LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Tổng đài nội bộ là một để tài đã được khá nhiều thế hệ sinh viên lựa chọn để thi công
Trang 11.5 Các vấn để cần quan tâm khi nghiên cứu về mạng điện thoại 17
Chương 2 : Tổng Đài Điện Thoại 18
2.1 Sự ra đời và vai trò của tổng đài nội bộ 18
Chương 3: Các kỹ thuật chuyển mạch điện tử 23
4.3 Hoạt động của Timer bên trong 89C51 44
Chương 5 : Một Số Vi Mạch Sử Dụng Trong Mạch 56
PHAN II: THIET KẾ VA THI CONG TỔNG ĐÀI NỘI BỘ 60
1.3 Tiến trình xử lý cuộc gọi của tổng đài 63
Chương 2 : Thiết Kế Chỉ Tiết Các Khối Chức Năng 65
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 4 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 2LVTN: Thiét ké va thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
4.1 Sơ đồ nguyên lý tổng đài 1 trung kế 4 thuê bao 96
4.2 Sơ đồ mạch in tổng đài 1 trung kế 4 thuê bao 97
PHAN IL: THIẾT KẾ MẠCH DIEU KHIỂN KẾTHỢP VỚI TỔNG ĐÀI 99
Chương 1: Tổng Quan Về Mạch Điều Khiển 100
1.3 Sơ đổ nguyên lý mạch điểu khiển thiết bị 104
Chương 2: Xây Dựng Chương Trình Phần Mềm Cho Mạch Điều Khiển 110
Trang 3LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Tổng đài nội bộ là một để tài đã được khá nhiều thế hệ sinh viên lựa chọn để thi
công và thực hiện trong luận văn tốt nghiệp của mình bởi vì:
+ Để tài rất gần gũi và thiết thực với cuộc sống hiện nay từ khi các công ty lớn nhỏ, công ty trách nhiệm hữu hạn đến các cao ốc hay nhà biệt thự sử dụng rộng rãi
+ Là sinh viên viễn thông nên để tài tổng đài là dé tài gần gũi với ngành nhất
Khi thực hiện xong đề tài sinh viên không những có thể hiểu được cấu tạo, chức năng hoạt động của một tổng đài mà còn có thể hiểu được cách thức hoạt động của đường dây tổng đài bưu điện và các dịch vụ của tổng đài
+ Do tính ứng dụng rộng rãi và được nhiều thế hệ sinh viên thực hiện nên đề tài
sẽ dễ được thi công và thực hiện do có nhiều nguôn tài liệu khác nhau
+ Dé tai không dễ cũng không khó để trong thời gian ngắn 15 tuần hoàn tất luận văn tốt nghiệp
Đứng trước cơ hội và thách thức trên, đề tài tổng đài nội bộ ‹ có chức năng điều khiển thiết bị được tìm hiểu và thi công phải đạt được những nhiệm vụ sau:
NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
+ Tìm hiểu phần cứng tổng đài, cách giao tiếp với IC DTME, IC chuyển mạch, chip vi điều khiển , cách thức viết chương trình để điều khiển những IC trên, cũng như phản hồi về dữ liệu phím ấn trên bàn phím điện thoại
+ Tìm hiểu cách thức hoạt động của đường truyên bưu điện Các thông số của việc truyền tín hiệu thoại từ bưu điện
+Tìm hiểu về cách thức điều khiển thiết bị thông qua tổng đài nội bộ, sự phối hợp giữa tổng đài và hệ thống điều khiển
KẾT CẤU NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài được chia thành 3 phần lớn:
+* Phần I: Tổng quan về tổng đài điện thoại và chip vi điều khiển AT89C51
+ Sơ Lược Về Hệ Thống Thông Tin Điện Thoại + Sơ Lược Về Hệ Thống Tổng Đài Nội Bộ + Các kỹ thuật chuyển mạch điện tử
+ Khảo Sát Vi Điều Khiển AT89C51
Phần II: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ 1 trung kế 4 thuê bao
+ Chọn phương án thiết kế
+ Thiết kế chỉ tiết
+ Viết phần mềm cho tổng đài
+ Thi công mạch
% Phần II: Thiết kế mạch điều khiển kết hợp với tổng đài
+ Tổng quan về mạch điều khiển + Xây dựng chương trình phần mềm
+ Thi công mạch
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 6 SVTH :Pham Thanh Hải
Trang 4TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI VÀ
CHIP VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51
—————_—_—_—_— —————— —_—_————D—_—————_——— ẮÖÖÖÖÖ————=_——
—
GVHD :TS Hé Ngoc Ba trang 7 SVTH :Pham Thanh Hai
Trang 5
LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN THOẠI
1.1 Sự ra đời của thông tỉn liên lạc
Nhu cầu trao đổi thông tin là nhu câu cơ bản thiết yếu của mỗi con người Việc
giao tiếp thông tin được thực hiện qua nhiều phương thức Từ xa xưa con người đã biết
dùng các phương tiện thô sơ như khói, lửa, âm thanh, sinh vật, hình ảnh để thông tin với nhau trên những khoảng cách xa mà lời nói trực tiếp không thể thực hiện được Bởi
vì đó là một điểu cân thiết cho sự tổn tại, phát triển của con người và xã hội lúc bấy
gid
Và ngày nay với sự phát triển của xã hội loài người thì thông tin liên lạc phải
gắn liền với con người và không thể tách ra được nếu như muốn được tổn tại trong xã
hội hiện nay.Với sự phát triển chóng mặt của khoa học kỹ thuật và sự xuất hiện của tín hiệu điện đã thật sự đưa việc thông tin liên lạc của con người lên một bước phát triển nhảy vọt.Tín hiệu điện được sử dụng rất phổ biến trong cuộc sống thông tin hiện nay từ
việc mang thông tin tiếng nói, số liệu cho đến thông tin hình ảnh nhằm mục đích thông
tin liên lạc, phục vụ nhu cầu học tập, giải trí của con người Một trong những ứng dụng quan trọng của tín hiệu điện trong thông tin liên lạc là mang thông tin thoại trong hệ
thống thống tin bằng điện thoại |
Thông tin bằng điện thoại là phương tiện liên lạc rất gần gũi và thiết thực
trong đời sống hằng ngày của chúng ta là nhu cầu thông tin không thể thiếu trong công
việc và trong giao tiếp Một hệ thống thông tin điện thoại thường bao gồm : hệ thống
tổng đài, mạng lưới liên kết và thiết bị đầu cuối thông thoại (máy điện thoại ) Tất cả
các thành phân trên được gọi chung là mạng điện thoại Vậy trước hết chúng ta sẽ tim hiểu sơ qua về các thành phần của hệ thống thông tin điện thoại
1.2 Giới thiệu chung về tổng đài và mạng lưới liên kết
1/ Tổng đài
1.1/Khái niệm Tổng đài điện thoại là một hệ thống chuyển mạch có nhiệm vụ kết nốt các
cuộc liên lạc từ thiết bị đầu cuối gọi đến thiết bị đầu cuối bị gọi Thiết bị đầu cuối gọi
và thiết bị đâu cuối bị gọi có thể là hai thuê bao cùng một tổng đài ( chuyển mạch nội
đài ), giữa thuê bao và trung kế ( chuyển mạch liên đài ), giữa hai trung kế ( chuyển mạch quá giang )
Để thực hiện kết nối, ngoài chức năng chuyển mạch, tổng đài còn thực hiện
các chức năng khác như điểu khiển, giám sát, báo hiệu , tính cước
Trang 6LVTN: Thiét ké va thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
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
-Khi thuê bao bị gọi nghe được âm hiệu chuông và nhấc máy, điện thoại viên
nhận biết điểu 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 điểu này và tiến hành giải tỏa cuộc gọi, báo cho thuê bao còn lại biết cuộc đàm thoại đã chấm đứt
Như vậy những tổng đài nhân công đầu 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
-Dễ bị nhầm lẫn do thao tác bằng tay
