thiết kế và thi công tổng đài nội bộ

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.. Trong khi đó, tổng đài bưu điện sẽ

Trang 1

LVTN:THIET KE VA THI CONG TONG DAI NOI BO

MUC LUC

2.2.2 Nguyên lí hoạt động tông đài điện tử 12

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TỎNG ĐÀI NỘI BỘ

3.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lí hoạt động từng khối 16

CHUONG IV : PHY LUC GIOI THIEU CÁC LINH

4.2 Giới thiệu cấu trúc phần cứng họ MCS-51(8951) 64

4.2.1 Khảo sát sơ đồ chân 8951,chức năng từng chân 67

Trang 2

LVTN: THIET KE VA THI CONG TONG DAINOI BO

DAN NHAP

Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của nghành Điện Tử, sự ra đời của nhiều công

nghệ mới được ứng dụng vào nghành Kỹ Thuật Viễn Thông đã giúp cho nghành Viễn Thông

có sự tiến bộ đáng kể Hệ thống thông tin liên lạc đã được nâng cao, sử dụng đa năng, hiệu

quả và chính xác, nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu phục vụ đời sống con người Một trong

những ứng dụng mang lại hiểu quá đáng kể đó là ứng dụng tổng đài nội bộ vào đời sống của

con người ví dụ như: nhà cao tầng, công ty, xí nghiệp

Viéc truyén thong tin bing điện thoại là phương tiện liên lạc rất gần gũi và thiết thực trong đời sống hằng ngày của con người là nhu cầu thông tin không thể thiếu trong công việc

và trong giao tiếp Thông thường 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 phần trên được gọi chung là mạng điện thoại Chúng ta sẽ nghiên cứu phần này sâu hơn dưới đây

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN ĐƯỢC GIAO

Tìm hiểu lí thuyết tổng đài điện thoại

Thiết kế và thi công một tổng đài nội bộ một trung kế bốn thuê bao

Từ những vấn để đó mà để tài chỉ đi sâu tìm hiểu và thi công mạch tổng đài nội

bộ,phần nội dung của đề tài được phân bố như sau:

Chương 1: Tổng quan về tổng đài điện thoại

Chương 2: Tổng đài nội bộ

Chương 3: Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ một trung kế 4 thuê bao

Chương 4: Phụ lục giới thiệu các lnh kiện sử dụng trong thiết kế

Ngoài ra còn có một số phụ lục để bổ sung cho nội dung của một số vấn đề cần được

làm sáng tỏ trong phần nội dung của đề tài

Trang 3

LVTN:THIET KE VA THI CONG TONG BAI NOI BO

CHUONG I: TONG QUAN TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI

1.1-LICH SU PHAT TRIEN TONG DAI:

a.Tổng đài nhân công:

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

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

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

tác trực tiếp của con người Người thực hiện các thao tác này được gọi là điện thoại

viên Nhiệm vụ của điện thoại viên trong tổng đài này bao gồm:

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

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

-Trực tiếp cấp chuông cho thuê bao bị gọi bằng cách đóng bộ chuyển mạch cung cấp dòng điện AC đến thuê bao bị gọi nếu thuê bao này không bận

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

biết

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

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

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

viên nhận biết điều này và tiến hành giải tỏa cuộc gọi, báo cho thuê bao còn lại biết cuộc

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

Trang 4

LVTN: THIET KẾ VA THI CONG TONG DAI NOI BO

-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 điểu 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 đầu ra đời nó vẫn còn tổn tại một số nhược điểm :

-Thiết bị khá công kênh

-Tiêu tốn nhiều năng lượng

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

-Điều khiển kết nối phức tạp

Các nhược điểm trên càng thể hiện rõ khi đung 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 thông

minh hơn, giá thành ngày càng giầm 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

GVHD: TS HỒ NGỌC BÁ 6 SVTH: LÊ NGỌC SÁNG

Trang 5

LVTN: THIET KE VA THI CONG TONG DAI NOI BO

1.2 TONG QUAN VE TONG DAI DIEN TU:

a.Sự ra đời và vai trò của tổng đài nội bộ:

Ngày nay tổng đài nội bộ dụng rất là rộng rãi trong đời sống của chúng ta, nó

hầu như là một thiết bị thiết yếu ở trong công ty, xí nghiệp,tổ chức Và các công ty

hay xí nghiệp này sử dụng chúng có lợi ích như thế nào? không thể không liên lạc với

nhau trong một công ty, giưã bộ phận này với bộ phận kia, và chúng ta nhận thấy rằng

giao tiếp qua điện thoại là cách tối ưu nhất, và chúng phải liên lai với nhau bằng một

dãy số, điều này không thể chấp nhận được ở một công ty, bởi vì trong công ty có rất

là nhiều bộ phận , và như thế tổng đài điện thoại được ra đời, các thuê bao liên lạc

với nhau một cách đơn giản hơn, khi liên lạc với 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 một tổng đài thì tổng đài nội bộ được coi như là 1 thuê bao

bình thường do đó cũng được cung cấp những dịch vụ như những thuê bao bình thường

khác Ngoài ra tổng đài điện thoại giúp chúng ta dễ dàng quần lí cuộc gọi va tiết kiệm

hơn Và chính vì những lí do này cho nên việc chọn một tổng đài nội bộ là cần thiết

b.Các chức năng của tổng đài nội bộ:

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:

Cho phép thực hiện cuộc gọi từ ngoài gọi vào

Cho phép thực hiện cuộc gọi từ trong gọi ra

Cho phép thực hiện cuộc gọi giữa các thuê bao nội bộ

Ngan can các cuộc gọi từ ngoài gọi vào

Ngăn can các cuộc gọi từ trong gọi ra

Chuyển sang thuê bao khác khi thuê bao bị gọi đang bận

Ngăn cần các cuộc gọi đường dài

Ưu tiên các cuộc gọi khẩn cấp

Ngoài ra tổng đài nội bộ còn được tổng đài cung cấp thêm một số dịch du vụ như:

Trang 6

Dịch vụ quay số trực tiếp từ trong tổng đài nội bộ ra mạng công cộng

Dịch vụ truy tìm cuộc gọi phá rối

zener DZ1, led của opto sáng phân cực cho TST của opto dẫn bảo hoà -> cảm biến HSO=0 CPU sẽ nhận được trang thái này và điều khiển RL lên mức 1 RL lên mức 1

tương ứng 3.5V sẽ phân cực cho TST Q1 và làm cho nó dẫn bảo hoà, điều khiển Relay

chuyển từ trạng thái 2 sang trang thái 1 Trở kháng của mạch trung kế lúc này tương đương với trở kháng của thuê 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(

đial 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

d.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 cân phải nhỏ gon, đơn giản, lắp ráp sử dụng

dễ dàng

Trang 7

CHUONG II: TONG DAI NOI BO 2.1 Sơ đồ khối tổng đài nội bộ

Hình 2.1: Sơ đồ khối tổng đài nội bộ

2.2 Chức năng và nguyên lí hoạt động:

Trang 8

_ Yêu cầu:

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

bất kì với một đầu ra bất kì, nói cách khác khối chuyển mạch phải có độ tiếp thông hoàn toàn (chuyển mạch không vướng — non blocking)

xuất tổng đài mà các trường chuyển mạch có các loại cấu trúc khác nhau

b.Khối báo hiệu:

