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, đông thời định vị được thuê bao gọi.. + Kết nối
Trang 1BO GIAO DUC & DAO TAO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA ĐIỆN - - ĐIỆN TỬ
NỘI BỘ QUA MÁY TÍNH
GVHD: Th.S TRẤN VĨNH AN
SVTH : NGUYỄN BẢO XUYÊN MSSV: 10101276 | LỚP :01ĐÐĐT3
jrauone BHDL-KTCN|
THU VIEN
TP.Hồ Chí Minh 07 — 2006
Trang 2LUAN VAN TOT NGHIEP
CHUONG I GIGI THIEU CHUNG VE TONG DAI VA DIEN THOAI
1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG ĐÀI -eenrrnnn 4
1 Định nghĩa -+ssertetererrrterttrtrtrrrrrrrrrtrrrrnrrtrtrgtrgrfr 4
2 Phân lọai . -esetretertrertrrtrtttttrtrrrrtrttrtrrrrtrtrrtrtrrf 5
3 Phân cẤp -c-xtrertettrrttrrrtrrrrrrrrrritrtntrrrrrrtfffftttrrrtrr 6
4 Các chức năng cơ bản của tổng đài . -eenerrnrrennre 7
5 Các dịch vụ thường gặp của tổng đầi -+-eeeeerrrrtrrte §
I SƠĐỒ KHỐI MỘT TỔNG ĐÀI CƠ BẢN -+ 11
1 Khối chuyển mạch . -+ +sstrttttrtrttrtrtrrrrrtrterrrrrrrreer 11
2_ Khối báo hiệu -s ++++ss+rrrrrtrttrttrtrttrrrrttrrrrrrrrrrrrrtt 12
3 Khối Điều Khiển -++st+eettertfrerttrtttttrtrtrrrerrree 13
4 Ngoại Vi Thuê Bao, Trung Kế . - 5 cc+eretertrrtreertrrrrrse 13
TIL CÁC LỌAI TRUNG KẾ -22525sntnntnhhnnnttttttttttten 13
1 Trung kế tương tự -+tt+rertterrrrertrttrtrtrrrrttrrrttrrnrrtr 13
2 Trung kế SỐ -+ s+rr+eretrtttrtttrttrttrrttrrtttrtrrrtrrtrrrter 14
IV CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ĐIỆN TỬ - 14
1 Chuyển mạch theo phương pháp kết nối không gian 14
2 Chuyển mạch theo phương pháp phân chia thời gian - 17
V ĐIỆN THỌOAI -ceeeeertrttrtrrtrtrrtettrtrrrrrrrir 22
1 Giới thiệu mạng điện thoại -esttrtererrrttrtrtttrrtrrrtre 22 2_ Khái niệm máy điện thoại . -+eeteseertrtrttrttttrertrrtree 23
3 Những yêu cầu của máy điện thoại -. -ee+rtrrerrtrrrre 24
4 Chức năng cơ bản của máy điện thoOại =ssesseeeeerretee 24
5 Các kiểu quay sỐ -sttrrttrrrtrrrttrttrtetrrerrrrrrrin 25
6 Các loại âm hiệu tín hiỆu -+eterterterrrttrterttrtrtrel 26
7 Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng -++rrrrrrtrrrrrte 28
Trang 3
LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
| CHƯƠNG II.GIỚI THIỆU HQ MCS-51
! 5 Hoạt động timer của AT89C51 -. seseenrerrrrrrrrrrrrrn 52
! 6 Hoạt động port nối tiếp của AT89C5L eeeerren 5
| 2 Tổ chức ngất trong AT89C51 ++nnnnnnennhetrrtrtrnh 61
: CHƯƠNG IILGIỚI THIỆU CÁC IC SỬ DỤNG TRONG MẠCH
! 1 IC doc tin hiéu DTMF CM8870D sssssssseesesesesssnnsennntereeees 62
! 2 IC giao tip méy tinh MAX232 sccsssssseeneerneensenee ¬ 66
! 4 1C 78O5 -: 2222222S2ttStEEErrrrrtrtrrrrrrrrrrrrrttrrririrrtrrrrtrirrtlin 70
| 5 IC77404 c -©cv+rt+vrererrrrrtrrrrtrrrrrtrrrrrrrrirrrrrltfffrffftrrl 70
| PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KE VA THI CONG
! CHUONG L LUA CHON THIẾT KẾ
! 1 Mic dich.ovcssssssssssssssssssssseseseeeessssssseesesnennnsssnnnannnnerecgggsssgssee 72
2 Lựa chọn -errertrrttrttrttttttttrrttrrrrtrftftntrtttttfrrrrTP 72
! » 3 Yêu cẦu -stetertrtrtrttrtttttrtttrrrrrrrrrtrrnrrttrrtref
72
| CHƯƠNG II SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG TUNG KHOI
! 1 KhOi mguGn eeessssssessssecseeesssesesnnsenneseseennennanennscensserssenanssee
ete" 73
! 2_ Khối cảm biến nhấc máy, gác may, điều khiển line .- 74
' 3 Khối đọc tín hiệu DTME -+rrtrerrterrttrtrtrrtrtrrrre
76
3 Khối giao tiếp máy tính -+reerrrtrtrttrrtrrttrrrrtrtrrrrr 71
4 Khối xử lý trung tÂm . -«+:++rt*rrtrrtrrttrtttrttrrrrrtrrrrrr 78
CHUONG II LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT PHẦN 3: KẾT LUẬN
Tài liệu tham khảo
Trang 4
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Phân LÝ THUYẾT
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên
Trang 3
Trang 5LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
CHUONG 1:
GIGI THIEU VE TONG DAI VA DIEN THOAI
L GIỚI THIỆU CHUNG VE TONG DAI
Lịch sử phát triển của tổng đài điện thoại:
— Trong xã hội loài người, thông tin liên lạc luôn giữ vai trò quan trọng, đó là
nhu cầu không thể thiếu của đời sống con người Thông tin liên lạc bao trùm mọi lĩnh
vực của xã hội, xã hội càng tiến bộ, nhu cầu thông tin càng gia tăng về số lượng lẫn
chất lượng
~ Những ngành trọng tâm, không thể thiếu trong đời sống của con người Các phương tiện thông tin đã kết nối với nhau thành một mạng lưới viễn thông rộng khắp,
phục vụ hiệu quả nhu câu thông tin của con người Trong đó quan trọng nhất phải nói
đến mạng lưới thông tin điện thoại, một ứng dụng vô cùng quen thuộc trong đời
sống
hàng ngày của chúng ta
- Hiện nay trên thế giới rất nhiều hình thức thông tin, nhưng phương thức
thông tin bằng điện thoại là hình thức hữu hiệu, tiện lợi nhất, vé mat kỹ thuật hình thức này đơn giản hơn so với các hình thức khác
— Cùng với sự phát triển của xã hội, tiến bộ của nghành kỹ thuật, nhất là kỹ
thuật điện tử, tin học, thông tin bằng điện thoại ngày càng phổ biến, kỹ thuật
ngày
càng được hiện đại hoá nhằm nâng cao chất lượng và số lượng phục vụ đồng thời hạ
giá thành của hệ thống
- Kỹ thuật thông tin điện thoại đã ra đời cách đây hơn một thế kỷ, ngày 26-
