ

cần ngôi tại phòng làm việc trao đổi thông tin qua Tổng Đài Nội Bộ rất

hiệu quả và tiết kiệm thời gian Đối với Khách Sạn, những người đến

thuê phòng muốn có nhu cầu phục vụ nhanh chóng chỉ cần liên lạc với

tiếp tân bằng Tổng Đài Nội Bộ và ngược lại những người quản lý khách

sạn muốn liên lạc với khách thuê phòng nhanh chóng, tiết kiệm thời

gian thì liên lạc qua Tổng Đài Nội Bộ

Nhưng với kiến thức có hạn của mình, thời gian làm đề tài này

chỉ có 3 tháng nên em chọn làm Tổng Đài Nội Bộ đơn giản (Tổng Đài

104) và căn bản Sau này có thời gian em sẽ phát huy thêm để tạo ra

sản phẩm ứng dụng được Hiện nay, các sản phẩm hoàn hảo đa dịch vụ

đã có các hãng PANASONIC ( KX-T 206BX, KX-TA 308BX/CE, KX-TA

616BX/CE, KX-TD 1232CE), NITSUKO, PHILIP, SIMEN Đó là một

khó khăn rất lớn đối với những kỹ sư trẻ của Việt Nam nói chung và

bản thân em nói riêng

Do đó, để thành công trong việc thiết kế và thi công, để ý tưởng của em trở thành hiện thực, em rất mong được sự hổ trợ và đóng góp

của thầy hướng dẫn, các bạn đồng nghiệp, các bạn sinh viên v.v

Trang 4

GVHD: NGUYEN VAN MUI PHAN I: Gidi thiéu dé tai

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, kỹ thuật điện tử đã phát triển rất mạnh, nó

không ngừng chuyển biến và thúc đẩy các ngành khác

Việc nghiên cứu lĩnh vực điện tử rất được nhiều người

hưởng ứng Ứng dụng dạng và phong phú, ứng dụng của VI DIEU

KHIỂN 89C52 là một đề tài nóng bổng đáng quan tâm

Xuất phát từ nhu câu sử dụng điện thoại trong công ty,

khách sạn, hộ gia đình, và đây là thời điểm tổng hợp những kiến

thức đã học để làm Luận Văn Tốt Nghiệp nên em chọn đề tài

«Tổng Đài Nội Bộ ” Nhưng vì thời gian nghiên cứu và kiến thức có hạn nên em chọn làm Tổng Đài đơn giản Tổng Đài 104 là Tổng

Đài gôm 1 trung kế và 4 thuê bao, Tổng Đài này ứng dụng trong

hộ gia đình

Nôi dung như sau:

Phần I: Giới Thiệu Đề Tài

Phân II: Lý Thuyết Tổng Đài

Phần II: Giới Thiệu IC

Phan IV: Thiết Kế, Tính Toán Và Chương Trình Phan Mém

Phan VI: Báo Cáo Kết Quả

Phần VII: Phụ Lục

Trang 5

PHAN II: Lý thuyết tổng đài

GVHD: NGUYEN VĂN MUI

PHAN II:

LY THUYET TONG DAI

LUAN VAN TOT NGHIEP 7

Trang 6

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG

THÔNG TIN:

Hệ thống viễn thông là tập hợp các phương tiện kỹ thuật cân thiết để tạo

đường nối thông tỉn giữa hai hoặc nhiều điểm nào đó với độ trung thực và tỉn cậy tối đa và với giá thành thấp nhất

Các dịch vụ cho hệ thống viễn thông được phân biệt dựa theo :

Loại tin tức được truyền đi

Số lượng thiết bị đầu cuối tham gia vào quá trình thong tin

Các chế độ thông tin

Khi nhiều thuê bao cùng sử dụng hệ thống thông tin, các đường truyền thông tạo thành mạng để phân phối và thu thập thông tin giữa các nguồn

và đích Nếu môi trường truyền thông là dùng chung và tạm thời, cần phải

có một mạng lưới giao hoán giữa các trung tâm

Một hệ thống thông tin là một quá trình chuyểng giao tỉn tức từ nguồn đến

đích, thông qua một kênh thông tin Với hệ thống lý tưởng :

- _ Nguồn và đích thống nhất về mã thông tỉn

- _ Kênh truyền không làm méo dạng tin tức truyền đi

- Kênh truyển phải thích hợp với nguồn và đích, tin tức truyền đi cũng

được điều chế hoặc mã hóa dạng tín hiệu thích hợp với kênh

Mô hình một hệ thống thông tỉn được vẽ như sau:

Cảm

biến nhiễu Cảm

Trang 7

Trong thực tế kênh truyền còn chịu ảnh hưởng của các tác nhân sau :

- Sự méo dạng, sự suy giảm của tín hiệu được truyền đi trên chiều dài của kênh

- _ Nhiễu cộng và nhiễu xuyên kênh

Mã hóa nguên nhằm giảm thiểu độ dư tin của nguôn và do đó làm cho tốc

độ bit giảm đến gần nhất tốc độ tin H Chẳng hạn với cùng một lượng tỉn

của nguên , mã morse có thể cho một thời gian truyền tin ngắn nhất, nhờ

vậy nguôn tin được tối ưu; đối với hình ảnh người ta căn cứ vào sự phụ

thuộc thống kê giữa các điểm ảnh lân cận để tối ưu hóa nguồn

Mã hóa kênh là phương thức biến đổi tín hiệu sao cho có dạng phù

ˆ hợp với đặc tính của kênh truyền, và do đó, có khả năng chống nhiễu cho

tín hiệu trên kênh Ngoài ra, mã hóa kênh còn có thể cho phép lập bộ mã phát hiện sai và sửa sai

1 Đặc tính nguôn âm con người:

Trong thực tế, phổ của âm thanh giọng nói con người trải dài từ 80Hz đến 12Khz, giảm nhanh ở vùng tân số cao Tốc độ phát âm trung bình là 80 đến 200 từ/phút

Trong kỹ thuật điện thoại nguồn âm có các đặc tính sau:

- _ Dải phổ giới hạn trong khoảng 300-3400H2, tuy không phải biết dải âm tần nhưng đối với điện thoại, đải phổ này là phù hợp cho nhận dang théng tin

-_ Biên độ thấp của nguồn âm ở các vùng tần số cao sẽ được nén dẫn để

chống nhiễu

- _ Sự lệch pha của âm không thể nhận biết bằng tai người

- Trong liên lạc điện thoại, những lúc nguồn ngưng phát âm (câu ngắt khi nói chuyện ), người ta còn có thể xen các cuộc đàm thoại khác vào, nhất là trong các kênh thông tin cự ly xa hoặc chỉ phí cao

II Chất lượng phục vụ:

Các tiêu chuẩn về chất lượng phục vụ tùy thuộc vào từng dịch vụ, chẳng

hạn, khả năng cảm nhận âm trong điện thoại, độ trung thực và thuần

khiết của âm thanh; trong truyền hình là sự trung thực của hình ảnh;

trong truyền số liệu là tốc độ và xác suất sai nhầm ký tự

Về mặt kỹ thuật các thông số cần được đánh giá là:

==——.——.—_.=

Trang 8

-_ Độ suy hao trên kênh truyền

- _ Thời gian trễ trên kênh truyền

- - Băng thông

- _ Ảnh hưởng của nhiễu

- Dac tinh của hệ khi có méo dạng

Độ tin cậy của hệ thống được đánh giá thông qua

- Xác suất hư hỏng một phần hay toàn phần

Khả năng tự sửa chữa của hệ

Hậu quả khi hư hỏng và hoạt động của hệ lúc hư hỏng

Để nâng cao các chất lượng phục vụ đã dé ra ở trên, giá thành thông tỉn

sẽ tăng Chẳng hạn việc mở rộng băng thông kênh thoại từ 3400Hz đến

5500Hz sé cải thiện chất lượng âm rất nhiều, nhưng khả năng truyền hết

tất cả lượng tin của nguôn tin trong một thời gian nhất định sẽ giảm 1/3 và giá thành đương nhiên sẽ tăng thêm 1/3 Như vậy, lúc này, cần phải có sự tương nhượng giữa hai phương án trên

I1II Chất lương truyền thông và chuyển mạch

a Độ suy hao chuẩn:

Để đo đại lượng suy hao trên mạng thoại, các điện trở thuần 6000 Ohms được gắn vào hệ thống, độ suy hao trở thành độ suy hao tổng thể,

phụ thuộc vào hiệu suất của đâu phát (micro) , đầu thu (tai nghe, loa) và

độ suy hao trên mạng

b Thời gian trễ:

Với thông thoại một chiểu, thời trễ trên kênh truyền không ảnh

hưởng đáng kể Với thông thoại hai chiều, thời trễ có thể cảm nhận được

khi lớn hơn 150 ms cho mỗi chiều Nếu thời trễ trên một chiều nào đó lớn hơn 400ms sẽ gây ra khó chịu cho người nghe

c Độ trung thực:

Một kênh thông tỉn được gọi là trung thực, khi biên độ của tín hiệu

thu và phát tỉ lệ nhau bởi hệ số œ và độ lệch pha 7 là hằng số (hệ thống có pha tuyến tính)

Up(t)= a uy(t- T)

==—=———

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 10 TỔNG ĐÀI 104

Trang 9

Trong đó Uạ là tín hiệu thu được; Ủp là tín hiệu phát

Nếu không thỏa mãn tín hiệu trên ta có méo tuyến tính

d Băng thông:

Băng thông một kênh thông thoại theo CCTITT là từ 300-3400 Hz, tức

là BW= 3100 Hz Tân số 800Hz trong băng được chọn là quy ước ở mức suy

hao 0đB, các tần số khác được so sánh với mức này (khuyến nghị G132

CCITT)

e Méo phi tuyén:

Khi độ suy hao œ thay đổi theo tần số tín hiệu, ta có méo phi tuyến

f Nhiễu nền và nhiễu xuyên kênh

Nhiễu được định nghĩa là các loại tín hiệu trên kênh cho ra những

thông tin không liên quan hoặc không có ý nghĩa gì ở nơi thu

Nhiễu nền tôn tại ngay khi không có tín hiệu mang thông tỉn

Nhiễu xuyên kênh cũng là một loại nhiễu, do ảnh hưởng không mong muốn của các tín hiệu mang thông tin từ các kênh lân cận đến kênh đang xét Đôi khi, hiệu ứng xuyên kênh lại được ứng dụng để ghép kênh thông tin

IV Dé tin cay:

Độ tin cậy là một đặc tính của thiết bị, được xác định dựa vào xác suất hoạt động của thiết bị để hoàn thành một nhiệm vụ đặt trước trong một điều kiện và thời gian định trước

Về nguyên tắc muốn có một hệ thống càng tin cậy thì:

- _ Hoặc sử dụng các linh kiện chất lượng cao, tránh hư hồng thì giá thành cao

- _ Hoặc dùng cấu trúc có độ an toàn sử dụng lớn, nhờ thế sử dụng bền

hơn

Seen eee

Trang 10

GVHD: NGUYEN VAN MUI PHẦN II: Lý thuyết tổng đài

SVTH : NGUYÊN PHAM DUY THANH

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ TỔNG DAI

DIEN TU:

Tổng đài điện thoại là một hệ thống trong đó có nhiều thiết bị linh kiện, có chức năng chuyển mạch, kết nối các cuộc hội thoại giữa các thiết bị đầu cuối của người được gọi và người gọi

s Các đường dây thuê bao được kết nối cùng tổng đài ( chuyển mạch nội đài)

e Các đường dây thuê bao và trung kế từ các tổng đài khác (cuộc gọi ra trung kế)

e Các đường dây thuê bao và trung kế từ các tổng đài khác (cuộc gọi trên trung

kế vào)

e Một cặp trung kế về hướng các tổng đài khác (chuyển mạch quá giang)

Tổng đài thực hiện các chức năng chuyển mạch trên thông qua một thiết bị gọi là

mạng chuyển mạch

Một tổng đài có thể thiết lập ba loại đường kết nối trên gọi là một thuê bao của tổng đài nội hạt Nếu một tổng đài chỉ có thể thiết lập loại kết nối thứ tư thì được gọi là tổng đài quá giang

Ngoài ra tổng đài còn thực hiện một vài chức năng khác:

x Báo hiệu

x Điều khiển

x Tính cước và lập hóa đơn

Tất cả các chức năng có thể được cung cấp bằng cách dùng máy tính điều khiển

các tổng đài điện tử có hiệu quả hơn các phương pháp thường dùng trong tổng đài

cơ điện

1 Phân loại tổng đài:

Cùng với quá trình phát triển của khoa học kỹ thuật, các loại tổng đài điện

thoại cũng không ngừng thay đổi để phù hợp với nhu cầu sử dụng, được thống kê qua các giai đoạn và có các loại

a Tổng đài nhân công:

Là loại tổng đài trong mạng điện nguyên thủy mọi thao tác trong tổng đài đêu sử dụng bằng sức người, các kết nối được thực hiện thông qua một hệ thống chuyển mạch rất đơn giản, bằng cách dùng các dây có phích cắm để kết nối trực tiếp hai thuê bao cần liên lac với nhau Hệ

thống này dùng nguôn điện DC riêng biệt cho từng thuê bao và tổng đài

Vì dùng hoàn toàn bằng nhân công nên tổng đài loại này có rất nhiều nhược điểm như:

se Thời gian kết nối chậm

e Dễ nhầm lẫn

=——————==—=—=

Trang 11

GVHD: NGUYEN VAN MUI PHAN II: Lý thuyết tổng đài

se Khó mở rộng dung lượng

e Tốn nhiều nhân công

b Tổng đài cộng điện :

Được cải tiến từ tổng đài nhân công, lúc này nguồn DC chung được

cấp từ tổng đài Do đó máy phát hiện tại thuê bao được loại bỏ, tổng đài

nhận biết thuê bao bằng sự thay đổi dòng điện Hệ thống thuê bao này vẫn

còn nhiều khuyết điểm như tổng đài nhân công

c Tổng đài tự động:

Được phân làm 2 loại chính:

e Tổng đài cơ điện:

Dùng các bộ chuyển mạch cơ khí, được điều khiển bằng các mạch điện tử,

bao gồm:

_ x Chuyén mach quay tron

x Chuyển mạch từng nấc

x Chuyển mạch ngang đọc

- _ Trong tổng đài cơ điện, mọi nhiệm vu đã được tự động hóa hoàn toàn, do

đó có nhiều ưu điểm như:

x Thời gian kết nối nhanh chóng và chính xác

x Dung lượng truyền đi lớn

x Giảm bớt công việc của điện thoại viên

- Tuy nhiên loại nay vẫn còn nhiều khuyết điểm như:

x Thiết bị công kênh

x Tiêu hao năng lượng

x Điều khiển kết nối phức tạp

Trong chuyển mạch cơ điện, các chức năng khác nhau trong tổng đài

được thực hiện bởi sự hoạt động và giải tỏa các rơ-le công tắc chuyển mạch dưới

sự hoạt động và giải tổa các rơ-le công tắc chuyển mạch dưới sự điều khiển trực

tiếp của một hệ théng con (sub-system) diéu khiển Các công tắc này đã được đấu nối cứng, ngắt theo đường hướng đã định trước Khi thay đổi số liệu cho dịch vụ mới hoặc thay đổi việc phục vụ thuê bao thì phải thay đổi phần cứng, ngắt theo

đường hướng đã định trước Khi thay đổi số liệu cho dịch vụ mới hoặc thay đổi việc phục vụ thuê bao thì phải thay đổi phần cứng

Trong tổng đài cơ điện bộ xử lý tương tự máy tính có mục đích chung thì được dùng để điều khiển các chức năng trong tổng đài Tất cả các chức năng điều

khiển thì được đại diện bởi các chỉ thị khác nhau đã được lưu trữ trong bộ nhớ Do

đó các bộ nhớ xử lý, lưu trữ tất cả số liệu tổng đài như số liêu thuê bao, bảng kê định số, định tuyến, thông tin về cước và ghi cuộc gọi đối với mỗi cuộc gọi xử lý từng bước

e Tổng đài điện tử:

===——ee====e=

Trang 12

PHẦN II: Lý thuyết tổng đài

Dùng các bộ chuyển mạch điện tử, có thể kết nối với máy tính làm cho cơ cấu gọn nhẹ, thời gian kết nối nhanh hơn, tiêu tán công suất ít hơn, dung

lượng có thể tăng nhiều hơn

Tổng đài điện tử đầu tiên dùng chuyển mạch không gian (chuyển

mạch analog), được điều khiển theo chương trình lưu trữ sẵn, sử dụng hệ thống

chuyển mạch cơ điện Tổng đài này dùng một đường vật lý cho một cuộc gọi

Sau đó tổng đài điện tử số ra đời, đây là hệ thống chuyển mạch

phân thời gian (chuyển mạch số) cho phép một đường nối vật lý chia làm nhiều

cuộc gọi do đó nó cung cấp độ tiếp thông đây

2 Phân cấp tổng đài : Mạng điện thoại hiện nay được phân thành các cấp theo thứ tự từ cao xuống thấp:

e_ Cấp cao nhất là cấp trung tam mién (Regional Center) còn

e_ Cấp thứ tư là cấp đường dài (Toll Center) còn gọi là lớp 4

e _ Cấp thấp nhất là tổng đài nội hạt (End Office) còn gọi là lớp

5

e Cuối cùng là các thiết bị đầu cuối, tổng đài nội bộ hay tổng

đài rẻ nhánh các thuê bao được lắp đặt tại trung tâm đầu cuối

Các lớp 2,3,4 được nối với một trung tâm cấp trên và một trung tâm

Trang 13

==—————

GVHD: NGUYÊN VĂN MÙI

SVTH : NGUYÊN PHẠM DUY THANH

TRUNG TÂM MIỄN

Ỉ TRUNG TÂM VÙNG

TRUNG TÂM CAPI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 15

TỔNG ĐÀI 104

Trang 14

Máy điện thoại là công cụ thực hiện đồng thời 2 chức năng: Biến tín hiệu

âm thanh thành tín hiệu điện truyền đi và ngược lại, biến tín hiệu điện thành tín hiệu âm thanh ở ống nghe Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của mạng điện

thoại

1 Những yêu câu của máy điện thoại:

x Khi phát tín hiệu chuông thì bộ phận đàm thoại phải được tách rời đường điện, trên đường dây chỉ có tín hiệu chuông

X Khi đàm thoại, bộ phận phát và tín hiệu chuông phải tách ra khỏi đường điện, trên đường dây chỉ có dòng điện dành cho

điện thoại

x Máy phải phát được mã số thuê bao đến tổng đài và phải nhận được tín hiệu chuông từ tổng đài đưa tới

x 6 trạng thái nghĩ (gác máy), máy phải thường trực đóng

nhận tín hiệu chuông từ tổng đài đưa tới

X Ngoài ra máy điện thoại phải đáp ứng nhu cầu gọn nhẹ, đơn giản, bền đẹp, tiện dụng cho người sử dụng

2 Các chức năng cơ bản của máy điện thoại:

X Chức năng báo hiệu: thông báo cho người sử dụng biết tổng

đài đã sẵn sàng tiếp nhận hay chưa tiếp nhận cuộc gọi thông

qua các âm hiệu như Dial Tone hay Busy Tone

Phát mã số của thuê bao bị gọi vào tổng đài bằng cách nhấn

số hay quay số

Thông báo cho người sử dụng biết tình trạng diễn biến việc

kết nối mạch bằng các âm hiệu chuông

Biến âm thanh thành tín hiệu điện phát đi và ngược lại, biến

tín hiệu điện thành tín hiệu âm thanh

Báo hiệu cuộc gọi đã kết thúc hay gác máy

- - Nhớ số thuê bao đặc biệt

- - Ghi âm lại tín hiệu thoại

Trang 15

Được chia làm 2 kiểu chính:

X Quay số bằng xung thập phân (pulse)

- Đây là kiểu quay số dành cho các điện thoại trước đây,

số được quay bằng đĩa quay, mạch vòng được đóng hay mở

bằng một chuyển mạch được nối với đĩa quay số Các chuỗi

xung được tạo ra tương ứng với các số quay như sau:

+ số (0: 10 xung + số 9: 9 xung + số 8: 8 xung

+ số 1: 1 xung

- Mỗi chu kỳ xung là 100ms, trong đó có 33% xung hoạt động và 67% xung nghĩ, khoảng cách giữa 2 chuỗi xung lớn hơn 500ms

x Quay số bằng tín hiệu đa âm tan DTMF (Dual Tone Multiple Frequence ):

Quay số bằng tín hiệu đa âm tần DTME là một hình thức quay

số bằng cách nhấn nút số trên ma trận bàn phím (Keypad), mỗi

số ở đây tương ứng với một cặp tần số được quy ước sẵn được

trình bày dưới đây:

Trang 16

CHƯƠNG IV GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI ÂM

HIỆU

1 Âm hiệu mời quay số (Dial tone):

Báo cho thuê bao biết tổng đài đã sẵn sàng nhận số từ thuê bao Tín hiệu

có biên độ điện áp khoảng 3V, dạng hình sin có tần số f=425+ 25Hz, và nhịp liên

tục

2 Âm hiệu báo bận (Busy tone):

Báo cho thuê bao biết thuê bao bị gọi đang bận hay hết thời gian quay số

Busy Tone là tín hiệu hình sin, biên độ điện áp khoảng 3V, tân số f=425+

25Hz, cả hai nhịp có và không đều ở khoảng 0.5s

Trang 17

3 Âm hiệu chuông (Ringing tone ):

Âm hiệu chuông được cấp từ tổng đài dùng để báo hiệu cho thuê bao bị

gọi

Ringing là tín hiệu hình sin, có biên độ từ 90V ~ 95V, có tần số f trong

khoảng từ 20Hz, với nhịp có là 3s, và nhịp không là 4s

4 Âm hiệu hồi âm chuông (Ringback tone):