_ Chức năng:

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

đường trung kế liên đài để phục vụ cho quá trình thiết lập, giải phóng các cuộc gọi Các thông tin này được trao đổi với các hệ thống điều khiển để thực hiện quá trình xử

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

-

+ Báo hiệu thuê bao ——> tổng đài

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

nhấc tổ hợp — hook off đặt tổ hợp — hook on

thuê bao phát xung thập phân

thuê bao phát xung đa tan DTMF

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

+ Báo hiệu tổng đài ——> thuê bao

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

âm mời quay số

âm báo bận

âm báo tắc nghẽn hồi âm chuông xung tính cước 12 Khz, 16 Khz từ tổng đài đưa tới

ngoài ra còn có các bảng tin thông báo khác và dòng điện chuông

25Hz, 75V-90V từ tổng đài đưa tới thuê bao khi thuê bao bị gọi

Trang 9

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

bận, thông tin địa chỉ, thông tin cước, ) giữa hai hoặc nhiều tổng đài với nhau Trong mạng hợp nhất IDN có 2 phương pháp báo hiệu trung kế được sử dụng:

> _ Báo hiệu kênh riêng CAS

> Bao hiéu kénh chung CCS

_Yêu cầu:

Hệ thống báo hiệu của tổng đài phải có khả năng tương thích với các hệ thống báo hiệu của các tổng đài khác nhau trong mạng viễn thông thống nhất, thuận

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

c Khối điều khiển:

_ Chức năng:

Phân tích xử lí các thông tin từ khối báo hiệu đưa tới để thiết lập hoặc giải phóng cuộc gọi Các cuộc gọi có thể là cuộc gọi nội hạt, cuộc gọi ra, cuộc gọi vào,

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

giao tiếp người- máy, cập nhật dữ liệu

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

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

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

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

d.Ngoại vỉ thuê bao, trung kế:

_ Chức năng:

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

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

Digital

Trang 10

_ Yêu cầu :

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

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

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

_ Cấu trúc:

Ngoại vi thuê bao thường có cấu trúc là bộ tập trung thuê bao để thực hiện

tập trung lưu lượng trên các đường dây thuê bao thành một số ít đường PCM nội bộ có

mật độ lưu thoại rất nhiều để đưa tới trường chuyển mạch thực hiện điều khiển đổi nối

thiết lập tuyến đàm thoại (đối với cuộc gọi ra)

Ngoại vi trung kế thực hiện sự phối hợp về tốc độ, pha, tổ chức các kênh thoại trên tuyến PCM giữa đường PCM đấu nối liên đài và đường PCM đấu nối nội bộ trong tổng đài

2.2.2.Nguyên lí hoạt động của tổng đài điện tử:

Hoạt động của tổng đài: nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua điểm cam biến HSO hay có chuông từ tổng đài ngoài gọi vào thông qua điểm cảm biến RL,

kiểm tra cấp âm hiệu hoặc cấp link thông thoại hợp lý Nhận biết khi thuê bao gác máy, cắt link, âm hiệu, giải phóng thông thoại chờ cuộc gọi kế tiếp

1/ Khối điều khiển trung tâm

Bao gồm MCU, RAM và ROM Đóng vai trò như là bộ não của tổng đài Khối

này điều khiển mọi hoạt động của tổng đài, thực hiện chức năng giám sát và nhận biết các trạng thái thuê bao, trung kế, gởi lệnh điều khiển thông qua khối LO để xử lý một

cudc goi

2/ Khối 1/O

Bao gồm các mạch chốt, đệm và các IC giải mã Nhiệm vụ chủ yếu của khối này

là tạo sự giao tiếp giữa MCU với các khối khác trong tổng đài, giải mã địa chỉ RAM,

ROM, bộ chuyỂn mạch

3/ Khối chuyển mạch

Gỗm một ma trận các chuyển mạch có nhiệm vụ cung cấp một liên kết để thông thoại giữa các thuê bao, giữa thuê bao với trung kế, đồng thời kết nối thuê bao với tín hiiệu tone và khối giải mã DTME Khối này được điểu khiển trực tiếp bởi đơn vị điều khiển trung tâm để truy xuất đến từng phần tử chuyển mạch

4/ Khối âm hiệu

Tạo ra các âm hiệu cân thiết như: âm hiệu mời quay số (Dial), âm hiệu báo bận

(Busy), âm hiệu hổi âm chuông (Ring_Back), âm hiệu xen cuộc gọi (Barge_in)

Trang 11

thông qua mang chuyển mạch cấp cho thuê bao và trung kế trong quá trình hoạt động của tổng đài

5/ Khối thu DTMF Ghi nhận mã đa tần DTMF và giải mã thành các số thuê bao ở dạng nhị phân

Khối này còn có chức năng tạo tín hiệu ngắt cho MCU và tự động cài đặt trạng thái bình

thường cho lần ngắt sau

6/ Khối giao tiếp thuê bao và trung kế Thực hiện giao tiếp giữa thuê bao nội bộ với tổng đài cũng như giữa tổng đài nội

bộ với tổng đài ngoài Với tổng đài ngoài mạch giao tiếp trung kế được xem như một thuê bao Khối này đảm bảo các chức năng sau :

+Giao tiếp thuê bao : -Cấp dòng cho thuê bao

-Phát hiện trạng thái nhấc máy , gác máy của thuê bao để cấp tín hiệu thông báo

cho đơn vị điều khiến

-Bảo vệ quá áp và cách ly đường dây thuê bao với mạng chuyển mạch

+Giao tiếp trung kế : -Cảm biến tín hiệu chuông từ tổng đài ngoài để thông báo cho đơn vị điều khiển

-Tạo trạng thái nhấc máy giả đối với tổng đài ngoài

-Bảo vệ quá áp và cách ly tổng đài nội bộ với đường dây điện thoại

-Bảo vệ quá áp đối với mạng chuyển mạch

7/ Khối tạo chuông Nhận tín hiệu chuông và kết hợp với sự điều khiển của đơn vị xử lý trung tâm để

tạo ra nhịp chuông 2 giây có 4 giây không Tín hiệu chuông hoàn chỉnh được cung cấp cho

thuê bao Tín hiệu chuông có tần số 20Hz + 90Vạws được ngắt nhịp bằng phần cứng

Trang 12

LVTN:THIẾT KE VA THI CONG TONG DAI NOI BO

Tiến trình xử lý cuộc gọi của tổng đài

1/ Xử lý cuộc gọi nội bộ

Ở trạng thái chờ các thuê bao đều gác máy Khi một thuê bao nhấc máy, tiến trình

xử lý cuộc gọi được diễn tiến như sau :

-Mạch giao tiếp thuê bao phát hiện điều này và gởi một tín hiệu đến đơn vị xử lý

trung tâm CPU

-CPU thực hiện đấu nối thuê bao vào khối giải mã DTMF và cung cấp đial tone chờ quay số thông qua khối chuyển mạch

Khi thuê bao quay số, tín hiệu mã đa tần DTMF gởi về khối giải mã DTME Khối này tiến hành giải mã và gởi về cho CPU xử lý

-CPU phân tích số quay từ DTMEF gởi đến và xác định được thuê bao bị gọi Thông qua khối giao tiếp thuê bao, CPU biết được trang thái của thuê bao bị gọi và có hành