10-1861 lần đầu tiên trên thế giới xuất hiện chiếc máy điện thoại của nhà vật lý trẻ
PHILIPREIS 27 tuổi, từ đó loài người có thêm một hình thức thông tin mới,
để trở thành một phương tiện thông tin vô cùng thuận lợi, hữu ích
~ Ngành công nghệ viễn thông ngày nay đã trở thành một lĩnh vực không thể
thiếu trong đời sống của con người, nó đã phá bd moi khoảng cách không gian và
thời gian làm cho xã hội loài người ngày càng phát triển Các phương tiện thông
Trang 6LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 9
Tổng đài là một hệ thống chuyỀ
lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi đến thiết bị đầu cuối bị gỌ1
2 Phân loại:
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, đông thời định vị được thuê bao gọi
n mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuộc liên
— Trực tiếp hỏi thuê bao gọi xem có nhu cầu thông thoại với thuê bao bị gọi nào
~ "Trực tiếp cấp chuông cho thuê bao bị gọi bằng cách đóng bộ chuyển mạch cung cấp dòng điện AC đến thuê bao bị gọi nếu thuê bao này không bận
~ Trong trường hợp thuê bao bị gọi bận, điện thoại viên sẽ trả lời cho thuê
bao gọi biết
— Khi thuê bao bị gọi nghe được âm hiệu chuông và nhấc máy, điện thoại
viên nhận biết 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 dứt
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
Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nhất là kỹ thuật điện tử, tổng đài
điện thoại đã chuyển sang một phương thức hoạt động hoàn toàn mới, phương thức
kết nối thông thoại tự động
c Tổng đài cơ điện:
Trang 7
LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
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 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 cồng kểnh
— Tiêu tốn nhiều năng lượng
— Giá thành các bộ chuyển đổi bằng cơ khí khá cao, tuổi thọ kém
— Điễu khiển kết nối phức tạp
Các nhược điểm càng thể hiện rõ khi dung lượng tổng đài càng lớn
d Tổng đài điện tử:
Cùng với sự phát triễn của linh kiện bán dẫn, các thiết bị ngày càng trở nên
thong minh hon, giá thành ngày càng giảm Nó lần lượt thay thế phần cơ khí còn lại
của tổng đài cơ điện Việc thay thế này làm cho tổng đài gọn nhẹ rất nhiều, thời gian
kết nối thông thoại nhanh hơn, năng lượng tiêu tán ít hơn, dung lượng tổng đài tăng lên đáng kể, công tác sửa chữa bảo trì, phát hiện hư hỏng cũng dễ dàng hơn Chính vì
vậy tổng đài điện tử hiện nay đã hầu như thay thế hoàn toàn tổng đài nhân công và tổng đài cơ điện trên thế giới
Hiện nay trên mạng viễn thông Việt Nam có 5 loại tổng đài sau:
- Tổng đài cơ quan PABX: được sử dụng trong các cơ quan, khách sạn và
thường sử dụng trung kế CO-Line (central office)
~ Tổng đài nông thôn (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu dân cư đông, chợ và có thể sử dụng tất cả các loại trung kế
- Tổng đài nội hat 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 Exchang©): dùng để kết nối các tống đài nội
hạt ở các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước
~ Tổng đài cửa ngõ quốc tế (Gateway Exchange): tổng đài này dùng để chọn hướng và chuyển mạch các cuộc gọi vào mạng quốc tế để nối các quốc gia với nhau,
có thể chuyển tải cuộc gọi quá giang
Trang 8LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
— Cấp cao nhất là cấp trung tâm mién (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 (Tol 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 đầu cuối, tổng đài nội bộ hay tổng đài rẻ nhánh các thuê bao được lắp đặt tại trung tâm đầu cuối
Các lớp 2, 3, 4 được nối với một trung tâm cấp trên và một trung tâm cấp
dưới được minh hoạ như sau:
TRUNG TÂM VÙNG
TRƯNG TÂM CẤP 1
TRUNG TÂM
_2
4 Các chức năng cơ bắn của một tổng dai:
— Xác định các cuộc gọi của thuê bao
~ Kết nối các thuê bao bị gọi và thuê bao gọi
— Phục hổi lại trạng thái ban đầu khi các thuê bao thực hiện xong các cuộc
gọi
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên Trang 7
Trang 9LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Trần Vĩnh An
Cụ thể một cuộc gọi được phát ra và hoàn thành thông qua tổng đài gôm có 10 bước:
+ Nhận dạng thuê bao chủ gọi khi thuê bao nhấc ống nghe
+ Tiếp nhận số được quay
+ Kết nối cuộc gọi: tổng đài chọn một trong các đường trung kế đến tổng đài của thuê bao bị gọi còn rỗi để kết nối, nếu thuê bao bị gọi nằm trong một tổng đài nội hạt thì một đường gọi nội hạt được sử dụng
+ Chuyển thông tin điều khiển: trao đổi các thông tin cần thiết như số
thuê bao bị gọi với tổng đài của thuê bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển
+ Kết nối trung chuyển: khi tổng đài được nối đến là tổng đài trung chuyển, lúc đó các bước ba và bốn được lặp lại để nối với trạm cuối và truyền số
thuê bao bị gọi đi
+ Kết nối tại trạm cuối (nội hạt): khởi động bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao bị gọi (nếu bận) hay kết nối cuộc gọi bằng một đường trung kế rỗi
(nếu máy không bận)
+ Truyền tín hiệu chuông: tín hiệu chuông được chờ cho đến khi có trả lời