Báo cho thuê bao gọi đi biết là đang rung chuông của thuê bao bị gọi

Ringback tone là tín hiệu hình sin,biên độ điện áp khoảng 3V, tân số

f=425+ 25Hz, nhịp có 3s, nhịp không 4s

==—ễễễ_{ƒẰƑ‡ẽ‡Ƒ_R-

Trang 18

Số tiếp điểm sẽ là n*m, chuyển mạch sẽ không bị nghẽn khi n=m và nghẽn sẽ

có thể xây ra khi n>m n càng nhồ (khi n là cố định) thì xác suất nghẽn càng cao

b) Chuyển mạch không gian đa tầng:

- n đầu vào được chia thành n/m nhóm, mỗi nhóm gồm n kênh Các nhóm này

sẽ là ma trận cấp 1, đầu ra của nó sẽ vào ma trận cấp 2, và cứ như vậy đến cấp cuối cùng có n đầu ra

- Chuyển mach phân chia không gian 3 cấp

- Để không nghẽn: k=2n-1

2 Chuyển mạch phân chỉa thời gian:

a) Phương pháp ghép kênh pam:

- Tin hiéu thoại có băng tân 300-3400Hz, vậy fs=2 x 3,4KHz nhưng để được

giá trị đúng và cho phép truyền dẫn tốt người ta chọn fs=8 KH¿ Do đó chu kỳ lấy mẫu này tất cả các thuê bao được lấy mẫu 1 lần và nhận được 1

mẫu từ thuê bao đối phương Mỗi chu kỳ lấy mẫu như vậy được gọi là 1 frame, người ta chia chúng thành các khe thời gian, trong đó mỗi kênh sẽ chiếm 1 khe nhất định Ngoài ra các khe do các tín hiệu, âm hiệu khác và khoảng cách bảo vệ giữa các khe thời gian

- _ Do đó kỹ thuật PAM chỉ bảo đảm toàn thông cho 125 thuê bao, nếu tăng thêm nữa chất lượng thoại sẽ giảm

b) Điều chế PCM:

———

Trang 19

GVHD: NGUYEN VAN MUI PHAN II: Lý thuyết tổng dai

- - Các xung PAM được đưa qua 1 bộ nén hạn biên, đó là một bộ lượng tử

hóa Tín hiệu lượng tử này được đưa vào bộ mã hóa để chuyển biên độ lớn biên độ các xung sang dạng số đo nhị phân gồm cụm bít B1-Bn rồi truyền

đi, bên thu quá trình ngược lại Thông thường có 256 mức lượng tử, mỗi từ

mã được mã hóa thành 1 nhánh 8 bit Nhóm này được gọi là 1 từ mã PCM

3 Phân tích một cuộc gọi:

Để mô tả hệ thống chuyển mạch, tiến trình của một cuộc gọi xem như trải

qua mười tầng Các tầng này được minh họa dưới đây và được tóm tắt trong

hai lược đồ Trong đó hình 2-1 mô tả tiến trình của một cuộc gọi nội hạt nhìn

từ thuê bao gọi và tổng đài nội hạt Hình đưới mô tả các tầng của một cuộc gọi liên quan đến tổng đài thứ hai, từ góc nhìn của tổng đài thứ nhất

a) Tín hiệu nhấc máy (off-hook):

Một thuê bao muốn thực hiện một cuộc gọi trước hết phải nhấc ống nghe Thủ tục cần thiết này phát ra tín hiệu nhấc máy còn gọi là tín hiệu truy cập đường

truyền, nó thông báo với tổng đài để chuẩn bị điều khiển cuộc gọi Việc nhấc

ống nghe làm giải phóng một tiếp điểm, điều này tạo thành một mạch vòng giữa tổng đài và điện thoại Khi mạch này hình thành , một thiết bị bên trong

tổng đài được kích hoạt và một loạt các tín hiệu hướng đến các phần thích hợp

của tổng đài được khởi phat Khi ống nghe được đặt xuống ở trạng thái rảnh

rỗi, tiếp điểm bị ấn xuống tín hiệu truy cập gửi đến tổng đài không còn nữa,

mạch vòng bị cắt và cuộc gọi không còn thực thi, nhờ vậy tiết kiệm được năng

lượng Năng lượng trên đường dây thuê bao được cấp bởi nguồn pin trong tổng đài, vì nó yêu cầu dòng một chiều Nguồn pin được sạc bởi nguồn điện xoay

chiều thông qua bộ chỉnh lưu, và là nguồn duy trì cung cấp điện cho tổng đài

trong một thời gian xác định khi nguồn điện chính bị hư

Trang 20

b) Sự nhận dạng thuê bao gọi:

Cuộc gọi được phát biện tại đơn vị kết cuối đường thuê bao thực hiện gọi

(SL/TU) trong tổng đài, đơn vị này đã được qui định chỉ số thiết bị (EN-

equipment number) Chi sé nay cần được dịch sang chỉ số thư mục của thuê

bao (DN- directory number) Do đó, cần phải dùng các bảng dịch Trong tổng

đài cơ, chúng được giữ trong bộ dây nối luận lý Hệ thống điêu khiển cũng cần

phải nhận dạng thuê bao gọi vì hai lý do Thứ nhất, thuê bao cần phải trả cước

cho cuộc gọi Thứ hai, cần tiến hành thủ tục kiểm tra xem thuê bao có được

phép thực hiện một cuộc gọi đường dài hay không Thông tin cần thiết được lư

u trữ trong các record (một phần tử của một tổ chức lưu trữ) mô tả chúng loại dịch vụ của thuê bao Có một record phân loại dịch vụ cho mỗi kết nối trên

tổng đài nhằm lưu trữ các dạng thông tin về kết cuối

c) Sự phân bố bộ nhớ và kết nối các thiết bị dùng chung:

Một chức năng thuộc về nguyên lý bên trong tổng đài là điều khiển Một vài

yếu tố luận lý phải làm sáng tô các sự kiện trong quá trình thực thi cuộc gọi, đưa ra các quyết định hành động cần thiết và khởi động các hoạt động khác

==———

Trang 21

==———ễễễ —._=

SVTH : NGUYÊN PHẠM DUY THANH

Khi tổng đài nhận một tín hiệu truy cập (off-hook signal), hệ thống điều khiển phải phân phối thiết bị dùng chung cho cuộc gọi và cung cấp một đường dẫn

cho nó bắt đầu từ đường dây gọi Điều này hình thành nên nhóm thiết bị bị

chiếm dụng lâu, thiết bị này cần thiết trong suốt cuộc gọi và loại thiết bị sử

dụng ngắn hạn chỉ cần trong giai đoạn thiết lập cuộc gọi mà thôi Trong các tổng đài analog, cầu truyền dẫn phân tách đường tiếng mang tính hiệu xoay

chiều với thành phần một chiều xuyên qua tổng đài là một ví dụ về loại thiết

bị thứ nhất Loại thiết bị thứ hai bao gồm bộ thu và lưu trữ các chữ số cấu

thành địa chỉ của thuê bao được gọi Các chữ số này không những nhận dạng thuê bao được gọi mà còn cung cấp thông tỉn cần thiết để định tuyến cuộc gọi xuyên qua mạng