động thích hợp :

+Nếu thuê bao bị gọi bận thì thực hiện báo bận cho thuê bao gọi thông qua

khối chuyển mạch và khối tone

+Nếu thuê bao bị gọi rỗi thì tiến hành đỗ chuông thông qua khối điều khiển

tạo chuông và cấp tín hiệu hổi âm chuông cho thuê bao gọi thông qua khối tao tone va

khối chuyển mạch

+Khi thuê bao bị gọi nhấc máy, CPU tiến hành cắt chuông va héi âm

chuông , sau đó thực hiện kết nối thông thoại 2 thuê bao và giám sát cuộc gọi

+Khi một trong 2 thuê bao gác máy, CPU tiến hành báo bận cho thuê bao còn lại và thực hiện giải mã cuộc gọi |

Xử lý cuộc gọi trung kế

_ Xử lý cuộc gọi ra

-Khi thuê bao nhấc máy, thông qua khối giao tiếp thuê bao CPU biết được trạng thái này và thực hiện công việc đấu nối DTMF va mời quay số

-Thuê bao tiến hành quay số đặt biệt để chiếm trung kế, CPU phân tích số quay và

biết được điều này Thông qua khối giao tiếp trung kế, CPU thực hiện kiển tra trạng thái

trung kế :

+Nếu trung kế bận thì tiến hành báo bận cho thuê bao gọi

+Nếu trung kế rỗi thì tiến hành kết nối thuê bao với trung kế và giám sát

trạng thái thuê bao

-Lúc này thuê bao được kết nối với tổng đài ngoài và thực hiện quay số của thuê

bao bên ngoài cần gọi Việc xử lý tiếp theo được thực hiện bởi tổng đài bên ngoài

-Khi thuê bao gác máy, CPU tiến hành giải toả kết nối thuê bao với trung kế và

đưa trung kế về trạng thái rỗi Việc báo bận cho thuê bao bên ngoài được thực hiện bởi

tổng đài bên ngoài

Trang 13

-Trường hợp thuê bao bên ngoài gác máy, tổng đài ngoài sẽ cấp tín hiệu báo bận

cho trung kế, CPU biết điều này và thực hiện ngắt kết nối thuê bao với trung kế và đưa

trung kế về trạng thái rỗi

_ Xử lý cuộc gọi vào

-Khi có cuộc gọi từ ngoài vào, lúc này trung kế được xem như là một thuê bao đối

với tổng đài ngoài Do đó, tổng đài ngoài sẽ cung cấp chuông cho trung kế Tổng đài nội

bộ phát hiện tín hiệu chuông ở trung kế đóng tải để tạo trạng thái nhấc máy giả Do cuộc

gọi được thiết lập theo hướng gọi trực tiếp , vì vậy sau khi thuê bao bên ngoài quay số

chiếm trung kế ( số mà tổng đài ngoài cấp cho tổng đài nội bộ ) sẽ tiếp tục thực hiện quay

số nội bộ của thuê bao để kết nối với thuê bao đó Sau khi nghe âm hiệu dial tone do tổng

đài nội bộ cấp, thuê bao bên ngoài quay số của thuê bao nội bộ Mã đa tần DTMF từ thuê

bao bên ngoài qua đường dây điện thoại được đưa đến khối giải mã DTMF Khối này tiến

hành giải mã và cung cấp số quay cho CPU Lúc này CPU tiến hành xử lý tương tự như

một cuộc gọi nội bộ cho đến khi thuê bao gác máy

-Khi thuê bao gác máy, CPU thực hiện ngắt tải giả và đưa trung kế về trạng thái rỗi

Trang 14

CHUONG II: THIET KE TONG DAI NOI BO MOT TRUNG KE 4

THUE BAO

3.1 Chọn phương án thiết kế:

3.1.a Phương pháp chuyển mạch:

Vì những lí do cụ thể này cho nên chọn phương án chuyển mạch:

_Ta dùng dung lượng tổng đài nho (1 trung kế và 4 thuê bao) nên rất là ph

hợp với chuyển mạch không gian

_Có kết cấu tổng đài đơn giản

_ Chất lượng thông thoại cao vì kết nối thông thoại trực tiếp giữa các

thuê bao với nhau

3.1.b Đơn vị điều khiển:

_Sử dụng vi điều khiển 89C51

3.1.c.Phương pháp điểu khiển:

_ Vì dung lượng ta dùng nhỏ nên một CPU có thể xử lí toàn bộ hoạt động của tổng đài và cấu trúc phần mềm đơn giản nên ta chọn phương án điều khiển tập

trung

3.1.d Phần mềm điểu khiển:

_Assemly

3.2 Thiết kế sơ đô nguyên lí hoạt động từng khối

3.2.1 Sơ đô khối giao tiếp thuê bao

Trang 15

Transistor Q2 kết hợp với Diode zener D4 tạo nguồn dòng cung cấp cho thuê bao khi

đàm thoại Theo tiêu chuẩn của CCITT, nguén dòng cung cấp cho thuê bao khi đàm thoại

khoảng từ 20mA + 100mA Điện trở Ró và R16 phần cực cho Q2

Tụ C6 kết hợp với D11, R23, R24 và Opto 4N35 tạo thành bộ cảm biến thuê bao

Tụ C5 là tụ khử dòng AC, bảo đảm mức logic của điểm cảm biến HS0 tụ C6 Bypass

toàn bộ tín hiệu thoại và một phần tín hiệu chuông

Tu C4 là tụ ngăn dòng DC, chỉ cho tín hiệu AC đi qua biến áp cách ly vào ma trận

chuyển mạch

Transistor Q4 kết hợp với D1, D2, R22 điều khiển Rờle K1 để cấp dòng chuông cho

thuê bao D1 có tác dụng bảo vệ cho Transistor Q4 D1 tự động cắt dòng chuông thuê bao

ngay khi thuê bao nhấc máy

Zenner D13, D14 tạo thành mạch ghim áp cố định

Trang 16

<>Nguyén ly lam viéc

Khi thuê bao nhấc máy, điện trở vòng của điện thoại giảm xuống còn khoảng 150

+1500 Q, hic d6 trên đường dây thuê bao xuất hiện dòng DC do nguồn Q2 và D4 cung

cấp có cường độ từ 20mA + 100mA Dòng điện này làm cho Led Opto dẫn kích cho TST

của Opto dẫn bảo hòa Điểm cảm biến HS0 thay đổi từ mức 1 xuống mức 0 báo cho CPU biết thuê bao đã nhấc máy

Khi thuê bao gác máy, điện trở vòng của đường dây thuê bao rất lớn nên không có

dòng DC đổ qua thuê bao, Led Opto ngắt, điểm cảm biến HS0 ở mức logic 1

Lúc này Led 1 hiển thị tắt báo hiệu thuê bao đang gác máy

Khi thuê báo nhấn số thì các cặp Tone tương ứng được gởi đến tổng đài để tổng đài

xử lý

Khi thuê bao đang gác máy mà có thuê bao khác gọi đến thì CPU sẽ phát tín hiệu

RE (Ring Enable) lên mức logic 1 làm cho Q4 dẫn, khoá K1 sẽ chuyển vị trí sang cung cấp dòng chuông cho thuê bao