của thuê bao bị gọi và sau đó sẽ được ngắt, khi ngắt tín hiệu chuông thì sẽ chuyển sang trạng thái máy bận
+ "Tính cước: tính toán giá trị cước phải tra theo khoảng cách gọi và thời
5 Cách dịch vụ thường gặp của tổng đài:
Tùy theo yêu cầu của người sử dụng, dung lượng của tổng đài, luật pháp của
mỗi quốc gia mà nhà cung cấp sẽ sản xuất các tổng đài có các dịch vụ theo yêu cầu
của đơn đặt hàng Các tổng đài lớn dùng cho quận, huyện, thị xã thường có cấu trúc
dịch vụ lập trình theo dạng mở, điều này có nghĩa chỉ cung cấp các dịch vụ theo
người sử dụng lập trình cho nó Các tổng đài có dung lượng nhỏ thường được nhà sản
xuất cung cấp dịch vụ sẵn
Một số dịch vụ thường được sử dụng:
a Dịch vụ ngăn cẩn cuộc gọi ( Barge in Tone):
Thuê bao B và C đang thông thoại, thuê bao A muốn báo cho thuê bao B biết
có một cuộc gọi đang chờ thuê bao B Khi đó thuê bao A nhấn #B (nhấn # và số của
thuê bao B), lúc này tổng đài sẽ phát âm hiệu xen vào cuộc gọi cho thuê bao B trong
2s để báo cho thuê bao B biết có cuộc gọi đang chờ
b Dịch vụ rước cuộc gọi (Pick Up):
Trang 10
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Thuê bao B trong tổng đài được đổ chuông nhưng không được nhấc máy, thuê
bao A có thể trả lời cuộc gọi bằng cách nhấc máy lên và nhấn một số đặc biệt khi
đang nghe âm hiệu mời quay số, khi đó cuộc gọi xem như cho thuê bao A
c Dịch vụ chờ cuộc gọi lại(Extension call back):
Thuê bao B đang bận, thué bao A muốn thiết lập cuộc gọi ngay khi thuê bao
B rỗi, khi đó thuê bao A nhấn *B rồi gác máy ( nhấn * và nhấn số của thuê bao B)
Khi thuê bao B rỗi thì tổng đài tự động đổ chuông cho thuê bao B và thiết lập cuộc
e Chuyển hướng cuộc gọi:
Thuê bao có phương tiện chuyển cuộc gọi có thể đặt máy điện thoại của mình trong tình trạng nếu có cuộc gọi đến thì chuyển đến một máy điện thoại khác trong
khi đi vắng
ƒ Tự động chọn trung kế rỗi:
Tổng đài sẽ tự động chọn trung kế rỗi, nếu tất cả các trung kế đều bận thì sẽ
cấp tín hiệu báo bận cho thuê bao
g Dich vụ ngăn cẳn sự quấy ray:
Dich vu nay cho phép thuê bao tự mình không muốn nhận các cuộc gọi vào
máy mình, trong trường hợp này các cuộc gọi vào được định tuyến đến vị trí máy tự động để báo cho thuê bao gọi biết thuê bao bị gọi tạm thời không chấp nhận cuộc
gọi
h Dịch vụ hội ý:
Dịch vụ này cho phép tách biệt và chuyển cuộc gọi đến thuê bao khác Việc tách này có thể được bắt đầu bằng phương tiện tín hiệu đặc biệt từ máy điện thoại thuê bao và thuê bao muốn không ngắt đường kết nối hiện hữu
ỉ Dịch vụ nhận dạng cuộc gọi phá rối:
Dịch vụ này cho phép thuê bao bị gọi nhận dạng ngay tức khắc các thông tin
của số thuê bao gọi đến phá rối bằng cách quay số nhận dạng
j Dịch vụ chuyển cuộc gọi:
Khi thuê A cân chuyển cuộc gọi đến thuê bao B khi đó thuê bao A nhấn Flash
để nghe tín hiệu mời quay số và nhấn tiếp số thuê bao B Sau khi nghe Ringback
Tone thuê bao A gác máy Lúc này tổng đài xem như cuộc gọi thẳng đến thuê bao B
Trang 11LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
Khi có cuộc gọi từ ngoài vào, nếu quá thời gian nhấn số thuê bao nội bộ,
quay sai số thuê bao nội bộ, thuê bao bị gọi đang bận, quá một phút nghe tín hiệu hồi chuông mà thuê bao bị gọi không nhấc máy hoặc mạch thu DTME bận thì tổng
đài sẽ
tự động đổ chuông theo vòng đã được lập trình sẵn
m Dịch vụ hạn chế cuộc gọi đường dài:
Dịch vụ này cho phép hạn chế cuộc gọi đường dài hoặc khoá đường dây thuÊ bao đối với cuộc gọi ra, việc này có thể thực hiện dé dang bằng cách cho vào một
mã nào đó
n Dịch vụ tiếp nhận cuộc gọt:
Dịch vụ này cho phép các cuộc gọi vào đến một thuê bao có thể được chuyển hướng một cách tự động đến một thuê bao khác
o Dịch vụ ưu tiên các cuộc gọi khẩn cấp:
Dịch vụ này cho phép các cuộc gọi khẩn cấp như: cứu thương, cứu hoả, công
an v.v thì được xử lý ưu tiên so với các cuộc gọi khác
p Đường dây thuê bao tu tiền:
Trong tổng đài điện tử các đường dây thuê bao có thể được chọn để cung cấp dịch vụ ưu tiên Các đường thuê bao này được giám sát tuỳ theo mức độ ưu tiên của
nó mà bộ xừ lý trung tâm thực hiện trong khoảng thời gian lưu thoại hoặc khẩn cấp
qạ Dịch vụ tự động báo thức:
Dịch vụ này cho phép cảnh báo, báo thức tự động mà không cần có sự can
thiệp của con người
r Dịch vụ kết nối không quay số:
Dịch vụ này cho phép thuê bao có đường kết nối đặc biệt được thiết lập sau
khi nhấn tổ hợp đặc biệt Nếu thuê bao muốn quay số khác thì phải quay số trong thời
gian chỉ định ( 10s ) sau khi nhấn tổ hợp
s Dịch vụ không cho phép gọi vào:
Dịch vụ này cho phép thuê bao yêu cầu tổng đài thiết lập cho đường thuê bao của mình các cuộc gọi ra mà không tiếp nhận các cuộc gọi vào
t Dịch vụ đường dây riêng hoặc đường đây nóng:
Sau khi nhấn tổ hợp phím, dịch vụ này không dùng phương pháp quay số,
dịch vụ đường dây nóng cho phép thuê bao thông thoại với một thuê bao đặc biệt
u Dich vu Collect Call:
Dịch vụ này cho phép cuộc gọi được tính cước cho máy bị gọi
y Thông báo:
Các trường hợp sau thông báo sẽ được chuyển đến thuê bao gọi một cách tự
động