Khi bộ nhớ đã được phân phối, một âm hiệu mời quay số (dial tone) được

gửi đến thuê bao gọi để báo rằng tổng đài sẵn sàng tiếp nhận các chữ số địa

chỉ Vì tổng đài được thiết kế với các thiết bị lưu trữ trên cơ sở dự báo lưu

lượng gọi đến thay cho lưu lượng tổng cộng tối đa khi các thuê bao thực hiện đồng loạt cuộc gọi, do đó có lúc thiếu bộ nhớ Tuy nhiên, thuê bao sẽ được

thông báo điều này qua sự kiện (tạm thời) không có âm hiệu mời quay số được

gửi từ tổng đài

Trang 22

đến thuê bao gọi Tổng đài cuc bô đến tổng đài kế

Các chữ số quay ply

âm hiệu chuông

Tín hiệu trả lời đàmthoại Bàm thoại

và được lưu trữ tại đó Hoạt động báo hiệu là khía cạnh hết sức quan trọng

trong hệ thống điện thoại

e) Phân tích chữ số:

Hệ thống điều khiển phải phân tích các chữ số để xác định tuyến đi ra từ

tổng đài cho cuộc gọi Nếu cuộc gọi hướng đến thuê bao thuộc tổng đài nội bộ

thì chỉ có một mạch có thể được định tuyến là đường dây thuê bao được gọi Nếu đường dây thuê đang làm việc với cuộc đàm thoại khác thì cuộc gọi không thể thực hiện và tín hiệu bận được gửi đến thuê bao gọi Mặt khác nếu cuộc gọi hướng đến một thuê bao thuộc tổng đài ở xa, nó có thể được phân phối bất

kỳ một mạch nào trên tuyến thích hợp đi ra khỏi tổng đài gốc, việc phân phối bao gồm cả tuyến dự phòng Nếu tất cả các mạch đều bận, tín hiệu báo bận cũng được gửi đến thuê bao và cuộc gọi bị từ chối Nếu có một mạch thích hợp đang rảnh, nó sẽ bi bắt lấy và sẽ không thể sử dụng cho bất kỳ cuộc gọi nào

=————.—————e

Trang 23

khác Trong các tổng đài cơ điện, việc chiếm giữ này tác động một điều kiện

về mức điện vào thiết bị kết cuối của mạch và thường được xem như thao tác

đánh dấu (marking) Tuy nhiên, thông tin về mạch thường được lưu giữ trong

các bảng dưới dạng phần mềm, trong trường hợp này một mã chỉ định trong

vùng đữ liệu cho trước chỉ ra trạng thái của một mạch

f Thiết lập đường dẫn chuyển mạch:

Lúc này hệ thống điều khiển biết được các danh định của mạch nhập và

mạch xuất Nhiệm vụ kế tiếp của nó là chọn đường dẫn giữa chúng thông qua

các chuyển mạch của tổng đài Bên trong các hệ thống chuyển mạch có các giải thuật chọn các đường dẫn chuyển mạch thích hợp Mỗi điểm chuyển mạch trên đường dẫn đã chọn phải được kiểm tra để đảm bảo rằng nó không trong

trạng thái phục vụ cho cuộc gọi khác và chiếm lấy nếu nó rảnh Một lân nữa,

điều này được thực biện trong các tổng đài cơ điện bằng cách kiểm tra các

điều kiện điện Trong các tổng đài cơ điện, register (được dùng để nhận và lưu

trữ các chữ số) phải thôi kết nối khi đường dẫn đã được thiết lập

ø) Dòng chuông và âm hiệu chuông:

Một tín hiệu phải được gửi đến đầu xa để tiến hành cuộc gọi Nếu thuê bao

được gọi là cục bộ, điều này được thực hiện thông qua việc gửi dòng điện

chuông đến kích hoạt chuông trong máy điện thoại được gọi Nếu thuê bao

không phải cục bộ, một tín hiệu truy cập phải được gửi đến tổng đài kế tiếp, nhằm kích hoạt nó tiến hành các thao tác riêng Các thao tác này tương tự như những gì được mô tả trong các phần trên đây, bao gồm các tín hiệu gửi lại tổng đài nguôn Khi tất cả các kết nối đã được thiết lập cho phép cuộc gọi tiến hành

trên mạng nội hạt hoặc mạng hợp nối hoặc mạng trung kế, dòng điện chuông được gởi đến thuê bao đầu xa và âm hiệu chuông được gửi đến thuê bao gọi

h) Tín hiệu trả lời:

Một tín hiệu trả lời nhận được từ thuê bao đâu xa (trong trường hợp này là tín hiệu truy cập) hay từ tổng đài khác, được nhận biết bởi hệ thống điều khiển của tổng đài cục bộ Sự truyền phải được chấp thuận trên đường dẫn chuyển mạch đã chọn xuyên qua tổng đài Dòng điện chuông và âm hiệu chuông phải được xóa trên đường dây thuê bao đầu xa và thuê bao gọi Sau đó hai phần này được nối với nhau và công việc tính cước cuộc gọi này đối với thuê bao gọi

được khởi động

i) Gidm sat:

Trong khi cuộc gọi đang tiến hành, công việc giám sát cũng được thực thi

để tính cước và phát hiện tín hiệu xóa cuộc gọi Công việc giám sát cũng thực hiện quét tất cả các dây kết cuối trên tổng đài để phát hiện tín hiệu truy cập của cuộc gọi mới

==——===

Trang 24

j Tín hiệu xóa kết nối:

Khi nhận tín hiệu xóa kết nối (được phát ra bởi thuê bao gọi hoặc thuê bao

được gọi), thiết bị tổng đài hay bộ nhớ được dùng trong kết nối phải được giải

phóng và sẵn sàng sử dụng cho các cuộc gọi khác

Trong các mạng được quản lý và bảo trì một cách có hiệu quả, hệ thống giám sát yêu cầu thu nhập dữ liệu trên mỗi cuộc gọi Khi cuộc gọi thất bại do thiết bị hồng hoặc các mạch hay thiết bị không đủ để đáp ứng, thông tin nay được yêu cầu cho công tác bảo trì quản lý và hoạch định mạng Dữ liệu trên các cuộc gọi thành công dùng để tính cước Vì vậy công tác quản lý giám sát

rất có ý nghĩa trong mạng điện thoại Trong các tổng đài cơ điện, điều này

chịu ảnh hưởng của các kết nối dây giữa các thành phần thiết bị riêng và các

điểm giám sát

==————====

Trang 25

Trang 26

PHAN III: Gidi thiéu IC

Chuong I: GIGI THIEU HQ IC AT89C51

I GIỚI THIẾU HỌ ICMSCSI:

Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự như nhau Ở đây giới thiệu IC AT89C51 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của

Mỹ sản xuất

Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau:

— 4KB EPROM bén trong

— 128 Byte RAM nội

— 4 Port xuất /nhập ƯO 8 bit

— Giao tiếp nối tiếp

- 64 KB vùng nhớ mã ngoài

— 64 KB vùng nhớ đữ liệu ngoại

-_ Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn)

— 210 ô nhớ có địa chỉ mã hoá từng bít

— đụs cho hoạt động nhân hoặc chia

KHAO SAT SO DO CHAN:

1 Sơ đồ chân của 89C51:

T—>—-]| P1.2 P3.2/JNTO F73

EL—£-| P13 P3.3/INT1 | 14H E—ÿ-]| P1.4 P3.4/T0 T£—

EL—-| P15 P3.5/T1 | ;j—Ð E—£-| P16 P3.6/WR a7 + P1.7 P3.7/RD | — o—124xtaL1 ALEBOS LŠ3—H E—'!†XTAL2 PSEN ^—f

E—Ê-] EA/VPP

E———] RST

AT89C51 H.1: Sơ đồ chân IC 89C51

Trang 27

GVHD: NGUYEN VAN MUI PHAN III: Giới thiệu IC

8051 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập Trong đó có 24 chân có công dụng kép, mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc như là thành phần của bus đỡ liệu và bus địa chỉ