Khi đang cấp chuông cho thuê bao mà thuê bao nhấc máy: thì DI dẫn làm tắt Q4, ngắt lập tức dòng chuông Rơle Tiếp điểm Rơle nhả ngắt dòng chuông tránh hư hỏng cho thuê bao Nguôn dòng đổ qua vòng thuê bao ( lúc này đã nhấc máy nên trở kháng nhỏ) tạo

dòng qua Led Opto dẫn bảo hòa, điểm cảm biến HSO xuống mức logic 0, báo cho CPU biết thuê bao đã nhấc máy

Khi đang cấp dòng chuông cho thuê bao mà thuê bao gác máy : thì khi đó dong chuông sẽ đổ vào mạch chuông thuê bao Do trở kháng của mạch chuông thuê bao khá lớn

nên dòng chuông nhỏ làm D4 không dẫn, Led Opto tắt, điểm cảm biến HSO vẫn ở mức 1

<>Thiết kế mạch thuê bao

Chọn điện trở vòng khi thuê bao nhấc máy 1a 300Q

Chọn dòng thông thoại cấp cho thuê bao là 20mA

Khi Led Opto dẫn với dòng 4mA, để cho Opto dẫn bảo hòa thì :

Chon dong tinh 14 Icg; = 16 mA Khi đó :

R6 = (Vnpz¿ T— Vggou)/ DZ2 BEQI Ï CQI - -?%Y _015Ko ,

16mA chon R6 = 150Q

Điện trở DC của một máy điện thoại khi nhấc máy khoảng 3000 đến 800Q Trở kháng AC từ 150Q đến 1500Q Ta tính cho trị số điện trở DC trung bình là 600 Rơi áp

trên R16 là :

Varig = 24v —- Rpcx20mA — Vpz¡ — Vpz¿= 24v - 3v - 600x20x10v — 3v = 6v

Trang 17

Tụ Có là tụ Bypass toàn bộ tín hiệu thoại và một phần tín hiệu chuông (tín hiệu

xoay chiều) Trở kháng ngõ vào của mạch đổ chuông điện thoại khi gác máy theo tiêu

Cuộn dây của Relay cap chuông cho thuê bao có trở kháng khoảng 300 Điện áp

cấp cho Rlay hoạt động là 5v Để khoá K1 có thể chuyển vị trí (khi RE lên mức 1) cấp

chuông cho thuê bao, Q2 phải dẫn bảo hòa Khi đó Vcgạa = 0.2v

Điều kiện :

12v—0.2v

BIB2 = Icq = 3000 = 40mA

Chon Icgsat = 40mA

Q4 là C828, có các thông số sau :

Pcmax= 250mW

Tomax = 100mA

hạ = 200 = lạ; > Tan =0.2mA

Trong thực tế / tùy thuộc vào mỗi transistor cho nên để đảm bảo dẫn bảo hòa

trong quá trình làm việc, ta chọn lạ; = 0.5mA

Chọn DI và D2 là loại 1N4007, với dòng Ipo;s = 0.5mA thì điện áp rơi trên diode

(Vạp là điện áp ra mức cao của IC số nên khoảng 3.5v)

- Tín hiệu chuông được dao động chung quanh mức offset là 24Vpc Điều này đảm

bảo khi đang đổ chuông mà thuê bao nhấc máy thì luôn luôn có một dòng DC chạy qua

thuê bao làm Led Opto dẫn mà không phụ thuộc vào dòng AC của chuông Dòng DC này

Trang 18

có nhiệm vụ giống với nguồn dòng cung cấp cho thuê bao ở trên Vì vậy rơi áp trên R3 hạn dòng chuông được tính như sau :

R24= (24v—3v—12v) =450Q

20mA Chon R24 = 470Q

Diode D3 xa chon loai 1N4007 Bao vé Relay

Hai Diode Zener D13 va D14 là các diode bdo vệ quá áp ngõ vào của ma trận

chuyển mạch Chọn Zener loại 4.7v Mạch ghim điện áp cho phép tín hiệu thoại đến ma

trận chuyển mạch không vượt quá 5.4v

Biến áp cách ly 1:1 thực hiện cách ly tổng đài với đường dây thuê bao Để phối hợp trở kháng, biến áp này được này được quấn với tiêu chuân ở tần số 1KHz trở kháng ngõ

3.2.2 Thiết kế khối giao tiếp trung kế

3.2.2.a.Khối giao tiếp trung kế Trung kế là đường nối thông tin giữa các tổng đài với nhau Mạch trung kế phải

đảm bảo các nhiệm vụ sau :

s _ Cảm biến dòng chuông đổ vào

"_ Tạo tải giả trung kế ( như trạng thái nhấc máy, gác máy)

=_ Có thể quay số ra tổng đài ngoài phục vụ cho các cuộc gọi ra hoặc nhấn số

từ ngoài vào khi ở chế độ DISA ( quay số trực tiếp cho thuê bao nội bộ)

" Cách ly trung kế với tổng đài

Đối với tổng đài ngoài, các tổng đài nội bộ được xem như là một thuê bao Như vậy

trung kế đóng vai trò là mạch giao tiếp giữa tổng đài bên ngoài và tổng đài nội bộ

" Khi có cuộc gọi vào tổng đài nội, tổng đài bên ngoài sẽ cấp dòng chuông vào trung kế và trung kế phải đắm bảo cảm biến dòng chuông này

" Khi tổng đài nội bộ có yêu cầu gọi ra ngoài, trung kế phải tạo chuỗi xung quay số ra tổng đài ngoài (trong trường hợp tổng đài ngoài sử dụng chế dộ Pulse) Nếu tổng đài ngoài sử sụng chế độ quay số bằng Tone DTMF thì chỉ cần chiếm trung kế mà thôi

3.2.2 b Giải thích hoạt động của mạch trung kế

Ban đầu khóa K5 của Rơle hớ, trở kháng từ ngoài vào rất lớn, tổng đài ngoài xem

như thuê bao gác máy Khi có yêu cầu gọi cho tổng đài nội bộ, tổng đài ngoài sẽ cấp dòng

Trang 19

chuông cho trung kế Dòng chuông được chỉnh lưu toàn sóng đưa đến bộ cảm biến dòng

chuông Diode D42 kết hợp với điện trở R46, R47, tụ C32, C33 và Opto tạo thành bộ cảm biến trạng thái dòng chuông

Khi có đòng chuông đổ vào trung kế, Led Opto dẫn làm cho trasistor của Opto dẫn

bảo hòa Điểm cảm biến HS4 ở mức logic 0, báo cho MCU biết có cuộc gọi từ bên ngoài vào