- Số thuê bao bị gọi đã đổi
— Quay mã số không được cung cấp
- Quay số không đủ
Trang 12LUAN VAN TOT NGHIEP
— Đã bị nghẽn đường đi hoặc không phục vụ
— Đường dây thuê bao tạm thời ngưng hoạt động
— Dịch vụ giám sát không nạp tiền
II SO pO KHOI MOT TONG DAI DIEN THOẠI:
Sơ đồ khối một tổng đài điện thoại đơn giản:
Giao tiếp thuê bao Giao tiếp trung kế
thuê bao trung kế
Điều khiển
và về
b 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)
2 Khối báo hiệu:
a Chức năng:
Trang 13
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Trần Vĩnh An
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 goi)
— Báo hiệu thuê bao — tổng đài
Bao gồm những thông tin đặc trưng báo hiệu cho các trạng thái:
+ Nhấc tổ hợp Off-Hook
+ Đặt tổ hợp On-Hook
+ Thuê bao phát xung thập phân
+ Thuê bao phát xung đa tần DTME
+ Thuê bao ấn phím Flash (chập nhả nhanh phím tổ hợp)
- Báo hiệu tổng đài—> thuê bao
Đó là các thông tin báo hiệu về các âm báo như sau:
Am mời quay số
Am báo bận
Am 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, 15V-90V từ tổng đài đưa tới thuê bao khi thuê bao bị gọi
— Báo hiệu trung kế: là quá trình trao đổi thông tin về các đường trung kế
(rỗi, bận, thông tin dia chỉ, thông tin cước ) giữa hai hoặc nhiều tổng đài với nhau Trong mạng hợp nhất ISDN có 2 phương pháp báo hiệu trung kế được sử dụng:
+ Báo hiệu kênh riêng CAS + Báo hiệu kênh chung CCS
b 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
3 Khối diéu khiển:
a 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
vad,
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 tỉn cậy
b Yêu cầu:
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên Trang 12
Trang 14LUAN VAN TOT NGHIEP
Có độ tin cậy cao, có khả năng phát hiện và định vị hư hỏng nhanh chóng, chính xác, thủ tục khai thác bảo dưỡng linh hoạt, thuận tiện cho người sử dụng,
4 Ngoại vi thuê bao, trung kế:
5
a 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
b Yêu cầu :
Có khả năng đấu nối các loại thuê bao, trung kế khác nhau: như thuê bao
Analog thông thường, thuÊ bao Digital đường trung kế Analog, đường trung
kế Digital có trang bị các thiết bị phụ trợ để phục vụ cho quá trình xử lý cuộc gọi (tạo các loại âm báo, thu phát xung, bản tin thông báo, đo thử )
c Cấu trúc:
Ngoại vi thuê bao thường có cấu trúc là bộ tập trung thuê bao để thực hiệm
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
# Tổng đài # Tổng đài
+ Kết nối trên hai dây cáp song song
+ Dùng đường dây thuê bao của tổng đài khác làm trung kế của mình
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên Trang 13
Trang 15LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
+ Có các chức năng như thuê bao thường
— Trung kế tự động 2 chiều E & M (Ear and mouth trun)
4 Tổng đài @ Tong dai
Kết nối trên 4 dây cáp song song
+2 dây cho tín hiệu thoại
+ 1 day phát tín hiệu trao đổi
+ 1 day thu tín hiệu trao đổi
— Các tín hiệu trao đổi bao gồm: gởi tín hiệu giả chiếm chỗ, quay số, xác
nhận, thiết lập cuộc gọi, tính cước
-~ Chuẩn Châu Âu :
Gồm 30 kênh B, 1 kênh D với 1 đồng bộ Tổng cộng có 256 bit trên 1 khung,
với tốc độ bit là 2,048Mbps (Thường được xem là luông 2M)
IIL CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ĐIỆN TU:
Có hai Kỹ Thuật Chuyển Mạch cơ bản:
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 thới gian trong các hệ chuyển mach TST, STS, TSTS
Cấu tạo chung của chuyển mạch không gian là các ma trận tiếp điểm N đầu
vào và M đâu ra Mỗi đầu vào bắt kì trong các đầu vào có thể được nối với bất kì đầu
ra nào trong M đầu ra Có 2 loại chuyển mạch không gian là: chuyển mạch không
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên Trang 14
Trang 16LUAN VAN TOT NGHIEP
gian tiếp thông hoàn toàn (Non-Blocking) và chuyển mạch không gian tiếp thông
không hoàn toàn (Blocking)
- Chuyển mạch tiếp thông hoàn toàn:
— Chuyén mach tiép thông không hoàn toàn: |
Số đầu vào N lớn hơn số đầu ra M khả năng kết nối đầu vào với đầu ra là:
— Chuyén mach nhiéu tang :
Hệ thống chuyển mạch một tầng dùng ma trận tiếp điểm vuông hay chữ nhật
có nhược điểm là: khi muốn kết nối một thuê bao với một âm hiệu hay một thuê bao
khác thì phải đóng một tiếp duy nhất tương ứng Do đó nếu tiếp điểm này hỏng thì thuê bao đó sẽ bị cô lập Hơn nữa số tiếp điểm tăng theo lũy thừa bậc 2 với số thuê
bao nên phần cứng của tổng đài sẽ phức tạp và không có tính kinh tế khi tổng đài
có
dung lượng lớn Để giảm số tiếp điểm trong khi vẫn cần phải tăng dung lượng thuê bao, người ta dùng phương pháp chuyển mạch nhiễu tang 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
Trang 17
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Trần Vĩnh An của nó thành đầu vào các ma trận cấp thứ hai và cứ như vậy cuối cùng có N lớn đầu
ra Các thiết bị nối đầu vào của nó với cấp 1, đầu ra với cấp cuối cùng
Hình sau đây minh họa chuyển mạch 3 tang:
Tổng số tiếp điểm của hệ thống chuyển mạch:
Nx=2Nk +k(Ñ/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 một bộ chuyển mạch ở