-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
1.2.2/ Tổng đài tự động
Cùng với sự tiến bộ của 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 Có hai loại tổng đài điện tử :
-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 gọi,
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 chóng hơn
-Dung lượng tổng đài có thể tăng lên nhiều
-Giảm nhẹ công việc của điện thoại viên
Tuy nhiên buổi đâu ra đời nó vẫn còn tổn tại một số nhược điểm :
-Thiết bị khá công kểnh
ll
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 9 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 7
LVTN: Thiét ké va thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
-Tiêu tốn nhiễu 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 trên càng thể hiện rõ khi dung lượng tổng đài càng lớn
-Tổng đài điện tử:
Cùng với sự phát triển của linh kiện bán dẫn, các thiết bị ngày càng trở nên
thong minh hon, gid 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 chửa 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 (Private Automatic Branch Exchange): 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
-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 (Getway 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
1.3/ Cấu trúc của mạng điện thoại:
— Mạng điện thoại hiện nay được phân làm các cấp theo thứ tự từ cao
xuống thấp:
+ Cấp cao nhất là cấp trung tâm miền (Regional Center) còn gọi là lớp 1 + Cấp thứ hai là cấp trung tâm vùng (sectional Center) còn gọi là lớp 2
+ Cấp thứ ba là cấp trung tâm cấp một (Primary Center) còn gọi là lớp 3
+ Cấp thứ tư là cấp đường dài (Toll Center) còn gọi là lớp 4
+ Cấp thấp nhất là tổng đài nội hạt (End Office) còn gọi là lớp 5
+ Cuối cùng là các thiết bị đâu cuối, tổng đài nội bộ hay tổng đài rẻ nhánh
các thuê bao được lắp đặt tại trung tâm đầu cuối
Mạng điện thoại sử dụng 5 mức (hay cấp) tổng đài chính hay các đài chuyển
mạch (Switching center) Chúng được liệt kê ở hình vẽ:
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 10 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 8` TT Regionnal center Classl
/\ Sectinoal center Class2
C) Primary center Class3
O Toll center Class4
@ End office Class5
Hình 1.1: Cấu trúc của mạng điện thoại
Ở một số vùng, người ta lắp đặt tổng đài Tandem để cung cấp thêm các
đường chuyển mạch nội bộ giữa các đài cuối
Tổng đài rẽ nhánh hoặc PBX là những tổng đài nhỏ được sử dụng trong
các tổ chức thương mại
Nói chung mỗi cấp đài chỉ cần ghép nối trực tiếp với một trung tâm cấp
trên và một trung tâm cấp dưới Cách ghép như vậy được trình bày bởi các đường liền nét.Tuy nhiên để tăng khả năng phục vụ, người ta lắp thêm các đường dây
trực tiếp giữa các trung tâm không kể nhau được trình bày bằng các đường nét đứt Ở mỗi đài cuối, các cuộc gọi được chuyển tới các trung tâm cao hơn kế tiếp chỉ khi nào tất cả những đường dây trực tiếp đều bận Số đường dây thông tin trung gian kớn nhất giữa các thuê bao là 7 (các đường liển nét) nhưng đa số các cuộc gọi sử dụng ít hơn Trong những thời điểm bất thường, như ngày lễ, một số
cuộc đàm thoại bị tắt nghẽn bởi vì ngay các đường dây ở những mức cao hơn cũng đã bận
Một đài cuối có thể thiết kế với hàng chục ngàn đường dây thuê bao, và như vậy các thuê bao được phân biệt bằng một số thập phân 4 số để hiện thị số của thuê bao (Telephone number), nghĩa là 4 số cuối trong các con số của một số
Trang 9
LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
điện thoại Ba số đầu của mỗi số điện thoại để phân biệt các đài cuối với nhau
Một vùng có 1000 đài cuối sẽ được gán 3 số đầu cho mỗi đài và gọi là mã vùng
(area code)
Vòng (loop) là một đường thông tin 2 dây kết nối với một thuê bao Những đường dây dùng chung bởi nhiều thuê bao được gọi là trung kế (trunks) Các đường dây trung kế thường là loại 4 dây, đó là những mạch hoặc những kênh
được cung cấp cho cả 2 hướng thông tin
Các trung kế ở mức cao hơn thường dùng phương pháp điều chế sóng mang để dồn nhiều kênh thoại với nhau vào một đường cáp đồng trục dãi rộng, sợi quang hay tuyến viba Các tuyển thông tin này thường có các bộ khuếch đại chuyển tiếp đặt ở những nơi thích hợp Ví dụ vài trăm kênh thoại được dồn vào một dây cáp đồng trục, dùng điều chế đơn biên và dồn kênh theo phương pháp phân chia tần số (TDF) Một
đường day như vậy đòi hỏi phải có các bộ chuyển tiếp đặt cách nhau khoảng 10km
2/ Mạng lưới liên kết
Mạng lưới liên kết là một hệ thống kênh truyền dẫn được dùng để liên kết giữa
tổng đài và điện thoại (thuê bao)
2.1/ Kênh truyền hưñũ tuyến
2.1.1/ Dây song hành đối xứng
Dây song hành đối xứng là hệ hai dây dẫn giống hệt nhau, có cùng các đặt tính điện (kể cả thông số ký sinh ) so với điểm đất
Dây song hành thường được sử dụng làm dây anten, dùng trong đường liên lạc
| thoại, nhất là ở vùng nông thôn hay bán thành thị Với đường điện thoại các dây nay được bó lại thành cáp , bao gồm các dây được bọc vỏ cách điện và được xoắn lại với nhau để làm giảm điện cảm ghép giữa các cặp dây với nhau Cả bó dây còn được một
vỏ chống nhiễu bên ngoài
Lớp cách điện : Thường dùng nhất trong cáp điện thoại là vật liệu giấy đặt biệt (
thuần túy cellulose ) Vật liệu giấy, với đặt tính hút ẩm cao, có thể chống ẩm tốt cho các dây dẫn, nhưng lại làm tăng độ mất mát điện mộ Vật liệu polythylen, tuy tiện dụng để chế tạo và sử dụng, nhưng không chống ẩm tốt, có thể làm hư rỉ đường dây
Dây dẫn: Dây đồng tiện dụng vì đặc tính dẫn điện tốt và dễ gia công, hàn nối Dây nhôm nhẹ rẻ tiền hơn, nhưng rất khó hàn nối
Quấn dây dẫn: Các dây dẫn trong cable được chia thành từng hai cặp (bốn dây) quấn với nhau tạo thành một “quad” Mỗi cặp quấn theo một chiều nhất định nhưng hai cặp quấn với nhau theo chiểu ngược lại, nhờ thế, giảm được kí sinh giữa các cặp
dây với nhau
Lớp vỏ: Dùng để chống các ảnh hưởng cơ khí, hóa học và cả về điện (nhiễu) từ
bên ngoài Vỏ chì rất tiện dụng , dù trọng lượng nặng và bọc nhiễu không tốt Vỏ nhôm
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 12 SVTH :Pham Thanh Hai
Trang 10
LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
nhẹ hơn nhưng khó chế tạo và dễ bị bar ăn mòn.Trong trường hợp cần thiết, một lớp vỏ
phụ bằng nhôm hay đồng được sử dụng
2.1.2/ Cáp đồng trục Cáp đồng trục được cấu tạo từ hai dây dẫn kim loại đồng trục, lớp ngoài nối đất,
lớp trong giữa tâm , được phân cách nhau bằng vật liệu cách điện
Lớp dây dẫn trong phần lớn là một dây đồng: lớp ngoài tạo bởi các dãy đồng và nhôm quấn xoắn theo chiều dài