Khối điều khiển của tổng đài sẽ nhận biết sự thay đổi này và quyết định đây có phải là tín hiệu chuông của tổng đài bên ngoài hay không (do phần mềm quyết định) Sau khi nhận biết đúng tín hiệu chuông của tổng đài bên ngoài, tổng đài nội bộ sẽ xuất hiện

tín hiệu E_TRUNK lên mức 1 là khoá K5 đóng lại Khi khoá K5 đóng lại thì trở kháng của

mạch trung kế giảm xuống tương đương trạng thái nhấc máy của thuê bao tổng đài bên ngoài, tổng đài bên ngoài sẽ nhận biết sự thay đổi này, cắt dòng chuông và cấp dòng

thông thoại cho trung kế của tổng đài nội bộ, sau đó kết nối thông thoại giữa tổng đài nội

bộ với thuê bao bên ngoài Tổng đài nội bộ sẽ tự động cấp chuông cho điện thoại viên Sau khi điện thoại viên nhấc máy, tổng đài nội bộ sẽ kết nối máy của điện thoại viên với

trung kế Sau đó điện thoại viên có thế chuyển cuộc gọi đến thuê bao khác theo yêu cầu

bên ngoài

Khi hoạt động ở chế độ điện thoại viên, tổng đài nội bộ sẽ đổ chuông cho điện

thoại viên Điện thoại nhấc máy và tổng đài nội bộ sẽ tự động kết nối máy điện thoại viên

với trung kế của mình Sau đó điện thoại viên có thế chuyển cuộc gọi đến thuê bao khác theo yêu cầu

Khi có một thuê bao nào đó trong tổng đài nội bộ muốn gọi ra ngoài, đầu tiên thuê

bao đó phải quay số đặt biệt để chiếm trung kế Khối điều khiển tổng đài sẽ nhận biết mã

này và phát tín hiệu E_TRUNK điều khiển để K5 đóng lại Khi khóa K5 đóng, trở kháng

trung kế giảm, tổng đài bên ngoài nhận biết trạng thái này và xem xét như thuê bao nhấc

máy cho trung kế của tổng đài nội bộ Lúc này tổng đài nội bộ cũng đã thực hiện xong

việc kết nối thông thoại giữa thuê bao có yêu cầu gọi ra và trung kế Tín hiệu Dial Tone của tổng đài bên ngoài qua mạch giao tiếp trung kế đến thuê bao yêu cầu gọi ra Thuê bao này nhấn số và các cặp Tone DTMF được chuyển đến tổng đài bên ngoài

Kết thúc cuộc gọi, nếu thuê bao nội bộ gác máy trước thì tổng đài nội bộ se giải tỏa kết nối thông thoại giữa thuê bao và trung kế của mình đồng thời điều khiển mở K5 cắt tải

giả Tổng đài bên ngoài xem như đường thuê bao của mình gác máy và cấp âm hiệu báo bận cho thuê bao còn lại Nếu thuê bao của tổng đài ngoài gác máy trước thì tổng đài báo bận cho trung kế của tổng đài nội bộ Thuê bao nội nghe Busy Tone và gác máy, lúc đó

tổng đài nội bộ giải phóng trung kế của mình ~——————-——-

Trang 20

3.2.2 c Thiét ké mach trung ké

Hình 3.2: Mạch giao tiếp trung kế

Chọn Rơle có điện áp hoạt động là +5V, cuộn Rơle có trở kháng khoảng 150 Để Rơle có thể chuyển trạng thái, Q;; phải dẫn bão hòa

Chon Q,; 14 loai C828 , có các thông số sau :

Pomax = 250 mV

Tomax = 100 mA h;¿ = 80 + 200

Để Rờle có thể chuyển trạng thái, TST Q;s phải dẫn bảo hòa Muốn vậy :

Big = Teg

Ip = (Var — Vpg}/ Rus

Trang 21

(Vet — Vae)/ Raz 2 lic= Von / Rrate

< B min Rrste (Vet — Vng)/ Vpp = =80x150x (3.5 _ 0.7)/ 5 =67200

mò Va là điện áp ra mức cao của IC số nên vào khoảng 3.5V)

Chon Ry = 4.7 kQ

Transistor Qy», dién trd Rag, Rus, tu Cyo c6 nhiém vu tao tải giả cho trung kế

Điện trở DC của máy điện thoại nhé hon 300Q Dién tré xoay chiều tại tần sé 1 KHz

là 700Q + 30% Mạch tạo tải giả phải có trở kháng phù hợp cả về mặt AC lẫn DC

Sơ đỗ tương đương DC nhìn từ 2 dau Ring va Tip của trung kế :

V = (Rag+ H;¿;)lsoia + AB Ipqi2Ras

Tụ C30 là tụ lọc xoay chiều nên về mặt xoay chiều coi như ngắn mạch Khi đó trở

kháng xoay chiều nhìn từ tổng đài bưu điện là (600/ Rx¿) phải nhỏ hơn 700 © (ta chọn xấp

xỉ 600)

Ry, >> 6009 nén ta chon Ry, > 600 Két hop 2 diéu kién cia Ry, ta chon Ry =4.7 KQ

Tu Cạo Bypass một phân tín hiệu thoại (để tín hiệu thoại không ảnh hưởng đ đến tải

giả của trung kế) Tụ Co được tính sao cho :

Trang 22

Tu Œạ¡ có tác dụng ngăn đòng DC, chi cho tín hiệu thoại đi qua nên nó phải có trở

kháng thỏa điều kiện :

Zœ\ = l/ Cạịi= 1/(2 7 fin C31) S$ (1/10) Rac = (1/10)600

C3, > 8.46 uF Chon C;¡ = 10 uF/ 50

3.2.3.Mạch cảm biến chuông Tín hiệu chuông tổng đài bưu điện theo tiêu chuẩn có điện áp khoảng 75 + 90

Vems, tan s6 20 +25Hz

Để dự phòng trường hợp sụt áp trên đường dây ở những thuê bao xa, ta chi tính với điện áp min 75Vams, tần số theo tiêu chuẩn là 25Hz

Tu C34 ngin dong DC, chon C34, = 0.56 ¿ F/ 200V

Ở tần số tín hiệu chuông, tụ có trở khang :

lZca4l = 1/ øC+¿ = 1 /(2x 3.14 x 25 x 0.56 x 10°) = 11,373 KQ

Chon dong qua Led Opto Ip = 4 mA

Do chỉnh lưu toàn sóng nên dòng điện hiệu dụng AC là :

2z Icrms = 2 [lade = Ip

0

Voss = 11,373 KQ x 4mA x 2 =71V Điện áp xoay chiều trước khi qua cầu Diode :

VAc nrage = (90 — 71) = 19V

Chọn Ry =2.2 KQ

Tu C;, 1a tu loc phang dong chuông sau chỉnh lưu,chọn C;=47 yu F/ S0v

Theo lý thuyết chỉnh lưu toàn sóng, điện áp DC thu được là :

Voc Bridge = Vac Bridge X 4fC3.Rag/ (14+4fC32Ry6) = 17V

Diode Dạ; làm dịch mức DC, chọn khoảng 15v Khi Led Opto dẫn, điện áp rơi trên

Led khoảng 1.2v Ta được :

Tụ Cạ; ngăn dòng DC, chọn C;¡ = 10, F/ 50v

Trang 23

Tu C33 1a tu loc xoay chiéu chống gợn mức logic HS0, chọn €;;=2.2 us F

Với Opto 4N35 hệ thống chuyển dòng CRT = 100%, khi dẫn bảo hòa

Vegsay =0.2v , ta được :