Các IC khác của họ MSC51 khác nhau về sự kết hợp ROM, RAM nội hay số

INTERRUPT OTHER 128 BYTE 4K: 8951 ị : IME <

H2: Sơ đồ khối cấu tạo bên trong của IC AT89C51

2 Chức năng chân của 89C51:

8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa là 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 dữ liệu và bus địa chi

Trang 28

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 I/O Đối với các

thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu

PHẦN II: Giới thiệu IC

s*Port 1:

Port 1 là port /O trên các chân 1 + 8 Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2,

P1.7 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

s* Port 2:

Port 2 là một port có tác dụng kép trên các chân 21 + 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

s*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 liên hệ với các đặc tính đặc biệt của AT8§9C51 như ở bảng sau:

BIT | TEN CHỨC NĂNG CHUYỂN ĐỐI

P3.0 RXD Ngõ nhận dữ liệu nối tiếp -

P3.1 TXD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp

P3.2 /INT0 Ngõ vào ngắt cứng thứ 0

P3.3 ANT1 Ngõ vào ngắt cứng thứ 1

P3.5 T1 Ngõ vào của TIMER/COUNTER 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

b các ngõ ra điều khiển:

s* 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 nối đến chân /OE (output enable) của Eprom cho phép doc cdc byte mã lệnh

PSEN ở mức thấp trong thdi gian Microcontroller AT89C51 lấy lệnh Các mã

lệnh của chương trình được đọc từ Eprom qua bus đữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh bên trong AT89C51 để giải mã lệnh Khi AT89C51 thi hành chương trình trong

EPROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1

‹+* Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable):

==——— _ƒƑĂ_

Trang 29

GVHD: NGUYEN VAN MUI PHAN III: Gidi thiệu IC SVTH: NGUYEN PHAM DUY THANH

Khi AT89C5I1 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

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

Ngo tin hiéu /EA (External Access):

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

mức 1, AT89C51 thi hành chương trình từ EPROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 4

Kbyte Nếu ở mức 0, AT89C51 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng Chân /EÉA

được lấy làm chân cấp nguồn 12V khi lập trình cho Eprom trong AT89C51

* Ngo tin hiéu RST (Reset):

Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của AT89C51 Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghỉ bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset

s% Các ngõ vào bộ dao động X1, X2:

Bộ dao động được tích hợp bên trong AT89C51, khi sử dụng AT89C51 người thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ dé Tân số thạch anh thường sử dụng cho AT89CS§1 là 12Mhz

Chân 40 (Vcc) được nối lên nguôn 5V

+* Cấu trúc I/O port:

Trang 30

tắt thì chân port mới điều khiển được bởi ngõ ƯO Khi sử dụng port Ö như cổng đa

dụng thì phải có điện trở kéo lên nguồn (10k@)

II CẤU TRÚC BÊN TRONGIC:

1 Tổ chức bộ nhớ bên trong:

SVTH : NGUYỄN PHẠM DUY THANH

00 Enable via Enable via

On -Chip PSEN RD&WR Memory 0000

0000

External Memory

H4: Bảng tóm tắt các vùng nhớ 89C51

Bộ nhớ trong AT89C51 bao gồm EPROM và RAM RAM trong AT89C51 bao

gôm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, các bank thanh ghỉ và các thanh ghỉ chức năng đặc biệt

AT89C51 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard: có những vùng bộ nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu Chương trình và dữ liệu có thể chứa bên trong AT§9C51 nhung AT89C51 vẫn có thể kết nối với 64KB bộ nhớ chương trình và 64KB dữ liệu ngoài

Bản đồ bộ nhớ Data trên Chỉip như sau:

=—— —ừừF{=_

Trang 31

SVTH: NGUYÊN PHAM DUY THANH

FF F0

Bank 3 89 chỉ hoá bit

88

(mac dinh cho RO -| 88

H5: BO NHGO DU LIEU TREN CHIP AT89C51_

Hai đặc tính cần chú ý là:

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

===. -———

Trang 32

GVHD: NGUYEN VAN MUI PHAN III: Giới thiệu IC SVTH : NGUYÊN PHẠM DUY THANH

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

* $%

Moi địa chỉ trong vùng RAM đa dụng đều có thể truy xuất tự do dùng kiểu

‘dia chi trực tiếp hoặc gián tiếp

RAM có thể truy xuất từng bit:

§951 chứa 210 bit được địa chỉ hóa, trong đó có 128 bit có chứa các byte chứa

các địa chỉ từ 20H đến 2FH và các bit còn lại chứa trong nhóm thanh ghỉ có chức năng

đặc biệt

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

microcontroller x ly chung Các bit có thể được đặt, xóa, AND, OR, với 1 lệnh đơn

Đa số các Mierocontroller xử lý đòi hỏi một chuỗi lệnh đọc — sửa - ghỉ để đạt được

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

128 bit có chứa các byte có địa chỉ từ 00H -IFH cũng có thể truy xuất như các byte hoặc các bit phụ thuộc vào lệnh được dùng

Cac bank thanh ghi(REGISTER BAND): |

32 byte thap cia bộ nhớ nội được dành cho các bank thanh ghỉ Bộ lệnh

AT89C5I1 hổ trợ 8 thanh ghi có tên là R0 -R7 và theo mặc định (sau khi reset hé thống) các thanh ghỉ này có các địa chỉ từ 00H - 07H Lệnh sau đây sẽ đọc nội dung ở

địa chỶ 05H vào thanh ghỉ tích luỹ:

|

Trang 33

GVHD: NGUYEN VAN MUI SVTH : NGUYEN PHAM DUY THANH

MOV A,R5 Day la lénh dia chi m6t byte thanh ghi Tuy nhiên một lệnh khác cũng có tác

dụng tương tự nhưng chiếm đến 2 byte do sử dụng cách định địa chỉ trực tiếp

Như vậy những lệnh sử dụng thanh ghỉ từ R0 đến R7 thì nhanh hơn các lệnh

tương đương dùng cách định địa chỉ trực tiếp Vì vậy đối với những lệnh sử dụng thường xuyên nên dùng các thanh ghỉ này

Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một bank thanh ghỉ được truy xuất bởi các thanh ghỉ RO - R7 để chuyển đổi việc truy xuất các bank thanh ghỉ

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

2 Các thanh ghỉ có chức năng đặc biệt:

Các thanh ghi trong AT89C51 được định dang như một phần của RAM trên chip vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một địa chỉ (ngoại trừ thanh ghỉ bộ đếm chương trình

và thanh ghỉ lệnh vì các thanh ghỉ này hiếm khi bị tác động trực tiếp) Cũng như R0+

R7, AT89C51 có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt (SFR: Special Eunction Register)

ở vùng trên của RAM nội từ địa chỉ 80H - FEH

Chú ý:

Tất cả 128 địa chỉ từ 80H + FEH không được định nghĩa, chỉ có 21 thanh ghi có

chức năng đặc biệt được định nghĩa sẵn các địa chỉ Ngoại trừ thanh ghỉ À có thể được

truy xuất ngầm như đã nói, đa số các thanh ghi có chức năng đặc biệt SFR có thể địa chỉ hóa từng bit hoặc byte