tâng trung tâm thì việc ngẽến sẽ không xảy ra Nghĩa là tổng số ma trận Ở tầng giữa để
Trang 18LUAN VAN TOT NGHIEP
Ta nhận thấy số tiếp điểm tăng theo ti le số mũ 3/2 so với mức tăng dung
lượng của tổng đài, điều này làm giảm số tiếp điểm đáng kể trong quá trình thiết kế
các tổng đài có dung lượng lớn và cực lớn, được minh họa trong bang sau: 2
Ưu và khuyết điểm của chuyển mạch không gian:
- Mạng chuyển mạch không gian là một loại chuyển mạch đầu tiên trong kỹ thuật chuyển mạch Thế hệ thứ nhất là việc điều khiển kết nối các ma trận chuyển mạch thực hiện bởi con người Với sự phát triển của kỹ thuật điện tử các tổng đài này
dân dần được điện tử hóa
— Ưu điểm của phương thức kết nối này là kết cấu đơn giản, chất lượng thông thoại cao vì tín hiệu được truyền trực tiếp mà không đi qua một phương thức điêu 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
2 Chuyển mạch theo phương pháp phân chia thời gian:
a Phương thúc 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 Shannon thì tần số lấy mẫu phải lớn
hơn tối thiểu 2f„„„ (với f là tần số tín hiệu lấy mẫu) thì mới có khả năng phục hổi lại
dang tin hiéu analog ban dau Điều này cho phép khi truyền tín hiệu, không nhất thiết phải truyền toàn bộ tín hiệu đó, chỉ cần truyền 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 biệu thoại, người ta nhận thấy phổ tín hiệu thoại phần lớn nằm trong dãi tần từ 300 đến 3400 Hz Như vậy chỉ cân tần số lấy mẫu tín biệu thoại f = 2*3.4 = 6.8 kHz là đủ phục hồi lai dang tin hiệu ban đầu ờ đầu thu Trong thực tế do
đáp ứng của bộ lọc trong quá trình khôi phục lại dạng tín hiệu không được lý
tưởng,
nên người ta dùng tần số lấy miu 1a 8kHz cao hon tân số lấy mẫu tính toán một ít Quá trình lấy mẫu chính là quá trình điều biên xung PAM Các xung được tạo ra trong quá trình lấy mẫu được truyền đi trên kênh truyền
Trang 19
LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
Nhược điểm của tổng đài PAM là tín hiệu sau khi phục hồi sẽ bị méo
dạng so
với tín hiệu ban đầu Mặt khác nếu các khe thời gian không được định thời chính
xác
sẽ dễ trùng lắp nhau gây nên hiện tượng nhiễu xuyên kênh Để tránh hiện tượng này
thì giữa hai kênh cân có khoảng bảo vệ Khi dung lượng tăng lên thì khoảng bảo vệ
hẹp lại và hiện tượng nhiễu này càng dễ xảy ra Do đó ghép kênh PAM không
Ts : chu kì lấy mẫu
T1 : thời gian giữa 2 mẫu liên tiếp của cùng một tín hiệu
Trang 20LUAN VAN TOT NGHIEP
Kênh truyền tín hiệu PAM
T2 : khoảng bảo vệ chống xuyên kênh
Trang 21LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
b.Phương pháp ghép kénh PCM (Pulse Code Modulation):
PCM 1a hé thống số có thể mô tả như một phương pháp chuyển đổi thông tin tương tự thành số Hệ thống xử lý và biến đổi tín hiệu tương tự thành PCM dựa trên
2
nguyên tắc lý thuyết sau:
- Lý thuyết về rời rạc hóa của Shannon
— Lý thuyết về tín hiệu số nhị phân
Từ chuỗi xung PAM người ta nhận thấy khi truyền các xung này biên độ các
xung sẽ SUY giảm không đêu nhau do tác động của nhiễu ngẫu nhiên trên kênh
truyền Do vậy để tránh tình trạng này người ta thực hiện việc mã hóa biên độ
các xung sau khi lấy mẫu bằng một chuỗi nhị phân rồi mới đưa lên kênh truyền Do quy luật biến đổi của tin tức tín hiệu thoại có tính ngẫu nhiên nên tập các giá trị
xung PAM vô cùng lớn, để đơn giản hơn và gần đúng thì các xung PAM được qua bộ
lượng
tử hóa (nén hạn biên) Ý nghĩa quan trọng của bộ lượng tử hóa là gần đúng hóa các
xung PAM có biên độ xuất hiện xung quanh mức chuẩn PAMo Vậy PAMo = PAM +
x, trong đó x là lượng tử sai số Dạng tín hiệu được lượng tử hóa này đưa vào bộ
mã hóa để chuyển độ lớn biên độ các xung sang dạng một cụm bit nhị phân (thường
là 8 bit gọi là một từ mã) biễu 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
Khi đọc dữ kiệu ra ti? Ram địa chỉ đọc không còn tuần tự mà theo một trình tự
do CPU sắp đặt trong quá trình chuyển mạch
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên Trang 20
Trang 22LUAN VAN TOT NGHIEP
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 Dể dàng tăng
dung lượng thuê bao bằng cách tăng bộ nhớ mà mạch không cần thay đổi nhiều,
tuy
nhiên lúc đó độ trễ sẽ tăng Để khắc phục nhược điểm của chuyển mạch TSI người ta
phối hợp chuyển mạch thới gian và không gian Đó là các chuyển mạch:
d Chuyển mạch TS (Time Space Switching) :
Trang 23LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th:S Trần Vĩnh An
Với sơ đồ chuyển mạch TST ta tránh được trường hợp tắc nghẽn như ở chuyển
mạch TS
IV ĐIỆN THOẠI:
1 Giới thiệu mạng điện thoại:
Vòng nội bộ của thuê bao là một đường hai dây cân bằng nối với đài cuối, trở
Khi thuê bao nhấc máy (off-hook) làm đóng tiếp điểm chuyển mạch, tạo nên
một dòng điện xấp xỉ 20 mADC chạy trong vòng thuê bao Ở chế độ off-hook, điện
thé DC rơi trên đường dây giữa tip và ring khoảng 48V ở thiết bị đầu cuối của thuê bao điện thoại
Tín hiệu thoại âm tân được truyền trên mỗi hướng của đường dây khi có sự thay đổi nhỏ của dòng điện vòng, sự thay đổi của dòng điện gồm tín hiệu AC chồng