_ -0.2)y

Rar = 4mA

Chon Ry =2.2 KQ Các Diode Dạo, Dạ; có tác dụng chống quá áp từ tổng đài ngoài để bảo vệ an toàn

cho ma trận chuyển mạch Chọn Dụo, Dạ¡ là loại Zenner 4.7v Khi đó tín hiệu vào ma trận

chuyển mạch không vượt quá 5.4V

Biến áp TR6 cách ly giống như trong mạch thuê bao

3.3.4 Mạch âm hiệu

1 Nhiệm vụ : khối tạo âm hiệu có nhiệm vụ cung cấp âm hiệu cần thiết cho thuê

bao gồm :

Dial Tone có thông số 425 Hz, biên độ 3V, › thời gian liên tục

Busy Tone có thông số 425 Hz, biên độ 3V,„, 0.5s có & 0.5s không

Busy back Tone có thông số 425 Hz, biên độ 3V,.p, 2s có & 4s không

Busy back Tone có thông số 425 Hz, biên độ 3V, ›, 2s có & 4s không

Cr = 1,44

Chon C,, = 40uF

Trang 24

LVTN: THIET KE VÀ THI CONG TONG DAI NOI BO

2.3 Ring Back Tone : tương tự như mạch tao Busy Tone, ta co : T1 = 0,693.R5.C14 = 2s

Hình 3.3:Mạch tạo âm hiệu

Trang 25

Mạch thu DTME sử dụng IC chuyên dụng của hãng Mitel MT8870

Khi thuê bao sử dụng chế độ Tone quay số, mạch phát DTMF của thuê bao sẽ phát

ra tín hiệu DTMEF qua ma trận chuyển mạch đến mạch thu DTME Tùy theo tín hiệu Tone

thu được, IC MT8870 sẽ giải mã thành các bit dữ liệu cần thiết tương ứng, đồng thời phát xung ở ngõ ra STD từ mức 0 lên mức 1 rồi xuống mức 0 tạo xung kích cho chân INT0 của

CPU Do TOE luôn nối nguồn nên số sau khi giải mã được đưa thẳng ra ngõ ra của

Trong chương trình ngắt nhận số, CPU sẽ đọc số về từ Port P2, CPU đọc giá trị khi

chân INTO có xung từ mức (0) lên mức (1) rồi trở về mức (0)

¬

Vi mạch CD22100 gồm 1 ma trận 4x4 tiếp điểm, với 4 đường địa chỉ giãi mã đến

16 khóa, các khóa này dùng để truyền tín hiệu Analog Các khóa bất kỳ có thể chọn bằng cách cung cấp địa chỉ 4 đường giải mã

Khóa được chọn có thể đóng (turned on) hoặc mở (turned off) bằng cách cung cấp mức logic 1 (turned on) và ngược lại cho ngõ vào Data input, trong khi xung Stroke input

Ở mức cao

Trạng thái các khóa tổn tại độc lập với nhau, không phụ thuộc vào các khóa đã tác

động trước đó Do đó các khóa ban đầu phải được mở (turned off) bằng cách cung cấp

mức logic 1 ở đường Stroke va mức logic 0 ở ngõ vao Data in

Trang 26

†XTAL1 PO.4/AD4 [-3; 7 | DIN 15 EXTI

=| P13 P3.34INT1 2Š

S| P14 P3.4/70 [5

7ÌP15 P3.5T1 [1s pị?!s QP38ANR F7}

e Mạch giao tiếp ngoại vi

- Khối điểu khiển trung tâm có nhiệm vụ điểu khiển mọi hoạt động của tổng

dai

— Viéc diéu khién bao gdm cdc hoạt động chính xác sau :

— _ Nhận biết trạng thái nhấc máy, gác máy của thuê bao Khi thuê bao nhấc máy,

khối điều khiển sẽ nhận biết trạng thái của thuê bao và đò tìm Link trống ,nếu còn link

trống khối điều khiển trung tâm sẽ cấp Dial Tone cho thuê bao ,ngược lại sẽ cấp Busy

Tone cho thuê bao

- Nhận biết các bit dữ liệu đã được giải mã tone để nhận biết số mà thuê bao muốn gọi Sau đó CPU kiểm tra xem thuê bao (hay trung kế) được gọi có rỗi không

.Nếu thuê bao được gọi rỗi, CPU sẽ điều khiển cấp Ringback Tone cho thuê bao gọi,

đồng thời sẽ cấp chuông cho thuê bao gọi Ngược lại sẽ cấp Busy Tone cho thué bao

goi

— Nhận biết có cuộc gọi từ ngoài vào

Trang 27

~ Kết nối thông thoại giữa thuê bao với thuê bao ,và giữa thuê bao với trung kế

(chiếm trung kế)

- _ Khối CPU hoạt động theo phương pháp ngắt quảng , mỗi thuê bao (trung kế) được xử lý trong một thời gian Sau khi xử lý hết tất cả các thuê bao và trung kế, CPU

sẽ quay lại xử lý thuê bao đâu tiên Và quá trình cứ tiếp tục tương tự Phương pháp này

có ưu điểm là thời gian xử lý cho từng thuê bao rất chính xác nên khi quay SỐ ra trung

kế (nếu trung kế sử dụng chế độ Pulse) sẽ chính xác hơn Phương pháp này còn tiết

kiệm được thời gian làm việc cho từng thuê bao nhờ xử lý đồng thời cho từng thuê bao

1/khối CPU

- Khối CPU là phần điều khiển chính của tổng đài ,bao gồm vi điều khiển ,bộ nhớ ROM để chứa chương trình hoạt động của tổng đài

— Chon vi điều khiển là 89C51 ,tần số hoạt động là 12MH¿

Bộ nhớ chương trình là ROM nội 4KB Khối định thời :

Ta dùng ngắt Timer của 8951 để chia thời gian phục vụ cho từng thuê bao và

trung kế Chu kỳ xử lý cho một vòng là 10ms

— _ Sau khi xử lý cho một vòng ,CPU sẽ đợi đến khi có cờ tràn ,sau đó quay lại xử

lý cho thuê bao đầu tiên ,và cứ thế tiếp tục cho vòng tiếp theo

— — Khối Reset:

- Khối Reset có tác dụng Reset cho CPU ngay khi mới bật nguồn (Power On

Reset) hay do ta tác động lên nút Reset

| - Vi diéu khién 8951 bi Reset khi RST dugc giit 6 mifc cao it nhat hai chu kỳ

máy rồi sau đó trở về mức thấp

— — Trạng thái của các thanh ghi 8951 sau khi Reset hệ thống được tóm tắt theo bảng như sau :

Trang 28

— Hoạt động của mạch Reset : Khi mới bật nguồn, do điện áp trên tụ C bằng 0,

nên điện áp ra trên RST là mức 1, CPU bị Reset Sau đó tụ C được nạp qua mạch RC

lên mức cao (5v), lúc này RST ở mức logíc thấp, CPU hoạt động bình thường Khi tác

trên đầu ra RST nên CPU bị Reset Khi buông nút Reset ra thì RST lại trở về mức 0,

cho phép CPU hoạt động Sau khi Reset, chương trình luôn luôn thực thi tại địa chỉ đầu

tiên trong bộ nhớ chương trình 0000H Nội dung RAM nội không bị ảnh hưởng khi ta

Reset hệ thống

2/ Khối U/O

— Khối ƯO bao gồm các mạch nhằm mục đích giao tiếp giữa CPU với các ngoại

vi của nó như mạch thuê bao, mạch trung kế, ma trận chuyển mạch

— — Khối nguồn:

SVTH: LÊ NGỌC SÁNG

Trang 29

— Mach nguén dudc thiét ké v6i 2 b6 nguén dude cach ly hoan toan :

— Nguén 24v tao dién 4p cung cấp cho mach tao nguồn dòng trong mạch thuê

bao, sử dụng IC ổn áp 7824

— _ Nguồn 12v và 5v không cách ly có nhiệm vụ cung cấp áp cho các Rơle, các IC

„ và được thiết kế với các IC ổn áp 7812 và 7805

— _ Ngoài ra trong khối nguồn còn có các tụ lọc có nhiệm vụ nắn thẳng dòng, các

cầu chỉnh lưu biến áp xoay chiều thành các biến thế và các biến áp hạ áp xoay chiêu

3.3.Nguyên lí hoạt động của phần mềm

3.3.1.Giới thiệu

_Phần mễm điều khiển đảm nhận một nhiệm vụ rất là quan trong trong tổng

đài.Kết hợp với các CPU,phẫn mềm điều khiển thực hiện hầu hết các công việc phức tạp

trong tổng đài từ việc kiểm tra trạng thái của các thuê bao,xử lí thông thoại,giám sát và

giải phóng các cuộc gọi cho đến phát hiện cuộc gọi từ bên ngoài vào tất cả các công việc

trên yêu câu phân mềm đáp ứng một cách chính xác và nhanh chóng.Có thể xem phần

mềm như là trí thông minh của tổng đài bởi vì phần mềm càng phức tạp càng tối ưu thì

các chức năng và tiện ích mà tổng đài trong cung cấp cho người sử dụng càng phong phú

và đa dạng.Do tổng đài trong thiết kế là loại tổng đài nhỏ nên chúng ta chọn phương án

sử đụng ngôn ngữ lập trình ASSEMBLY để viết chương trình điều khiển cho tổng

đài,ngôn ngữ lập trình rất đơn giản,hiệu quả và thích hợp với việc lập trình cho vĩ điều

khiển 89C51 được sử dụng trong thiết kế

3.3.2.Tổ chức chương trình phần mềm

¢ Phương án giải quyết vấn đề

Chức năng cơ bản của phần mềm là phục vụ thông thoại cho các thuê

bao.Do có thể xảy ra tình huống là quá trình thông thoại có thể yêu cầu cùng một lúc bởi

các thuê bao Vì vậy,để đáp ứng được các yêu cầu trong trường hợp này chúng ta chọn

phương án giải quyết là chia quá trình thông thoại cho thuê bao thành các giai đoạn.Mỗi

giai đoạn sẽ được CPU phục vụ trong một chu kỳ nhất định,chu kì phục vụ này phải thỏa

mãn điều kiện là không quá ngắn và cũng không quá dài,nó đủ để phục vụ cho từng giai

đoạn xử lí thông thoại cho thuê bao,trong trường hợp này ta chọn chu kỳ phục vụ là

10Ms.Do đó quá trình phục vụ thông thoại cho thuê bao sẽ được hoàn tất trong một chu

kỳ phục vụ Vì vậy khi xảy ra trường hợp yêu cầu thông thoại cùng một lúc của các thuê

bao thì các thuê bao sẽ được CPU lần lược phục vụ xen kẽ qua từng giai đoạn cho đến khi

quá trình thông thoại các thuê bao được hoàn tất Với cách tiếp cận như vậy thì các thuê

bao có thể được CPU phục vụ bất cứ lúc nào khi thuê bao có yêu cầu

Để quá trình thông thoại cho thuê bao diễn ra theo từng giai đoạn được thực hiện

một cách có trình tự thì mỗi thuê bao phải có một biến để mô tả giai đoạn thông

thoại,CPU sẽ căn cứ vào biến này để giải quyết giai đoạn tiếp theo của quá trình thông

Trang 30

thoại là giai đoạn nào Ngoài ra, mỗi thuê bao cần có một biến khác để mô tả một số vấn

để cần thiết cho quá trình thiết lập cuộc gọi Tóm lại, để thực hiện thông thoại cho các thuê bao diễn ra theo từng giai đoạn thì các thuê bao được mô tả bằng một record

3.3.3.Tổ chức chương trình

Phần mềm điều khiển tổng đài được tổ chức thành 2 thành phần như sau:

Chương trình chính: thực hiện khởi tạo các giá trị ban đầu cho các thanh ghi chức năng đặc biệt SER, các vùng nhớ Ram, khởi động bộ định thời gian timer, liên tục kiểm tra trạng thái của các thuê bao và xử lí theo trạng thái tương ứng

Các chương trình con : thực hiện một nhiệm vụ cụ thể để thực hiện quá trình thông thoại

3.3.4 Nguyên tắc hoạt động

Chương trình phần mềm thực hiện công việc điều khiển tổng đài theo các chu kỳ

quét cố định 10ms Trong mỗi chu kỳ quét, các thuê bao và trung kế sẽ được CPU kiểm

tra trạng thái và tiến hành xử lý theo từng giai đoạn của quá trình thông thoại, tùy thuộc vào biến mô tả giai đoạn thông thoại mà công việc xử lý thông thoại có thể sẽ hoàn tất

trong các chu kỳ quét liên tiếp, hoặc có thể không làm gì, hoặc có thể quay về trạng thái ban đầu

Vì thời gian xử lý các giai đoạn thông thoại cho các thuê bao có thể khác nhau, do

đó, để cho công việc xử lý được thực hiện một cách đồng bộ với chu kỳ quét 10ms, một

bộ timer được sử dụng để đếm thời gian, bộ timer này sẽ được khởi động ở đầu mỗi chu

kỳ quét đồng thời với thời điểm bắt đầu công việc xử lý thuê bao của CPU Khi công việc

xử lý kết thúc, CPU sẽ chờ cho đến khi timer đếm đủ thời gian qui định để bước sang chu

kỳ quét tiếp theo và chu kỳ xử lý được lập lại

Tóm lại, hoạt động quét trong quá trinh thông thoại cho thuê bao của CPU (hay

chương trình điều khiển ) được mô tả ngắn gọn như sau : ở lần quét đầu tiên, CPU sẽ quét

trạng thái 0 của các thuê bao trung kế và tiến hành công việc xử lý tương ứng, sau đó ghi

dữ liệu về thuê bao vào vùng nhớ RAM tương ứng và chờ kết thúc chu kỳ quét Tiếp theo,

ở lần quét thứ 2 CPU sẽ đọc dữ liệu về thuê bao từ vùng RAM tương ứng và căn cứ vào trạng thái của từng thuê bao, trung kế mà thực hiện bước tiếp theo hay tiếp tục quét lại trạng thái ban đầu của thuê bao ,trung kế

Hoạt động điều khiển của chương trình phần mềm trong quá trình thông thoại cho

các thuê bao được tiến hành trên các loại cuôc gọi sau:

a Điều khiển cuộc gọi nội bộ

Để dễ dàng cho công tác mô tả, chúng ta giả sử rằng thuê bao gọi là thuê bao A,

thuê bao bị gọi là thuê bao B

Khi thuê bao A muốn gọi cho thuê bao B, đầu tiên thuê bao A nhấc máy, CPU phát

hiện trạng thái này và thực hiện giám sát trong 200m Khi nhận biết thuê bao thật sự nhấc máy , CPU tiến hành kiểm tra DTME, nếu các DTMEF bận thì CPU thực hiện báo bận cho

thuê bao, nếu có DTME rỗi thì CPU sẽ cấp âm hiệu mời quay số cho thuê bao Nếu thuê bao không tiến hành quay số trong khoảng thời gian 20s thì CPU tiến hành báo bận cho