Việc giữ đồng tâm của dây dẫn trong có thể được giải quyết bởi các lớp điện môi phân bố khác nhau, nhằm tối ưu hoá giá trị epxilon Các sợ đồng trục còn có thể được nhóm lại thành một cáp lớn được bảo vệ bởi lớp vỏ bọc và chống nhiễu
2.1.3/ Sdi quang
Việc thông tin bằng ánh sáng trong không gian bị giới hạn nhiều bởi các điểu kiện thơi tiết và chướng ngại vật trên đường truyền thẳng Khả năng truyền ánh sáng
trong một đường dẫn được đặt ra Tuy nhiên, để tránh hiện tượng khúc xạ ánh sáng từ
phần trong của ống lên lớp vỏ ( làm mất mát năng lượng tín hiệu ), yêu cầu có sự phản
xạ toàn phần sẽ cho ta một khả năng truyền tối ưu -> Sợi quang ( optical fiber ) Trong
sợi quang, chiết suất ở lớp trong của sợi sẽ lớn hơn chiết suất ở vùng không gian bên
ngoài
Sợi quang cấu tạo gồm một ruột ( core/coeur ) có chiếc suất n1, đặt ở giữa một
lớp gaine ( cladding ) có chiết suất n2 < n1 Sự phản xạ toàn phần xuất hiện tại bể mặt phân cách giữa hai lớp này
2.2/ Kênh truyền vô tuyến Một môi trường truyền sóng cho tín hiệu vô tuyến có cấu trúc tương đối phức
tạp Không gian truyền sóng có thể chia thành ba vùng cơ bản
-Vùng tropocphere ( độ cao dưới 15 km ), có nhiều gió, mây và nhiệt độ giảm
nhanh theo độ cao Điều này có tác dụng tạo một vùng chiết suất gradient., dẫn đến tác động uốn cong đường truyền sóng điện từ về hướng mặt đất:
-Vùng statosphere (độ cao 15km — 40km ), chứa nhiều hơi nước nhiệt độ tăng
theo độ cao và rồi ổn định tại một mức
-Vùng ionosphere ( độ cao 40km — 50km ) là vùng chứa nhiều ion có mật độ
thay đổi theo điều kiện thời tiết, mùa và các tác động ngoài không gian Đây là vùng
tạo sự tán xạ, phản xạ và hấp thụ
1.3 Máy điện thoại
- 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
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 13 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 11
LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
1/ Những yêu cầu của máy điện thoại
e Khi phát tín hiệu chuông thì bộ phận đàm thoại phải được tách rời đường điện, trên đường dây chỉ có tín hiệu chuông
e Khi đàm thoại, bộ phận phát và nhận tín hiệu chuông phải tách ra khỏi đường điện, trên đường dây chỉ có dòng điện dành cho điện thoại
e Máy phải phát được mã số thuê bao đến tổng đài và phải nhận được tín hiệu chuông từ tổng đài đưa tới
© Ở trạng thái nghĩ (gác máy), máy phải thường trực đón nhận tín hiệu chuông từ tổng đài
e© Ngoài ra máy còn phải đáp ứng nhu cầu gọn nhẹ, đơn giản, bển đẹp, tiện
lợi với nguời sử dụng
2/ Các chức năng cơ bản của máy điện thoại
e 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
e Phát mã số của thuê bao bị gọi vào tổng đài bằng cách ấn số hay quay
e© Tự động điều chỉnh âm lượng và phối hợp trở kháng với đường dây
e© Ngoài ra máy điện thoại còn có thể sử dụng nhiều chức năng khác nhờ
vào hệ thống vi xử lý do người lập trình điều khiển như :
— Nhớ số thuê bao đặc biệt
— Ghi âm lại tín hiệu thoại
— Chuyển tín hiệu cước đến tổng đài,
3/ Nguyên lý hoạt động chung
_ Bình thường khi thuê bao gác máy, đường dây điện thoại từ tổng đài nối với
mạch chuông của máy điện thoại Khi có thuê bao khác gọi đến, tổng đài sẽ cấp tín
hiệu chuông, tín hiệu chuông vào mạch chuông được khuếch đại và đưa ra loa Khi thuê bao nhấc máy đường dây điện thoại từ tổng đài nối với mạch đàm thoại
_ NINH
— GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 14 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 12
_ Khi thuê bao đàm thoại, tín hiệu thoại từ ống nói qua mạch xử lý thông thoại và
sau đó được truyền đi trên đường dây điện thoại, một phần tín hiệu được truyền ngược
về ống nghe Tín hiệu nhận từ đường điện thoại qua mạch xử lý thông thoại truyền về
tay nghe
_ Khi thuê bao quay số, một tín hiệu biểu diễn cho một con số được truyền về
tổng đài
4/ Quay số trong máy điện thoại
Khi thuê bao quay mã số của thuê bao cần gọi thì một tín hiệu biểu diễn các con số được gởi về tổng đài Có hai hình thức để biểu diễn mã quay số : quay số
dang Pulse hay dang Tone
4.1/ 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:
Khoảng cách giữa 2 chuỗi xung
Hình 1.2: Giản đô xung quay số của máy điện thoại
- Mỗi chu kỳ xung là 100ms, trong đó có 33% xung hoạt động và 67% xung nghĩ, khoãng cách giữa 2 chuỗi xung lớn hơn 500ms _
4.2/ Quay số bằng tín hiệu đa tần DTMF (Dial Tone Multi Frequency)
- Quay số bằng tín hiệu đa tần DTMF là một hình thức quay số bằng cách nhấn các nút số trén ma tran ban phim (Keypad)
—_ Trong đó mỗi cặp tần số xuất hiện tối thiểu là 40ms, thời gian tối thiểu
giữa 2 tần số là 60ms
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 15 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 13Mạng điện thoại là một phần của hệ thống mạng viễn thông Mạng điện thoại ra đời cách đây hơn trăm năm với các mạng cục bộ qui mô nhỏ Trong quá trình phát triển không ngừng các mạng nhỏ liên kết với nhau tạo thành các mạng quốc gia và mạng
quốc tế Ngày nay, với mạng điện thoại chúng ta có thể thực hiện một cuộc gọi bất kỳ
nơi nào trên thế giới Sự phát triển mạnh mẽ trong kỹ thuật truyễn dẫn và chuyển mạch
đã thúc đẩy mạng điện thoại chuyển đổi dần từ thiết bị tương tự sang mạng hoàn toàn
số Do nhu cầu thông tin của người sử dụng ngày càng đa dạng cho nên xu hướng phát
triển của mạng điện thoại là tiến đến một mạng viễn thông đa dịch vụ Các mạng viễn
thông hiện nay có một đặt điểm chung là tổn tại một cách riêng rẽ, ứng vơí mỗi loại thông tin có ít nhất một loại mạng riêng biệt cho loại dịch vụ đó Mỗi loại mạng lại yêu
cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác nhau
Như vậy, hệ thống mạng viễn thông hiện nay có rất nhiều nhược điểm như thiếu
tính mềm dẻo, kém hiệu quả trong bảo dưỡng, vận hành khai thác và không kinh tế
Để khắc phục nhược điểm trên sự ra đời của một mạng viễn thông đa dịch vụ là cần thiết Mạng số liên kết dịch vụ ISDN ( Intergrated Services Digital Netword ) là một
giải pháp CCITT đã định nghĩa “ ISDN là một mạng tích hợp các dịch vụ, cung cấp
các kết nối số giữa các giao tiếp user và mạng “.Với mạng ISDN, đường dây thuê bao
chỉ truyền tín hiệu số CCTITT cũng định nghĩa mạng tích hợp dịch vụ như “ một mạng cung cấp và hổ trợ một loạt các dịch vụ viễn thông khác nhau “ Do đó, ISDN không
chỉ mở rộng truyền dẫn số đến nhà thuê bao mà còn cung cấp một loạt các dịch vụ
Điều này là một ưu điểm nổi bật của ISDN và đó là khả năng chỉ dùng một mạng mà cung cấp hàng loạt các dịch vụ thay vì phải dùng các mạng khác nhau cho mỗi dịch vụ