chập với dòng điện vòng DC
Một phương pháp giao tiếp vòng trung kế thông thường (loop-trunk) ở đài
cuối, tín hiệu âm tần được ghép biến áp giữa mạch thuê bao và mạch trung kế
Cuộn relay vòng (loop-relay) của đài cuối cảm nhận dòng điện vòng trung
bình và truyền trạng thái off-hook, on-hook tới đài bằng cách đóng hoặc mở tiếp điểm tụ C để thoát tín hiệu AC rơi trên cuộn relay
Điều quan trọng cần biết là các tín hiệu AC và trở kháng AC so với đất, là
vòng cân bằng, mặc dù hai dây dẫn có điện thế là —48V và được nối với đất (ở trạng
thái off-hook)
Khi đài cuối phát hiện trạng thái off-hook, xung mời quay s6 (dial tone) được
phát đến vòng thuê bao, đồng thời tổng đài sấn sàng nhận các số của vòng thuê bao
được gọi Tín hiệu báo có thể dùng xung (đĩa quay số), hoặc mỗi số có thể mã hóa
tần số bằng cách sử dụng các cặp tần số hoặc xung đặc biệt Phương pháp sau thích
hợp khi sự quay số là phím bấm (touch-tone) hoặc DTME (dial-tone multiple
frequency) quay số bằng xung tân số kép
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên Trang 22
Trang 24LUAN VAN TOT NGHIEP
Trong việc quay số bằng đĩa quay, mạch vòng được đóng hoặc ngắt bởi một
chuyển mạch được nối với một cơ cấu quay số Các chuỗi xung đồng nhất đuợc tạo ra
tương ứng với số được quay, như hình 4.10 Thời gian của mỗi chu kỳ thường
là 100ms, trong đó 40% chu kỳ làm việc, do điều khiển bằng tay, nên thời gian giữa
các
số liên tiếp có thể thay đối từ 0,5 đến 1 giây
Khi sử dụng DTME để quay số, các số được chọn bởi các chuyển mạch bằng
nút bấm và một cặp tân số riêng được phát đồng thời với mỗi số
Mỗi cặp tân số (tone) xuất hiện tối thiểu 40 ms, thời gian tối thiểu giữa các
số là 60 ms, sự quay số bằng phím bấm có thể nhanh hơn 10 lần quay số bằng đĩa quay
Để điện thoại của thuê bao đổ chuông, một tín hiệu cấp dòng chuông có biên
độ xấp xỉ 90 Vrms (tần số 20 Hz) được lấy từ đài cuối đưa tới đường day
Để báo hiệu tốt trạng thái on/off-hook, tín hiệu quay số và âm hiệu chuông,
điện trở nối tiếp của mạch vòng không được vượt quá 1300 © (bao gôm điện trở của
mạch vòng, điện thoại và các cuộn phụ tải) Một vòng 1 km sử dụng cỡ dây 24
có
điện trở là 1200 Q
Sự mất mát tín hiệu cho phép giữa thuê bao và đài cuối lớn nhất khoảng 9
dB, tiêu biểu là khoảng 4 đB, sự mất mát tín hiệu trên đường dây cỡ 24 không có phụ
đổi hai ra bốn được thưc hiện bởi biến thế âm tần đặc biệt gọi là hybrid
Dạng đơn giản nhất là một biến thế hybrid ghép một cuộn dây ở phía vòng thuê bao và hai cuộn dây riêng rẽ phía đường trung kế hoặc tổng đài Trong thực tế, các biến thế này phức tạp hơn nhiều để có sự phối hợp trở kháng giữa mạng điện
thoại và tín hiệu gọi Vào những năm cuối thập kỷ 1970, công nghệ bán dẫn phát
triển, các mạch IC giao tiếp vòng thuê bao đầu tiên ra đời để thay thế sự cổng kểnh của biến thế hybrid
2 Khái niệm máy điện thoại:
Thông tin điện thoại là quá trình truyền tiếng nói từ nơi này đến nơi khác, bằng dòng điện, máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của mạng thông tin điện thoại
Trang 25LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
Dòng làm việc (20 + 120)mA Nguồn tổng đài (-48 + -105)V
b Nguyên lý hoạt động như sau:
Khi ta nói trước ống nói máy điện thoại, đao động âm thanh của tiếng nói sẽ tác động vào màng rung, ở hai đầu ra của ống nói xuất hiện dòng điện biến đổi tương ứng Dòng điện biến đổi này được truyền qua đường dây đến ống nghe của đối
phương làm cho màng rung của ống nghe dao động, không khí xung quanh màng rung
đao động đến tai người nghe và nghe được tiếng nói Quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự
3 Những yêu cầu của máy điện thoại:
— Khi phát tín hiệu chuông thì bộ phận đàm thoại phải được tách rời đường điện, trên đường dây chỉ có tín hiệu chuông
~ 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
- 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 đóng nhận tín hiệu
chuông từ tổng đài
— Ngoài ra máy còn phải đáp ứng nhu cầu gọn nhẹ, đơn giản, bên đẹp, tiện lợi với nguời sử dụng
4 Chức năng cơ bản của máy điện thoại :
Trang 26LUAN VAN TOT NGHIEP
— Chức năng báo hiệu: Thông báo cho người sử dụng biết tổng đài đã sẵn
sàng tiếp nhận hay chưa tiếp nhận cuộc gọi thông qua các âm hiệu như Dial Tone
hay Busy Tone
—_ Phát mã số của thuê bao bị gọi vào tổng đài bằng cách ấn số hay quay số
- Thông báo cho người sử dụng biết tình trạng diễn biến việc kết nối mạch
bằng các âm hiệu chuông
— Biến âm thanh thành tín hiệu điện phát đi và ngược lại, biến tín hiệu điện thành tín hiệu âm thanh
— Báo hiệu cuộc gọi đã kết thúc hay gác máy
— Khử trắc âm và chống dội
—_ Tự động điều chỉnh âm lượng và phối hợp trở kháng với đường dây
— 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 v.v
5 Các kiểu quay số :
Được chia làm 2 kiểu chính:
a Quay sé bang xung thép phan (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:
Trang 27LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Trần Vĩnh An
Khoảng cách giữa 2 chuỗi