Trang 31

thuê bao và cắt âm hiệu mời quay số, giải phóng DTME Nếu thuê bao tiến hành quay số,

căn cứ vào số đã giải mã do mạch DTMF cấp, CPU tiến hành phân tích và biết được thuê

bao đó là thuê bao B, nếu thuê bao B bận, CPU thực hiện báo bận cho thuê bao A Nếu

thuê bao B rỗi thì CPU tiế hành đỗ chuông cho thuê bao B, đồng thời thực hiện hồi âm

chuông cho thuê bao A Sau 5 hổi chuông mà thuê bao B không nhấc máy, CPU tiến hành

báo bận cho thuê bao A, con nếu thuê bao B nhấc máy thì CPU tiến hành cắt chuông và

hổi âm chuông, đấu nối thông thoại cho 2 thuê bao và tiến hành giám sát Khi một trong

hai thuê bao gác máy, CPU thực hiện báo bận cho thuê bao còn lại Khi thuê bao này gác

máy, CPU tiến hành giải phóng cuộc gọi

b Điều khiển cuộc gọi ra

Khi một thuê bao nội bộ muốn gọi ra ngoài, thuê bao này nhấc máy và bấm số đặt

biệt để chiếm trung kế, CPU nhận biết điều này và thực hiện kiểm tra trung kế, nếu

trung kế bận thì tiến hành báo bận cho thuê bao, còn nếu trung kế rỗi thì tiến hành điều

khiển kết nối thuê bao nội bộ với trung kế, sau đó thực hiện đóng tải giả và tiến hành

giám sát trạng thái của thuê bao nội bộ

Khi thuê bao nội bộ gác máy, CPU phát hiện trạng thái này và thực hiện ngắt tải

giả, giải phóng cuộc gỌI

c Điều khiển cuộc gọi vào Khi thuê bao bên ngoài gọi vào tổng đài nội bộ, tổng đài ngoài cấp tín hiệu chuông

vào đường dây trung kế của tổng đài nội bộ, CPU nhận biết điểu này và tiến hành điều

khiển đóng tải giả, sau đó cấp DTME và dial tone cho đường dây trung kế, lúc này thuê

bao bên ngoài nối với đường dây trung kế sẽ nghe thấy am hiéu dial tone và thực hiện

quay số thuê bao nội Khi nhận được số đã giải mã từ mạch DTMF, CPU tiến hành phân

tích và xác định thuê bao nội bộ được gọi CPU thực hiện kiểm tra trạng thái của thuê bao

nội bộ Nếu thuê bao nội bộ bận thì tiến hành báo bận cho thuê bao bên ngoài và điều

khiển ngắt tải giả Nếu thuê bao nội bộ rỗi thì CPU điều khiển đỗ chuông cho thuê bao

nội bộ và cấp ring back tone cho thuê bao bên ngoài Từ giai đoạn này, CPU thực hiện

điểu khiển tương tự như đối với cuộc gọi nội bộ

3.3.5.Giải thuật chương trình cho tổng đài

Trước hết ta phải xây dựng được lưu đồ giải thuật cho toàn bộ chương trình Việc

xây dựng lưu đỗ giải thuật có tính chất rất quyết định vì chúng ta chỉ có thể viết phần

mềm đúng khi chúng ta đã xây dựng được giải thuật chương trình đúng Nếu ta không xây

dựng lưu đồ giải thuật thì chúng ta sẽ gặp nhiều rắc rối và phần mềm phải viết đi viết lại

rất nhiều lần

Phương pháp để xây dựng lưu đồ giải thuật tối ưu nhất là chúng ta phải thực sự

nắm bắt được nguyên lí hoạt động của tổng đài Chúng ta phải liệt kê ra được những công

việc của tổng đài phải thực hiện,sau đó chúng ta sẽ sắp xếp lại những công việc đó theo

đúng thứ tự

Trang 32

3.5.Lưu đồ giải thuậtcủa tông đài nội bộ

Kiém tra trang thai

đường dây và trung kế

Trang 33

Chương trình kiểm tra DTMF 1

+ OFF EXT được gọi với DIME + OEF EXT được gọi với Buy

+ OFE EXT gọi với DIME

+OEF EXT gọi với Buy —>* Exit

Trang 34

Chuong trinh kiém tra DTMF 2

(đã kết nối)

Kết nổi EXT với Dial + DTME

- Kết nối thuê bao EXT véi Busy

- Kết nối thuê bao EXT véi Ring Back Exit

- Điều khiển thuê bao được gọi kết nối với RE

- Ngưng kết nối EXT với Ring Back

- Kết nối EXT được gọi với E1

- Kết nối EXT gọi với E1

= - Giải tỏa cuộc gọi

cext aus i) Rin bo a 8 - Kết nối EXT với Busy

°° ga - Status = 02

Exit

Trang 35

Y

Busy Tone

„ 4| Niễmtra Sen Satur œ

N

Exit DIMF2 —<<%3>

Trang 36

LVTN: THIET KE VA THI CONG TONG PAI NOI BO

EQU EQU EQU _ EQU EQU

GVHD: TS HO NGOC BA

00H 04H 08H 0CH 0700H 0701H 0702H 0703H 2300H 2301H 2302H 2303H 1300H 1301H 1302H 1303H 8300H 8301H

8302H 8303H 0200H

0100H 0000H

20H _ 30H 31H 32H 33H

Trang 37

CALLED NUMBER EQU 34H

CALLER NUMBER EQU 35H

RING ENABLE EQU 36H

BIT DTMF EQU 7EH

BIT ONHOOK EQU 7DH

MOV STATUS LINE, #0FFH

MOV RING _ ENABLE, #00H

MOV DPTR, #DPTR_DTMF

GVHD: TS HO NGOC BA 39

;5o thue bao duoc goi

;8o thue bao goi

;Timeri auto reload,

;Cho phep ngat ngoai 0,

Trang 38

CONT MAIN1

Trang 39

A, #08H, HSO4 DPTR, #EXT3 CALLER_NUMBER, #04 EXIT_CHECK_HSO

A, #10H,HSO5 DPTR, #EXT4 CALLER_NUMBER, #05 EXIT_CHECK_HSO

A, #20H, HSO6 DPTR, #EXT5 CALLER NUMBER, #06 EXIT_CHECK_HSO

A, #40H, HSO6 DPTR, #TKO CALLER NUMBER, #07 EXIT CHECK_HSO

A, #80H,EXIT CHECK HSO DPTR, #TK1

A, DPL

A, #DIAL DPL,A DIN

A, #00H

@DPTR,A P2,?03H

GVHD: TS HỒ NGỌC BÁ 41 SVTH: LE NGOC SANG

Tiêu đề	Thiết kế và thi công tổng đài nội bộ
Trường học	Hanoi University of Science and Technology
Chuyên ngành	Electrical Engineering
Thể loại	Dự án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	89
Dung lượng	3,58 MB