— ằằẶẶẰẶằằẰằằẶẾẶẮẶ———— nnnaranaanaannaaanaaanannnnnnnnnnnnnng~
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 16 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 14
LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
Khả năng hỗ trợ cả dịch vụ thoại và dịch vụ phi thoại trên một mạng chung là kết quả
sử dụng truyền dẫn số, chuyển mạch số, báo hiệu kênh chung, chúng là các phần tử thiết yếu trong các mạng điện thoại hiện đại
1.5 Các vấn dé cần quan tâm khi nghiên cứu về mạng điện thoại
Như đã nói ở trên mạng điện thoại là sự tổng hợp của 3 thành phần : tổng đài, mạng lưới liên kết và máy điện thoại Do đó khi nghiên cứu về mạng điện thoại cũng
như những vấn để cần quan tâm của mạng điện thoại thì chúng ta phải quan tâm đến những vấn để của từng thành phần đó
- Đối với tổng đài chúng ta cần quan tâm đến :
+ Kỹ thuật chuyển mạch Trong tổng đài mạng chuyển mạch đóng vai trò rất
quan trọng, nó quyết định sự thành công hay thất bại của một cuộc gọi vì mọi cuộc
thông thoại đều phải thông qua nó Mạng chuyển mạch cũng là 1 yếu tố dùng để đánh
giá dung lượng của 1 tổng đài, một tổng đài được đánh giá là lớn hay nhỏ phụ thuộc vào số lượng phần tử chuyển mạch mà nó cung cấp, số lượng chuyển mạch cũng quyết định đến giá thành của tổng đài Bên cạnh đó, vấn để kỹ thuật được sử dụng trong mạng chuyển mạch cũng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng, giá thành và sự thành công
_ của cuộc gọi
+ Phương pháp tạo tuyến, có vai trò cũng rất quan trọng trong tổng đài vì nó
là phương pháp xác định đường đi từ thuê bao gọi đến thuê bao bị gọi thông qua 1 chuỗi các chuyển mạch và các trung kế Tùy theo tổng đài và mục đích mà ta chọn
phương pháp tạo tuyến thích hợp để đạt được tính linh động và hiệu qủa nhất
+ Báo hiệu, trong 1 mạng dùng chuyển mạch, báo hiệu điều khiển là phương
tiện để điều hành mạng, nhờ đó có thể thiết lập, duy trì và kết thúc cuộc gọi Giữa thuê
bao và chuyển mạch, giữa các chuyển mạch với nhau, giữa chuyển mạch và trung tâm
điểu hành cân phải trao đổi thông tin cho nhau để quản lý cuộc gọi và quản lý toàn
mạng Đối với mạng thông tin công cộng rộng lớn như mạng điện thoại thì vai trò báo hiệu là rất cần thiết cho hoạt động của mạng
- Đối với mạng lưới liên kết chúng ta cần đến kênh truyền Trong mạng điện thoại thì mạng luới liên kết được xem như là chiếc cầu nối giữa tổng đài với điện thoại Tùy theo loại hình sử dụng, mục đích mà chúng ta lựa chọn kênh truyền cho phù hợp Bởi vì bất cứ hình thức truyền dẫn nào cũng có ưu và khuyết điểm của nó Ngày nay
chúng ta đang cố gắng xây dựng 1 mạng lưới liên kết đơn giản và hiệu quả
- Đối với máy điện thoại, chúng ta quan tâm đến việc đáp ứng những yêu cầu cơ
bản đối với 1 máy điện thoại như về chỉ tiêu kỹ thuật, về tính năng sử dụng, về chức năng v.v
ERROR RRR ARRAS ERAS Rae aa GVHD :TS Hé Ngoc Ba trang 17 SVTH :Pham Thanh Hai
Trang 15
LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
CHUONG 2: TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI
2.1 Sự ra đời và vai trò của tổng đài nội bộ
Nhưchúng\ã biết tổng đài nội bộ được sử dụng chủ yếu trong các công ty, xí
nghiệp Bởi vì sự tiện lợi trong giao tiếp cũng như trong làm việc của nó Vì thế ngày
nay nó xuất hiện hầu như ở mỗi công ty, xí nghiệp Nhưng tổng đài nội bộ thật sự có
lợi ích gì ? Chúng ta thử nghĩ xem trong một công ty thì sẽ gồm nhiều bộ phận khác nhau cùng làm việc và không thể tránh khỏi việc liên lạc với nhau nhưng khi bộ phận này muốn liên lạc với bộ phận kia thì sự lựa chọn giao tiếp với nhau qua điện thoại là
giải pháp tối ưu nhất Nhưng nếu như theo cách thông thường của chúng ta thì muốn liên lạc với thuê bao kia chúng ta phải nhấn một dãy số gồm bảy chữ số, nếu như chỉ I thuê bao thì chúng ta có thể chấp nhận được đằng này thì trong 1 công ty thì có rất
nhiều thuê bao của từng bộ phận thì việc này gặp rất nhiều khó khăn khi liên lạc Do
đó chúng ta cần 1 tổng đài nội bộ, nó sẽ giải quyết vấn để trên và giúp chúng ta thực
hiện việc liên lạc giữa các thuê bao 1 cách đơn giản hơn Thay vì chúng ta phải nhớ
rất nhiều số cho 1 thuê bao thì chúng ta chúng ta chỉ cần nhớ từ 1-2 số cho 1 thuê bao
tuỳ theo Cũng với chức năng đó tổng đài nội bộ giúp cho việc thuê bao bên ngoài muốn liên lạc với thuê bao trong nội bộ được thực hiện 1 cách dễ dàng hơn Đối với
tổng đài thì tổng đài nội bộ được coi như là 1 thuê bao bình thường đo đó cũng được cung cấp những dịch vụ như những thuê bao bình thường khác Ngoài ra sự xuất hiện của tổng đài nội bộ giúp chúng ta dễ kiểm soát và quản lý cuộc gọi hơn, vì đối với doanh nghiệp nhỏ thì chi phí cước điện thoại cũng là một vấn để cần quan tâm đến Chính vì những ưu điểm đó, những tiện lợi cũng như lợi ích đó mà chúng ta cần đến một cái tổng đài nội bộ
2.2 Các chức năng
Như đã nói ở trên đối với tổng đài thì tổng đài nội bộ được xem như 1 thuê bao bình thường còn đối với các thuê bao nội bộ thì nó được xem như là 1 cầu nối giữa tổng đài
và thuê bao nội bộ Do đó tổng đài nội bộ sẽ có 1 số chức năng cơ bản như sau:
s%» Cho phép thực hiện cuộc gọi từ ngoài gọi vào s* Cho phép thực hiện cuộc gọi từ trong gọi ra s* Cho phép thực hiện cuộc gọi giữa các thuê bao nội bộ
s* Ngăn cản các cuộc gọi từ ngoài gọi vào
s* Ngăn cản các cuộc gọi từ trong gọi ra
s* Chuyển sang thuê bao khác khi thuê bao bị gọi đang bận
s* Ngăn cản các cuộc gọi đường dài
` Ưu tiên các cuộc gọi khẩn cấp và vì ĐA
Ngoài ra tổng đài nội bộ còn được tổng đài cung cấp thêm một số dịch lu xự như:
s* Dich vu quay sé tat
GVHD :TS Hé Ngoc Ba trang 18 SVTH :Pham Thanh Hai
Trang 16
LVTN: Thiết kế và thỉ công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
s* Dịch vụ báo thức s* Dịch vụ hội nghị
s* Dịch vụ nhập cuộc
s* Dịch vụ quay số trực tiếp từ mạng công cộng vào tổng đài nội bộ
*,
* Dịch vụ quay số trực tiếp từ trong tổng đài nội bộ ra mạng công cộng
s%_ Dịch vụ truy tìm cuộc gọi phá rối os
af
2.3 Nguyên lý hoạt động † hor có of da tiến đan Re be cử
Bình thường Relay ở trạng thái 2, không có dòng từ tổng đài đổ vào trung khế,
Led của opto tắt ,TST của opto không dẫn -> HSO=I
Nếu trung kế rỗi, khi tổng đài bưu điện có yêu cầu gọi vào tổng đài nội bộ thì
tổng đài bưu điện sẽ cấp tín hiệu chuông cho trung kế Tín hiệu chuông qua R5, C5,
cầu diode 2 được chỉnh lưu toàn sóng, được lọc bằng tụ C6 va định điện áp bằng diode