Mỗi chu kỳ xung là 100ms, trong đó có 33% xung hoạt động và 67% xung nghĩ, khoấng cách giữa 2 chuỗi xung lớn hơn 500ms
b Quay sé bang tin higu da tan DTMF
Quay số bằng tín hiệu da tần DTMF là một hình thức quay số bằng cách nhấn các nút số trên ma trận bàn phím (Keypad), mỗi số ở đây tương ứng với một cặp tần
số được quy ước sẵn được trình bày dưới đây:
So với quay số bằng xung thì quay số bằng tín hiệu DTME nhanh hơn nhiễu,
độ chính xác cũng cao hơn, tiên lợi hơn
6 Các loại âm hiệu tín hiệu:
a Âm hiệu mời quay số (Dial Tone):
Báo cho thuê bao biết tổng đài đã sấn sàng nhận số từ thuê bao, tín hiệu có
biên độ điện áp khoảng 3V, dạng hình sin có tần số f = 25Hz, và nhịp liên tục
Trang 28
LUAN VAN TOT NGHIEP
b Am hiéu béo ban (Busy Tone):
Báo cho thuê bao biết thuê bao bị gọi đang bận hay hết thời gian quay số
Busy Tone là tín hiệu hình sin, biên độ điện áp khoảng 3V, tần số f = 25Hz,
cả hai nhịp có và không điều ở khoảng 0,55
c Âm hiệu chuông (Ringing) :
Am hiệu chuông được cấp từ tổng đài dùng để báo hiệu cho thuê bao bị gọi
Ringing là tín hiệu hình sin, có biên độ từ 75VPP - 90VPP, có tần số f trong
khoảng từ 20HzM25Hz, với nhịp có là 3s, nhịp không là 4s
TAAL AAA
Báo cho thuê bao chủ gọi biết là đang rung chuông của thuê bao bị gọi
Ringback Tone là tín hiệu hình sin, biên độ điện áp khoảng 3V, tần số f = 25Hz, nhịp có 3s, nhịp không 4s
Trang 29LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Trần Vĩnh An
Tiếng dội là kết quả của sự phản xạ tín hiệu tại những điểm không phối hợp
trở kháng dọc theo đường dây, thời gian trế của tiếng dội dài hơn và tín hiệu đội
mạnh hơn sẽ làm nhiễu loạn đến người nói lớn hơn
Tuy nhiên tiếng dội nghe được đã bị suy giảm 2 lần: Từ người nói đến điểm
phản xạ và ngược lại, để thời gian trể ngắn người ta thường thêm vào các bộ suy hao
để giảm tiếng dội
b Day thông:
Dãy thông của mạng điện thoại là 300 — 3400 Hz, dãi 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 số, sẽ làm méo dạng theo biên độ và pha
c 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 một hằng số nữa trong dãi
tần của tiếng nói Để giầm 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
d 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 dB Sự biến động theo thời gian giữa hai thời gian bất
kỳ nhỏ hơn +6 đB
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
Trang 30
LUAN VAN TOT NGHIEP
Việc giảm thiểu ảnh hưởng của tiếng ôn trên tín hiệu thu được là điều có thể thực hiện được bằng cách sử dụng truyền các mức công suất cao có thể có Tuy nhiên
ác mức tín hiệu cao trên mang sẽ làm tang 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 0dB (1mW)
Trang 31
LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vĩnh An CHUONG II
GIGI THIEU HO MCS-51
1 Tổng quan về AT89C51:
Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MCS-51 hoàn toàn tương tự
như nhau Ở đây giới thiệu IC 8951 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản xuất Chúng có các đặc điểm chung như sau:
Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau:
v 4 KB ROM bên trong
128 byte RAM nội
4 port xuất nhập 8 bit
PA@NWBE P2.5A13L SE”
Trang 32LUAN VAN TOT NGHIEP
AT89C51 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập Trong đó
có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa là 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường
có thể
hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điểu khiển hoặc là thành phần của
các bus đữ liệu và bus địa chỉ
a Cac Port:
— Port 0: là port có 2 chức năng Ở các chân 32-39 của 8951 Trong các thiết
kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường UO Đối với
các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ ngoài, nó trở thành bus địa chỉ và bus dữ liệu
đa hợp
(byte thấp của bus địa chỉ )
— Port 1; 1a port ƯO trên các chân 1-8 Các chân được ký hiệu PI.0, P1.1, P1.2, P1.7 có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần Port 1 không có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài
— Por£ 2: là port có tác dụng kép trên các chân 21-28 được dùng như các
đường xuất nhập hoặc là byt€ cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ
mở rộng
— Port 3: là port có tác dụng kép trên các chân 10-17 Các chân của port này
có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt
của 8951 như ở bảng sau:
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 INT1\ Ngõ vào ngắt cứng thứ Ì
P3.4 TO Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 0
P3.6 WR\ Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài
P3.7 RD\ Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài
b Các ngõ tín hiệu điêu khiển:
Chân cho phép bộ nhớ chương trinh PSEN (Program Store Enable): 1a tin
hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng thường
được nối đến chân OE\ (Output Enable) của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh Các mã lệnh của
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên Trang 31