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

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

==——ễễễ.{ƒ{ŸƒƑ_

Trang 34

SVTH : NGUYEN PHẠM DUY THANH

00=Bank0 ; address 00H + 07H

01=Bank 1;

address 08H + 0FH

10=Bank 2 ; address 10H + 17H 11=Bank 3 ;

Chức năng từng bit trang thái chương trình:

+ Cờ Carry 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

+ 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 - 0EH Ngược lại AC=0,

«+» Cờ 0 (Flag 0):

Cờ 0 (F0) là 1 bit cờ đa dụng dùng cho các ứng dụng của người dùng

Những bit chọn bank thanh ghỉ truy xuất:

RS1 và RS0 quyết định dãy thanh ghi tích cực Chúng được xóa sau khi reset

hệ thống và được thay đổi bởi phần mềm khi cần thiết

==———.y.yrvvcvr

ren

Trang 35

GVHD: NGUYEN VAN MUI PHAN II: Giới thiệu IC SVTH : NGUYÊN PHẠM DUY THANH

Tùy theo RS1, RS0 = 00, 01, 10, 11 sẽ được chọn Bank tích cực tương ứng là Bank 0, Bank1, Bank2, Bank3

Cd tran OV (Over Flag):

Cờ tràn được set sau một hoạt động cộng hoặc trừ nếu có sự tràn toán học Khi các số có dấu được cộng hoặc trừ với nhau, phần mềm có thể kiểm tra bit này để xác định xem kết quả có nim trong tâm xác định không Khi các số không có dấu 'được cộng bit OV được bỏ qua Các kết quả lớn hơn +127 hoặc nhỏ hơn -128 thì bit Ov=1

> Bit Parity (P):

Bit ty động được set hay Clear ở mỗi chu kỳ máy để lập Parity chấn với thanh ghỉ A Sự đếm các bit 1 trong thanh ghi A cộng véi bit Parity luén luén chan Vi dy A chứa 10101101B thì bit P set lên 1 để tổng số bit 1 trong A và P tạo thành số chẵn

Bit Parity thường được dùng trong sự kết hợp với những thủ tục của Port nối tiếp để tạo ra bit Parity trước khi phát đi hoặc kiểm tra bit Parity sau khi thu

+* Thanh ghi B:

Thanh ghi B ở địa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghỉ À cho các phép toán

nhân chỉa Lệnh MUL AB sẽ nhận những giá trị không dấu 8 bit trong hai thanh ghi

A và B, rồi trả về kết quả 16 bit trong A (byte cao) va B (byte thấp) Lệnh DIV AB lấy A chia B, kết quả nguyên đặt vào A, số dư đặt vào B

Thanh ghi B có thể được dùng như một thanh ghi đệm trung gian đa mục đích

Nó là những bit định vị thông qua những địa chỉ từ F0H + E7H

+ Con trỏ Ngăn xếp SP (Stack Pointer):

Con trỏ ngăn xếp là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ §1H Nó chứa địa chỉ của của byte đữ liệu hiện hành trên đỉnh ngăn xếp Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm các lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp (PUSH) và lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp (POP) Lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp sẽ làm tăng SP trước khi ghi dữ liệu và lệnh lấy ra khỏi ngăn xếp sẽ làm giảm SP Ngăn xếp của 8031 / 8051 được giữ trong RAM nội và giới hạn các địa chỉ có thể truy xuất bằng địa chỉ gián tiếp, chúng là 128 byte đầu của

Trang 36

GVHD: NGUYEN VAN MUI SVTH: NGUYÊN PHAM DUY THANH

MOV SP, #5F

Với lệnh trên thì ngăn xếp của AT89C51 chỉ có 32 byte vì địa chỉ cao nhất của

RAM trên chip là 7FH Sở dĩ giá trị SFH được nạp vào SP vì SP tăng lên 1 là 60H

trước khi cất byte dữ liệu

Khi Reset AT89C51, SP sé mang giá trị mặc định là 07H và dữ liệu đầu tiên

sẽ được cất vào ô nhớ ngăn xếp có địa chỉ 08H Nếu phần mềm ứng dụng không khởi động SP một giá trị mới thì bank thanh ghi1 có thể cả 2 và 3 sẽ không dùng được vì vùng RAM này đã được dùng làm ngăn xếp Ngăn xếp được truy xuất trực tiếp bằng

các lệnh PUSH và POP để lưu trữ tạm thời và lấy lại dữ liệu, hoặc truy xuất ngầm bằng lệnh gọi chương trình con (ACALL, LCALL) và các lệnh trở về (RET, RET] để

lưu trữ giá trị của bộ đếm chương trình khi bắt đầu thực hiện chương trình con và lấy lại khi kết thúc chương trình con

+» Con trỏ đữ liệu DPTR (Data Pointer):

Con trỏ dữ liệu (DPTR) được dùng để truy xuất bộ nhớ ngoài là một thanh

ghi 16 bit ở địa chỉ 82H (DPL: byte thấp) và 83H (DPH: byte cao) Ba lệnh sau sẽ ghỉ 55H vào RAM ngoài ở địa chỉ 1000H:

PHAN III: Giéi thiéu IC

MOV A,#55H MOV DPTR,#1000H MOV @DPTR,A

Lệnh đầu tiên dùng để nạp 55H vào thanh ghi A Lệnh thứ hai dùng để nạp

địa chỉ của ô nhớ cần lưu giá trị 55H vào con trỏ dữ liệu DPTR Lệnh thứ ba sẽ di

chuyển nội dung thanh ghi A (là 55H) vào ô nhớ RAM bên ngoài có địa chỉ chứa

trong DPTR (là 1000H)

+ Các thanh ghi Port (Port Register):

Các Port của AT89C51 bao gồm Port 0 ở địa chỉ 80H, Port1 ở địa chỉ 90H, Port2 ở địa chỉ A0H, và Port3 ở địa chỉ B0H Tất cả các Port này đêu có thể truy xuất từng bit nên rất thuận tiện trong khả năng giao tiếp

+* Các thanh ghi Timer (Timer Register):

AT89C51 có chứa hai bộ định thời/bộ đếm 16 bit được dùng cho việc định thời

được đếm sự kiện Timer0 ở địa chỉ 8AH (TLO: byte thap) va 8CH ( THO: byte cao)

Timer1 ở địa chỉ 8BH (TL1: byte thấp) và 8DH (THỊ: byte cao) Việc khởi động timer được SET bởi Timer Mode (TMOD) ở địa chỉ 89H và thanh ghi điểu khiển Timer (TCON) ở địa chỉ 88H Chỉ có TCON được địa chỉ hóa từng bit

+ Các thanh ghỉ Port nối tiếp (Serial Port Register):

AT89C51 chứa một Port nối tiếp cho việc trao đổi thông tin với các thiết bị nối tiếp như máy tính, modem hoặc giao tiếp nối tiếp với các IC khác Một thanh ghỉ đệm dữ liệu nối tiếp (SBUF) 6 dia chi 99H sé giữ cả hai đữ liệu truyền và dữ liệu

==——————=_

Trang 37

nhập Khi truyền đữ liệu ghi lên SBUE, khi nhận đữ liệu thì đọc SBUE Các mode vận

khác nhau được lập trình qua thanh ghỉ điều khiển Port nối tiếp (SCON) được địa chỉ hóa từng bit ở địa chỉ 98H

PHAN III: Giới thiệu IC

+ Các thanh ghỉ ngắt (Interrupt Register):