zener DZ1, led của opto sáng phân cực cho TST của opto dẫn bão hoà -> cảm biến HSO=0 CPU sẽ nhận được trang thái này và điểu khiển RL lên mức 1 RL lên mức I tương ứng 3.5V sẽ phân cực cho TST Q1 và làm cho nó dẫn bio hoa, diéu khién Relay chuyển từ trạng thái 2 sang trang thái 1 Trở kháng của mạch trung kế lúc này tương đương với trở kháng của a bao khi nhấc máy Tổng đài bưu điện sẽ cảm nhận được
trạng thái này và ngừng đỗ chuông, đồng thời cấp thông thoại cho trung kế, kết nối trung kế với thuê bao bên ngoài
Khi thuê bao nội bộ muốn gọi ra ngoài, trước hết phải quay số đặt biệt để chiếm trung kế CPU sẽ nhận biết được và điều khiển RL lên mức 1 (khoảng 3.5V ) làm cho
Q1 dẫn và Relay chuyển từ trạng thái 2 sang trạng thái 1, trở kháng trung kế giảm
xuống tương đương với trạng thái thuê bao nhấc máy Đồng thời tổng đài nội bộ sẽ kết
nối thông thoại giữa thuê bao nội bộ và trung kế Trong khi đó, tổng đài bưu điện sẽ
nhận biết được trạng thái nhấc máy của trung kế và sẽ cung cấp tín hiệu mời quay số(
dial tone ) cho trung kế, thực chất là cho thuê bao nội bộ ( do thuê bao nội bộ đã thông
thoại với trung kế ) Thuê bao nội bộ sẽ tiến hành quay số và tín hiệu quay số này sẽ được truyền qua trung kế đến tổng đài bưu điện Tổng đài bưu điện sẽ xử lý các số
quay này để thiết lập thông thoại cho thuê bao nội bộ và thuê bao bên ngoài
2.4 Các âm hiệu và tín hiệu
Để thông báo cho thuê bao biết trạng thái của tổng đài, của các thuê bao bị
gọi, tổng đài phải cung cấp các âm hiệu được quy ước trước cho thuê bao gọi Tùy theo
mỗi vùng, mỗi quốc gia, quy ước này là khác nhau
Các âm hiệu và tín hiệu cơ bản của tổng đài gồm:
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 19 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 17LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
1/ Âm hiệu mii quay sé (DIAL TONE):
Âm hiệu này báo cho thuê bao biết tổng đài sắn sàng nhận số quay từ thuê bao Âm hiệu này là tín hiệu hình sin có tần số f= 425 +25Hz, nhịp là liên tục
Biên độ
| Hình 2.1: Tín hiệu mời quay số
2/ Âm hiệu báo bận (BUSY TONE):
Âm hiệu này được tổng đài báo cho thuê bao go biét thué bao bi goi ban, trung ké ban, hét thdi gian quay số Âm hiệu này có tần số f= 425 + 25Hz, ngắt nhịp với duty cycle 50%
Âm hiệu này tổng đài báo cho thuê bao biết đang đổ chuông cho thuê bao bị gọi Âm hiệu này có tần số f= 425 + 25Hz, nhịp cùng với dòng chuông
Hình 2.3: Tín hiệu hồi âm chuông
4/ Tín hiệu chuông (RING):
Dùng để rung chuông cho thuê bao bị gọi (nếu rỗi) Tín hiệu chuông là tín hiệu
AC hình sin có tần số f= 20 +25Hz, điện áp từ 75+90VạMs, ngắt nhịp với duty cycle 30%
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 20 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 18*/ Quay số bằng xung thập phân (PULSE):
Là trường hợp quay số bằng đĩa quay số, mạch vòng được ngắt đóng bởi một công tắtnối với cơ cấu quay số Các chuỗi xung đồng nhất được tạo ra tương ứng với số
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 21 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 19LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
— Tuy nhiên tiếng dội nghe được đã bị suy giảm 2 lần: Từ người nói đến điểm
phần xạ và ngược lại Để thời gian trế ngắn người ta thường thêm vào các bộ suy
hao để giảm tiếng dội
2/ Day thông:
— Dây thông của mạng điện thoại là 300 —- 3400 Hz, dấi tần số này ứng với phổ của tiếng nói Một hệ thống truyền bất kỳ có đường truyền hoặc bộ lọc, sẽ có đặc tuyến biên độ và các đặc tuyến trễ theo tần số Như vậy sự biến đổi của biên độ
và thời gian trễ theo tần sốtsế làm méo dạng theo biên độ và pha
3/ Các cuộn phụ tải:
- Khi phân tích chỉ tiết, người ta thấy sự suy hao của đường dây có thể giảm nếu điện cảm L của nó được gia tăng, do đó tạo ra được 1 hằng số nữa trong dai tan của tiếng nói Để giảm bớt sự suy hao người ta đặt nối tiếp với đường dây 1 điện cảm rời rạc hoặc tập trung gọi là các cuộn phụ tải Các cuộn dây này được
đặt ở các điểm cách đều nhau để đạt được kết quả mong muốn
4/ Sự suy hao các mức công suất và nhiễu:
- Trên mạng điện thoại sự mất mát công suất giữa các thuê bao biến động
mạnh trong khoảng từ 10 — 25 đB Sự biến động theo thời gian giữa hai thời gian
bất kỳ nhỏ hon +6 dB
— Tỷ số S/N ( Signal/ Noise) cũng rất quan trọng để tín hiệu thu được đáng tin
cậy thì tỷ số S/N tối thiểu là 30:1 có thể chia nhiễu thành 3 loại chính:
+ Nhiễu nhiệt và tạp âm
+ Nhiễu điều chế nội và xuyên tâm
+ Nhiễu xung
- Việc giảm thiểu ảnh hưởng của tiếng ổn trên tín hiệu thu được là điểu có thể
thực hiện được bằng cách sử dụng truyền các mức công suất cao có thể có Tuy nhiên các mức tín hiệu cao trên mạng sẽ làm tăng điều chế nội và xuyên âm
- Các quy định đã công bố về mức công suất lớn nhất cho phép phụ thuộc vào loại tín hiệu đang gởi Thường các mức công suất truyền phải nhỏ hơn 0đB
(ImW)
2.6 Các chỉ tiêu
Đối với tổng đài nội bộ thì yêu cầu cơ bản nhất đối với nó là phải thực hiện
được cuộc gọi giữa các thuê bao nội bộ, nhận cuộc gọi từ thuê bao bên ngoài gọi vào
và thực hiện cuộc gọi từ bên trong gọi ra ngoài Đó cũng là chỉ tiêu được đặt ra khi thi
công và thiết kế mạch Ngoài ra tổng đài nội bộ cần phải nhỏ gon, đơn giản, lắp ráp sử
GVHD :TS Hé Ngoc Ba trang 22 SVTH :Pham Thanh Hai
Trang 20
LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
CHƯƠNG 3: CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ĐIỆN TỬ
3.1 Giới thiệu chung:
Thông tin liên lạc là một trong những vấn để quan trọng của con người, chính nhờ nó mà con người và xã hội ngày càng phát triển Một trong những thành phần cơ bản của mạng thông tin là hệ thống chuyển mạch
Năm 1965, một hệ thống chuyển mạch được điều khiển theo chương trình ghi
sẵn lần đầu tiên được đưa vào khai thác trên mạng điện thoại công cộng Mỹ Việc điều khiển theo chương trình ghi sắn cho phép thực hiện nhiều dịch vụ thông tin cho con người sử dụng, đồng thời làm cho việc khai thác hệ thống chuyển mạch dễ dàng và đơn
- giản hơn
Ngày nay người ta đã sản xuất các hệ thống chuyển mạch số với khả năng truyền số liệu với tốc độ lớn và chất lượng cao cũng như cho phép ứng dụng nhiều mục đích truyền thông tin khác nhau
Thông tin chuyển qua mạch có nghĩa là sẽ có một con đường nào đó tổn tại
giữa hai trạm Con đường này liên kết giữa các nút mạng, với từng liên kết vật lý, một kênh được xác định để nối Thông tin chuyển qua mạch bao gồm ba giai đoạn: :hiết lập
mạch, truyền tín hiệu, kết thúc ngát mạch
3.2 Các kỹ thuật chuyển mạch:
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
không hoàn toàn (Blocking)
1.1/ Chuyển mạch tiếp thông hoàn toàn:
Trang 21
Ov ® = ® =Ì ox = œ e Om», E x E Cm =
Ị LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ c
Số đầu vào N và số đầu ra M bằng nhau Như vậy tại một thời điểm đầu vào
| bất kỳ sẽ có ít nhất một tiếp điểm nối với đầu ra bất kỳ Khả năng thông thoại là 100%
| 1.2/ Chuyển mạch tiếp thông không hoàn toàn:
| Số đầu vào N lớn hơn số đâu ra M Khả năng kết nối đầu vào với đầu ra là
(M/N*100%)
N>M
N Hình 3.2: Ma trận chuyển mạch tiếp thông không hoàn toàn
1.3/ Chuyển mạch nhiều tâng :
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 điểm 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 luỹ thừa bậc hai 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 đầu ra Các thiết bị nối đầu vào của nó với cấp 1, đầu ra với cấp cuối cùng Hình dưới đây
minh họa chuyển mạch 3 tang:
Trang 22LVTN: Thiét ké va thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
Có k ma trận cấp hai Mỗi ma trận cấp 1 có N đầu vào và k đầu ra nối vào ma
trận cấp hai Mỗi ma trận cấp hai có œ=N/n đầu vào và œ đầu ra nối vào tất cả các ma
trận cấp một và ba
Tổng số tiếp điểm của hệ thống chuyển mạch là:
N, = 2Nk +k(N/n)”
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 1 bộ chuyển mạch ở tầng trung tâm thì việc nghẽn sẽ không xảy ra Nghĩa là tổng số ma trận dùng ở tầng giữa
Mạng chuyển mạch không gian là một loại chuyển mạch đầu tiên trong kỹ thuật chuyển mạch Thế hệ thứ nhất là việc điểu khiển kết nối các ma trận chuyển mạch được thực hiện bởi con người Với sự phát triển của kỹ thuật điện tử các tổng đài nay dan dan 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 _
GVHD :TS Hé Ngoc Bá trang 25 SVTH :Pham Thanh Hai
Trang 23
LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
2/ Chuyển mạch theo phương pháp phân chia thời gian:
2.1/ Phương thức ghép kênh PAM (Pulse Amplitude Modulation):
Để giảm bớt ảnh hưởng của nhiễu trên đường truyền người ta tiến hành rời rạc
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 Shanon thì tần số lấy mẫu phải lớn hơn hoặc bằng hai lần tần số Max của tín hiệu lấy mẫu thì mới có khả năng phục hồi lại dạng tín hiệu Analog ban đầu Điều này cho phép khi truyền tín hiệu, không nhất thiết phải truyền toàn bộ tín hiệu đó, chỉ cần truyén những giá trị đã lấy mẫu từ tín hiệu Ở đầu thu có thể phục hổi lại nguyên dạng tín hiệu ban đầu
Khảo sát tín hiệu thoại, người ta nhận thấy phổ tín hiệu thoại phần lớn nằm
trong dải tần từ 300 đến 3400Hz Như vậy chỉ cần tần số lấy mẫu tín hiệu thoại f=2*3.4=6.8 KHz 1a di phuc héi lai dạng tín hiệu ban đầu ở đầu thu Trong thực tế do
đáp ứng của bộ lọc trong quá trình khôi phục lại dạng tín hiệu không được lý tưởng,
người ta dùng tần số lấy mẫu là 8KHz cao hơn tân số lấy mẫu tối thiểu 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 hỗi sẽ bị méo dạng so với ban đầu Mặt khác nếu các khe thời gian không được định thì chính xác sẽ dễ trùng lắp lên nhau gây hiện tượng nhiễu xuyên kênh Để tránh hiện tượng nhiễu xuyên kênh,
giữa hai kênh cần có khoảng bảo vệ Khi dung lượng tăng lên 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
Ts : chu kỳ lấy mẫu
TI : Thời gian giữa hai mẫu liên tiếp của cùng một tín hiệu
Trang 24Hình 3.5: Sơ đô kết nối thuê bao của chuyển mạch PAM
2.2 Phương pháp ghép kênh PCM (Pulse Code Modulation):
PCM là hệ thống có thể mô tả như một phương pháp chuyển đổi thông thông
tin tương tự thành số Hệ thống xử lý và biến đổi tín hiệu tương tự thành PCM dựa trên
hai nguyên tắc lý thuyết sau :
-Lý thuyết về rời rạc hóa của Shanon
-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 ngay
sau khi lấy mẫu bằng một chuỗi nhị phân rồi mới đưa lên kênh truyền Do quy luật
biến đổi của tin tức tín hiệu thoại có tính ngẫu nhiên nên tập các giá trị xung PAM là
vô cùng lớn, để đơn giản và gần đúng thì các xung PAM được đưa qua bộ nén hạn biên, đó là bộ lượng tử hoá 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 là 8
bít được gọi là 1 từ mã) biểu diễn biên độ này Đây là tín hiệu truyền trên kênh truyền PCM Ở đầu thu tín hiệu được phục hổi, sửa sai và đưa vào bộ giải mã để phục hồi lại
tín hiệu thoại
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 27 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 25LVTN: Thiét ké va thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
2.3/Chuyển mạch TSI:
Tín hiệu từ N đầu phát qua bộ dồn kênh và biến đổi A/D được đưa vào bộ nhớ
RAM theo thứ tự ô nhớ nội dung từ l đến N tương ứng với 1 đến N thuê bao ở N khe trong khung (Frame) trên đường truyền Địa chỉ ghi được cung cấp bởi bộ quét địa chỉ
tuần tự (Time Slot Counter)
Khi đọc dữ liệu ra từ RAM địa chỉ đọc không còn tuần tự mà theo một trình tự
do CPU sắp đặt trong quá trình chuyển mạch
Hình 3.6: Sơ đô chuyển mach TSI
Chuyển mạch TSI cho phép hoạt động đồng bộ và song song, đơn giản nhưng
số lượng thuê bao phụ thuộc vào tốc độ truy xuất và kích thước bộ nhớ Dễ dàng tăng
dung lượng thuê bao bằng cách tăng bộ nhớ mà mạch không cần thay đổi nhiều, tuy
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 28 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 26LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
phép tăng số lượng thuê bao rất lớn Tuy nhiên nhược điểm chuyển mạch TS là vấn đề
nghẽn mạch khi hai đầu vào của một nhóm nối với hai đầu ra có cùng khe thời gian
2.3.2/ Chuyển mạch TST (Time Space Time):
Hình 3.8: Sơ đô chuyển mạch TST
Với sơ đô chuyển mạch TST ta tránh được trường hợp tắt nghẽn như ở TS
Trong thực tế người ta còn kết hợp thành các hệ chuyén mach TSTS,STS
eee
GVHD :TS Hé Ngoc Ba trang 29 SVTH :Pham Thanh Hai
Trang 27LVTN: Thiét kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN 89C51
4.1 Giới thiệu chung
- Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự nhau Họ IC vi điều khiển 89C51 do hãng INTEL sản xuất có một số đặc điểm chung như sau:
° 4 KB Eprom bên trong
° 128 byte ram nội
e 4 port xuất_ nhập 8 bit
° Giao tiếp nối tiếp
° 64 KB vùng nhớ mã ngoài
° 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài
° Xử lí Boolean
e 210 vị trí nhớ có thể định vị bit
° 4 us cho hoạt động nhân hoặc chia
4.2 Cấu trúc bên trong Vi Điều Khiển
=—_.{ƑỸ‡†[Ïk-RRE-PF-F-.-.-.-nngninnnn'
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 30 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 28
¬ TE 11411113 lovee eee {+ tt ttt Lee mem :
| | Ram addr Ram | | Port 0 Port 2 Flash
i | register [> latch latch
Trang 29
19 , PO.3/AD3 [36
XTAL1 P04/AD4 3
P0.5/ADS [šã PO.6/AD6 [35 P0.7/AD7 Ƒ
18 xTAL2 P2.0/A8 [55
9 P2.1/A9 [5S RST P2.2/A10 [3a