AT89C5I có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên Các ngắt bị cấm sau khi bị

reset hệ thống và sẽ được cho phép bằng việc ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở địa

chi ASH Cả hai được địa chỉ hóa từng bit

4+ Thanh ghỉ điều khiển nguồn PCON (Power Control Register): Thanh ghi PCON không có bit định vị Nó ở địa chỉ 87H chứa nhiều bit điều khiển Thanh ghỉ PCON được tóm tắt như sau:

Bit 7 (SMOD): Bit có tốc độ Baud ở mode 1, 2, 3 ở Port nối tiếp khi set

Bit 6, 5, 4: Không có địa chỉ

Bit 3 (GF1): Bit cờ đa năng 1

Bit 2 (GE0): Bit cờ đa năng 2

Bit 1(PD): Set để khởi động mode Power Down và thoát để reset

Bit 0(IDL): Set để khởi động mode Idle và thoát khi ngắt mạch hoặc reset

Các bit điều khiển Power Down và Idle có tác dụng chính trong tất cả các IC

họ MSC-51 nhưng chỉ được thi hành trong sự biên dịch của CMOS

3 'Truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài:

8951 có khả năng mở rộng bộ nhớ lên đến 64Kbyte bộ nhớ chương trình và

64kbyte bộ nhớ dữ liệu ngoài Do đó có thể dùng thêm RAM và EPROM nếu cần

Bộ nhớ chương trình ngoài là bộ nhớ chỉ đọc, được cho phép bởi tỉn hiệu PSEN Khi có một FROM ngoài được sử dụng,cả hai port0 và port2 điêu không còn là

các port xuất / nhập Port0 được kết hợp giữa bus địa chỉ (A0-A7) và bus dữ liệu (D0-

D7) với tín hiệu ALE để chốt byte của bus địa chỉ chỉ khi bắt đầu mỗi chu kỳ bộ nhớ Port2 được cho là byte cao của bus địa chỉ

Kết nối phân cứng với bộ nhớ ngoài EPROM được trình bày sau đây:

=————===

Trang 38

SVTH: NGUYEN PHAM DUY THANH

H.6: Bộ nhớ truy xuất chương trình ngoài

Một chu kỳ máy của 8051 có 12 chu kỳ dao động Nếu bộ dao động trên chíp

có tần số 12MHz, một chu kỳ máy dài 1s Trong một chu kỳ máy điển hình, ALE có 2 xung và 2 byte của lệnh được đọc từ bộ nhớ chương trình ( nếu lệnh chỉ có một byte,

byte thứ hai được loại ) Giản đồ thời gian của chu kỳ máy này, đựơc gọi là chu kỳ tìm nạp lệnh được trình bày như sau:

k————— one machine cyele———————n

H.7: Giản đồ thời gian của chu kỳ tìm nạp lệnh ở bộ nhớ ngoài

One machine cycle :một chu kỳ máy

Program counter high byte : byte cao của PC

ễễễễ-ễễ-.ễ

Trang 39

Truy xuất bộ nhớ mã ngoài (Acessing External Code

Memory):

Bộ nhớ chương trình bên ngoài là bộ nhớ EPROM được cho phép của tín hiệu

/PSEN Sự kết nối phần cứng của bộ nhớ EPROM như sau:

Accessing External Code Memory (Truy xuất bộ nhớ mã ngoài ):

Trong một chu kỳ máy tiêu biểu, tín hiệu ALE tích cực 2 lần Lần thứ nhất cho phép 74HC373 mở cổng chốt địa chỉ byte thấp, khi ALE xuống 0 thì byte thấp và byte cao của bộ đếm chương trình đều có nhưng EPROM chưa xuất vì /PSEN chưa

tích cực, khi tín hiệu lên 1 trở lại thì Port 0 đã có dữ liệu là Opcode ALE tích cực lần

thứ hai được giải thích tương tự và byte 2 được đọc từ bộ nhớ chương trình Nếu lệnh

đang hiện hành là lệnh 1 byte thì CPU chỉ đọc Opcode, còn byte thứ hai bỏ đi

4 Truy xuất bộ nhớ đữ liệu ngoài:

Bộ nhớ dữ liệu ngoài là một bộ nhớ RAM được đọc hoặc ghỉ khi được cho phép của tín hiệu /RD và /WR Hai tín hiệu này nằm ở chân P3.7 (/RD) va P3.6 (/WR) Lệnh MOVX được dùng để truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài và dùng một bộ đệm dữ liệu 16 bit (DPTR), hoặc R0 và R1 như là một thanh ghi địa chỉ

Các RAM có thể giao tiếp với 8951 tương tự cách thức như EPROM ngoại trừ chân /RD của 8951 nối với chân /OE (Output Enable) của RAM và chân /WR của ATS§9C5I nối với chân /WE của RAM Sự nối các bus địa chỉ và dữ liệu tương tự như cách nối của EPROM Băng cách sử dụng các port 0 và port 2 như ở phân trên, ta có dung lượnbg RAM ngoài lên đến 64Kb được kết nối AT89C51 như hình sau đây:

PORT0 kế— —> D0 - D7

Ị 74HC373

EA D Q —— S| A0-A7

RAM (IKB )

Trang 40

H.8: Giao tiếp với IKB RAM ngoài

Giản đô thời gian của thao tác đọc dữ liệu ở bộ nhớ dữ liệu ngoài được trình

bày ở hình 8 cho lệnh

MOVX A,@DPTR

Lưu ý là cả hai xung ALE và /PSEN được bỏ qua ở nơi mà xung/RD cho phép

đọc RAM (nếu lệnh MOVX va RAM ngoài không bao giờ được dùng, các xung ALE

luôn luôn có tân số bằng 1/6 tần số của mạch dao động )

Giản để thời gian của chu kỳ ghi lệnh MOVX @DPTR,A cũng tương tự ngoại trừ các xung /WR ở mức thấp và dữ liệu) được xuất ra ở Port0 (/RD vấn ở mức

cao )

Port 2 giảm bớt được chức năng làm nhiệm vụ cung cấp byte cao của địa chỉ trong các hệ thống tối thiểu thành phần, hệ thống không dùng bộ nhớ chương trình ngoài và chỉ có một dung lượng nhỏ bộ nhớ dữ liệu ngoài Các địa chỉ 8bit có thể truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài với cấu hình bộ nhớ nhỏ hướng trang (page - oriented )

nếu có nhiều hơn một trang 256byte RAM,vài bit từ port 2 (hoặc một port khác ) có

thể chọn một trang

Thí dụ: Với một RAM 1KB ( nghĩa là 4 trang 256 byte ), ta có thể kết nối

TRAM này với A T80C51 như ở hình 8

Các bít 0 và 1 của port2 phải được khởi động để chọn một trang, rồi lệnh MOVX được dùng để đọc hoặc ghi trên trang này Thí dụ ta giả sử P2.0 = P2.1, các lệnh sau có thể dùng để đọc các nội dung của RAM ngoài ở địa chỉ 0050H vào thanh

ghỉ A:

MOVX A,@R

Để đọc ở địa chỉ cuối cùng của RAM này, 03EEh, trang3 được chọn nghĩa là ta

phải set cho các bit P2.0 và P2.1 bằng 1 chuổi lệnh sau đây được dùng:

Tiêu đề	Tổng đài nội bộ
Trường học	Hanoi University of Science and Technology
Chuyên ngành	Internal Hotline System
Thể loại	Dự án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	134
Dung lượng	5,33 MB