29 | —— P2.3/A11 [3s PSEN P2.4/A12 [56
30 —— P2.5/A13 [55 ALE/PROG P2.6/A14 [ấn
P2.7/A15
3 P1.0 P3.0/RxD 12
a | P1.1 P3.1XD 12
4] P1.2 P3.2/INT0 [FT s1 P13 P3.3/INT1 [7 6] P1.4 P3.4/T0 [45 TIP1S = P3814 a6 a]P16 86S P3.6WR 49 }P1.7 = © P3.7/RD
a
Hình 4.2: Sơ đồ chân AT89C51
1.2/ Chức năng của các chân:
— IC 89C51 có tất cả 40 chân,trong đó có 24 chân có tác dụng kép(nghĩa là
một chân có hai chức năng),mỗi chân có thể họat động như những đường xuất
nhập,đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus đữ liệu và bus địa chỉ
— IC 89C51 gồm 4 port,có một số chức năng và đặc điểm như sau:
1.2.1/ Port 0:
— Port 0 là port xuất_nhập 8 bit cực điện hở.Khi làm nhiệm vụ là port xuất,mỗi
chân của port có thể hút dòng của 8 ngõ vào TTL.Khi các mức lôgic 1 được ghi vào chân port 0 các chân này có thể sử dụng làm các ngõ vào có tổng trở cao
— Port 0 ciing được dùng làm bus địa chỉ byte thấp và làm bus dữ liệu đa hợp
trong khi truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài và bộ nhớ chương trình ngoài Trong chế
độ đa hợp này port 0 có các điện trở kéo lên ở bên trong
— Port 0 cũng nhận các byte mã trong khi lập trình cho Flash và xuất các byte
mã trong khi kiểm tra chương trình Các điện trở kéo lên ở bên ngoài cần đến khi kiểm tra chương trình
Trang 30— Port 2 cũng nhận các bit địa chỉ cao và vài tín hiệu diéu khiển trong thời
gian lập trình cho Flash và kiển tra chương trình
đây:
Bit Tén Chức năng chuyển đổi
P3.0 RXT Ngõ vào đữ liệu nối tiếp
P3.1 TXD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp P3.2 INTO Ngõ vào ngắt cứng thứ 0 P3.3 INTI Ngõ vào ngắt cứng thứ 1
P3.4 TO Ngõ vào của timer/counter thứ 0 P3.5 Tl 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
— Port 3 cũng nhận các bit địa chỉ cao và vài tín hiệu điều khiển trong thời gian lập trình cho Flash và kiểm tra chương trình
Các ngõ tín hiệu điều khiển:
* Ngõ tín hiệu PSEN(program store enable):
— PSEN là ngõ tín hiệu ra có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở
rộng, thường được nối đến chân OE(output enable) của Eprom cho phép đọc các
Trang 31* Ngõ tín hiệu điều khiển ALE(Address Latch Enable):
~ Khi 89C51 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus di liệu,do đó cần phải tách thành hai đường riêng biệt Tín hiệu ALE dùng
làm tín hiệu để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi chúng kết nối với IC chốt
~ Tín hiệu ALE là một xung trong khỏang 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 tần số nhỏ hơn 6 lần so với 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 xung lập trình cho Eprom trong 89C51
* Ngõ tín hiệu EA(External Access)
- Tín hiệu vào EA có thể ở mức lôgic 1 hoặc mức lôgïc 0 Nếu ở mức lôgïc
thi 89C51 thi hành chương trình từ Rom nội trong khỏang địa chỉ thấp 4KB Nếu
ở mức lôgic 0 thì 89C51 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng Chân EA
được lấy làm chân cấp nguồn 12V khi lập trình cho Eprom trong 89C51
— Nếu bit khóa 1 được lập trình thì EA sẽ được chốt bên trong khi reset
~ Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5V
1.3/ Cấu trúc bên trong vi điều khiển:
1.3.1/ Tổ chức bộ nhớ:
FFH
Trang 32
2D| 7F|7E 7D |7C |7B |7A 79 78 2C
2B 2A
29
28) 67|66 65 |64 |63 | 62 61 60
27! S5SFI5E |5D |5C |5B |5A [59 58
26 as| 57|56 |55 |54 |53 |52 51 50
27 | 26 25 | 24 | 23 | 22 21 20 IE|IE ID |1C |1B |1A_ 119 18
Hình 4.4: Tóm tắt bản bản đồ vùng nhớ trên chip AT89CS51
——_———_—_—— _——— _— ——_—_—_— CS ÏnnjỶã T—— TmNNNGGGGGGG-GR le GVHD :TS Hé Ngoc Ba trang 35 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 33
F7 | F6|F5| F4 | F3 | F2 | Fi | FO E7 | E6 | E5| E4 | E3 | #2 | E1 |EO D7 | D6 [Ds | D4 | D3 | D2 | Di [DO
- | - | - | BC | BB | BA | B9 |B8 B7 | B6 |B5 | B4 | B3 | B2 | BI | BO
Not bit addressable
Not bit addressable
sF | se | sp| 8c | 8B | 8A | 89 |88
Not bit addressable
Not bit addressable Not bit addressable
Not bit addressable
TCON PCON
DPH DPL
Trang 34b) IC 89C51 có bộ nhớ theo cấu trúc Havard:
Tức là có những vùng nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu Chương trình
và dữ liệu có thể chứa bên trong 89C51 nhưng 89C5Ï vẫn có thể kết nối với 64K byte bộ nhớ chương trình và 64K byte bộ nhớ đữ liệu ngoài
Có hai đặc tính cần chú ý là:
4% Các thanh ghi và các port xuất_nhập đã được định vị trong bộ nhớ
và có thể truy xuất trực tiếp giống như các địa chỉ bộ nhớ khác
kiểu định vị địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp
— Ram có thể truy xuất từng bit:
+ IC 89C51 chứa 210 bit được địa chỉ hóa, trong đó có 128 bit tạo thành
16 byte nằm từ vị trí 20H đến 2FH, các bit còn lại tạo thành các thanh
ghi có chức năng đặc biệt
+ Các bit được SET, CLR, AND, OR, với một lệnh đơn Ngoài ra các
port cũng có thể truy xuất từng bit,
— Các bank thanh ghi:
+ 32 byte thấp của Ram nội được dành cho các bank thanh ghi Bộ lệnh 89C51 hổ trợ 8 thanh ghi có tên là RO đến R7 và theo mặt định sau khi reset hệ thống, các thanh ghi này có các địa chỉ từ 00H đến 07H
+ Các lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 sẽ ngắn hơn và nhanh hơn so với các lệnh có chức năng tương ứng dùng kiểu định địa chỉ trực tiếp Các dữ liệu được dùng thường xuyên nên dùng 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 bank thanh ghi R0 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
==— — ỹỷ-Ỷ-F.n mm aA ——— ——— aa =— —_—_ỪÏT
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 37 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 35LVTN: Thiét ké va thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
1.3.3/ Các thanh ghi có chức năng:
— — Các thanh ghi của 89C51 được truy xuất ngầm định bởi bộ lệnh
— — Các thanh ghi trong 89C51 được định dạng như một phần của Ram trên chip vì vậy mỗi thanh ghi 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 các thanh ghi RO đến R7, 89C51 có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt (SFR: Special Function Register) ở vùng trên của Ram nội từ địa chỉ 80H đến FFH
— Tat cd 128 địa chỉ từ 80H đến FFH không được định nghĩa, chỉ có 2l thanh ghi có chức năng đặc biệt được định nghĩa sẵn các địa chỉ
a) Thanh ghi trạng thái chương trình (PSW:Program Status Word):
PSW.3 RSO D3H Register bank select 0
PSW.0 Port DOH Even parity flag
b) Chức năng từng bỉt của thanh ghỉ trạng thái chương trình :
- Cờ cary CY: là cờ nhớ có tác dụng kép Thông thường nó được dùng cho các lệnh toán học Nếu phép cộng có sự tràn hoặc phép trừ có mượn thì C=1, ngược lại C=0
— CờỜcary phụ AC: cờ này được sử dụng khi cộng những giá trị BCD Cờ nhớ phụ được SET nếu kết quả 4 bit thấp nằm trong phạm vi điều khiển (từ 0AH + OFH), ngược lại cờ AC=0
— _ Cðờ F0: là 1 bit cờ đa dụng dùng cho một số ứng dụng của người lập trình
— Những bit chọn bank thanh ghi truy xuất RSO và RSI:
~ — Các bit này quyết định dãy thanh ghi tích cực Chúng được xóa sau khi
reset hệ thống và được thay đổi bởi phân mềm khi cần thiết
— — Tùy theo giá trị của RSO và RS1 mà bank tích cực tương ứng là Bank 0, Bank 1, Bank 2 hoặc là Bank 3
Trang 36LVTN: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
RSO | RS1 | BANK | ADDRESS
~ Cờ tràn OV: 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 nằm trong tầm xác định hay không Khi các số không có dấu được cộng, bit OV được bỏ qua Các kết quả lớn hơn 127 hoặc nhỏ hơn -128 thi bit OV=1
- — Bit parity: bit này được tự động SET hay CLR ở mỗi chu kì máy để lập parity chắn với thanh ghi A sự đếm các bit 1 trong thi A cộng với bit parity luôn luôn chấn
— 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 này sau khi thu
d) Con trổ ngăn xếp SP (stack pointer) :
— — Là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H nó chứa địa chỉ của byte dữ liệu hiện hành trên đỉnh ngăn xếp Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm các lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp sẽ làm giảm SP Khi reset 89C51, SP sẽ mang giá trị mặt định
là 07H
e) Con trổ 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)
f) Các thanh ghi port :
| 89C511 có 4 port nằm ở địa chỉ 80H, 90H, A0H va BOH Tất cả các port này
đều có thể truy xuất từng bit nên rất thuận tiện trong kha nang giao tiếp g) Cac thanh ghi Timer :
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 39 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 37LVTN: Thiét ké va thi công tổng đài nội bộ có chức năng điều khiển
— — IC 89C51 có chứa 2 bộ định thời đếm 16 bit, được dùng cho việc định thời và đếm các sự kiện Timer 0 ở dia chi 8AH (TLO: byte thấp) và 8CH (THO: byte cao) Timer 1 6 dia chi 8BH (TL1: byte thấp) và 8DH (THI: byte cao)
- — Việc khởi động timer được SET bởi thanh ghi TMOD ở địa chi 89H va thanh ghi điều khiển TCON ở địa chỉ 88H Chỉ có thanh ghi TCON được địa chỉ hóa từng bịt
h) Thanh ghi port nối tiếp :
- _ 89C51 chứa một port nối tiếp cho việc trao đổi thông tin với các thiết bị
nối tiếp như máy tính, modem hoặc giao tiếp với IC khác Một thanh ghi đệm dữ liệu nối tiếp (SBUF) ở địa chỉ 99H sẽ giữ cả hai dữ liệu truyền và dữ liệu nhập Khi truyền, dữ liệu được ghi lên SBUF; khi nhận đữ liệu thì sẽ đọc từ SBUF Các mode chuyển dữ liệu được lập trình qua thanh ghi điểu khiển port nối tiếp (SCON) được địa chỉ hóa từng bit ở địa chỉ 98H
ï) Thanh ghi ngắt :
- _ 89C51 có 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên Các ngắt bị cấm sau khi reset hệ thống và sẽ được cho phép trở lại nếu thanh ghi ngắt IE (ở địa chỉ A8H) bị tác
động Thanh ghi này được địa chỉ hóa từng bịt
j Thanh ghỉ điểu khiển nguồn PCON:
— _ Thanh ghi PCON không có định vị bit, nằm ở địa chỉ 87H
Bit |Kýhiệu | Mô tả
7 |SMOD | Bit gấp đôi tốc độ baud
6 Không định nghĩa
5 Không định nghĩa
4 Không định nghĩa
3 |GFI Bit cd da dụng 1
2 | GFO Bit cd da dung 0
1 |PD Giảm công suất, được set để kích hoạt
mode giảm công suất, chỉ thoá khi reset
0 |IDL Mode chờ, set để kích hoạt mode chờ,
chỉ thoát khi có ngắt hoặc reset hệ thống
Trang 38a) Truy xuất bộ nhớ mã ngoài:
— _ Bộ nhớ chương trình bên ngoài là bộ nhớ Rom được cho phép của tín
hiệu PSEN Sự kết nối phần cứng của bộ nhớ Eprom như sau:
Hình 4.6: Truy xuất bộ nhớ mã ngoài
— Trong một chu kì máy tiêu biểu, tín hiệu ALE tích cực 2 lần Lần thứ
nhất cho phép 74HC273 mở cổng chốt địa chỉ byte thấp, khi ALE xuống mức 0 thi byte thap và byte cao của bộ đếm chương trình đều có những Eprom chưa xuất
vì PSEN chưa tích cực; khi tín hiệu ALE lên mức một trở lại thì port 0 đã có dữ liệu là Opcode ALE tích cực lần thứ 2 được giải thích tương tự và byte thứ 2 được đọc từ bộ nhớ chương trình Nếu lệnh đang biện hành là lệnh 1 byte thi CPU chỉ đọc Opcode, còn byte thứ 2 bỏ đi
b) Truy xuất bộ nhớ đữ liệu ngoài:
— Bộ nhớ dữ liệu ngoài là một bộ nhớ Ram được đọc hoặc ghi khi được cho phép của tín hiệu RD và WR Hai tín hiệu này nằm ở chân P3.7 (RD) và 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)
- Các Ram có thể giao tiếp với 89C51 tương tự cách thức như Eprom, ngoại trừ chân RD (của 8§9C51 nối với chân OE của Ram) và chân WR (của 89C51 nối với chân WR của Ram) Sự kết nối các bus địa chỉ và địa chỉ tương tự như cách nối của Eprom
©) Sự giải mã địa chỉ:
Sự giải mã địa chỉ là một yêu cầu tất yếu để chọn Eprom,Ram, Sự
giải mã địa chỉ đối với 89C51 dé chọn các vùng nhớ ngoài như các vi điểu khiển Nếu các Eprom hoặc Ram 8K được dùng thì các bus địa chỉ phải được GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 41 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 39Hình 4.7: Giai mã địa chỉ d) Sự đè lên nhau của các vùng nhớ dữ liệu ngoài:
- Vì bộ nhớ chương trình là Rom nên nảy sinh một vấn đề bất tiện khi phát
triển phân mềm cho vi điều khiển Một nhược điểm chung của 89C51 là các vùng
nhớ dữ liệu ngoài nằm đè lên nhau, vì tín hiệu PSEN được dùng để đọc bộ nhớ
mã ngoài và tín hiệu RD được dùng để đọc bộ nhớ dữ liệu,nên một bộ nhớ Ram
có thể chứa cả chương trình và dữ liệu bằng cách nối đường OE của Ram đến ngõ
ra một cổng AND có hai ngõ vao PSEN va RD Sơ đổ mạch như hình sau cho phép bộ nhớ Ram có hai chức năng vừa là bộ nhớ chương trình vừa là bộ nhớ dữ liệu:
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 42 SVTH :Phạm Thanh Hải
Trang 40PSEN
Hình 4.8: Ghi dữ liệu lên RAM
— Vậy một chương trình có thể được tải vào Ram bằng cách xem nó như bộ nhớ dữ liệu và thi hành chương trình bằng cách xem nó như bộ nhớ chương trình
e) Hoạt động reset:
— 1C 82C51 có ngõ vào reset (RST) tích cực ở mức cao trong khoảng thời
gian 2 chu kì máy, sau đó xuống mức thấp để 89C51 bắt đầu làm việc
— _ Trạng thái của tất cả các thanh ghi trong 89C51 sau khi reset hệ thống được tóm tắt như sau:
— Thanh ghi quan trọng nhất là thanh ghi bộ đếm chương trình PC được
reset tai địa chỉ 0000H Khi ngõ vào RST xuống mức thấp, chương trình luôn bắt
đầu tại địa chỉ 0000H của bộ nhớ chương trình Nội dung của Ram trên IC 89C51
không bị thay đổi bởi tác động của ngõ vào reset
ỶnHEnNa.-.ỷyỷyỷ. .-ỷ.y.ẳăy-eee—
SSN SSSIISNIOSSIN -
GVHD :TS Hồ Ngọc Bá trang 43 SVTH :Phạm Thanh Hải