Trang 33LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh bên trong 8951 để giải mã lệnh Khi 8251 thi hành chương trình trong EPROM nội PSEN
sẽ ở mức logic Ì
Chân cho pháp chốt địa chỉ ALE (Address Latch Enable): khi 8951 truy xuất
bộ nhớ bên ngoài, port Ô có chức năng là bus địa chỉ và bus dữ liệu do đó phải tách
các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều
khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với ÍC chốt.Tín
hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ
thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động.Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng làm tín hiệu clock cho các phần
khác của hệ thống Chân ALE được dùng làm ngõ vào xung lập trình cho EPROM trong 8951
Chân truy xuất ngoài EA (External Access): tín hiệu vào EA\ ở chân 31
thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0 Nếu ở mức 1, 8951 thi hành chương trình từ EPROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 4 Kbyte Nếu ở mức 0, 8951 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 8951
Chan RST (Reset): ngd vao RST 6 chan 9 là ngõ vào Reset của 8951 Khi
ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống, khi cấp điện mạch tự động Reset
Các ngõ vào bộ dao động XI,Ä?: bộ dao động được được tích hợp bên trong
8951, khi sử dụng 8951 người thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ, tần số thạch anh thường sử dụng cho 8951 là 12Mhz
3 Cấu trúc bên trong của AT8951:
Trang 34
LUAN VAN TOT NGHIEP
Enable via PSEN
External Memory
thanh ghi và các thanh ghi chức nắng đặc biệt
AT89C51 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard: có những vùng bộ nhớ riêng biệt
ó thể chứa bên trong 8951 trình và 64K byte dữ liệu
cho chương trình và đữ liệu Chương trình và đữ liệu c
nhưng 8951 vẫn có thể kết nối với 64K byte bộ nhớ chương
ROM và RAM, RAM trong 8951 bao gồm phân lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, các bank
Trang 35
LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
Bản dé bé nhé Data trén Chip như sau:
23 | 1F | 1B] 1D |1C | 1B | 1A} 19 | 18 8D Không được địa chỉ hoá bit TH1
THO
21 | oF | OE | OD | OC | OB | 0A | 09 | 08 8B Không được địa chỉ hoá bit TL1
20 | 07 | 06 | 05 | 04 } 03 | 02 01 | 00 8A Không được địa chỉ hoá bịt
07 Bank thanh ghi 0 81 Không được địa chi hoa bit SP
00 (mac dinh cho RO -R7) gg | 87 | 86 | 85 | 84 ]83| 82] 81 | 80 | PO
Trang 36LUAN VAN TOT NGHIEP
Hai đặc tính cần chú ý là:
— Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được định vị (xác định) trong bộ
nhớ và có thể truy xuất trực tiếp giống như các địa chỉ bộ nhớ khác
— Ngan xếp bên trong Ram nội nhỏ hơn so với Ram ngoại như trong các bộ Microcontroller khác
RAM bên trong 8951 được phân chia như sau:
+ Các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH
+ RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H đến 2FH
+ RAM đa dụng từ 30H đến 7FH
+ Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH
RAM da dung:
Mặc dù trên hình vẽ cho thấy 80 byte da dụng chiếm các địa chỉ từ 30H đến
TFH, 32 byte dưới từ 00H đến 1FH cũng có thể dùng với mục đích tương tự (mặc
dù các địa chỉ này đã có mục đích khác)
Mọi địa chỉ trong vùng RAM đa dụng đều có thể truy xuất tự do dùng kiểu
địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp
RAM có thể truy xuất từng bit:
AT89C51 chứa 210 bịt được địa chỉ hóa, trong đó có 128 bit có chứa các byte chứa các địa chỉ từ 20H đến 2EH và các bit còn lại chứa trong nhóm thanh ghi có chức năng đặc biệt
Ý tưởng truy xuất từng bit bằng phẩn mềm là các đặc tính mạnh của microcontroller xử lý chung Các bịt có thể được đặt, xóa, AND, OR, , với 1 lệnh
đơn Đa số các microcontroller xử lý đồi hỏi một chuỗi lệnh đọc - sửa- ghi để đạt
được mục đích tương tự, ngoài ra các port cũng có thể truy xuất được từng bit
128 bit có chứa các byte có địa chỉ từ 00H - 1FH cũng có thể truy xuất như
các byte hoặc các bít phụ thuộc vào lệnh được dùng
Các bank thanh ghỉ :
32 byte thấp của bộ nhớ nội được dành cho các bank thanh ghi Bộ lệnh 8951
hỗ trợ 8 thanh ghi có tên là R0 -R7 và theo mặc định sau khi reset hỆ thống, các
thanh ghi này có các địa chỉ từ 00H - 07H
Các lệnh dùng các thanh ghi RO - R7 sẽ ngắn hơn và nhanh hơn so với các
lệnh có chức năng tương ứng dùng kiểu địa chỉ trực tiếp Các dữ liệu được dùng
thường xuyên nên dùng một trong các thanh ghi này
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên
Trang 35
Trang 37LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vĩnh An
Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một bank thanh ghi
được
truy xuất bởi các thanh ghi RO - R7 để chuyển đổi việc truy xuất các bank thanh ghi
ta phải thay đổi các bit chọn bank trong thanh ghi trạng thái
b Các thanh ghỉ có chức năng đặc biệt:
Các thanh ghi nội của 8951 được truy xuất ngầm định bởi bộ lệnh
Các thanh ghi trong 8951 được định dạng như một phần của RAM trên chip vì
vậy mỗi thanh ghi sẽ có một địa chỉ (ngoại trừ thanh ghi bộ đếm chương trình và thanh ghi lệnh vì các thanh ghi này hiếm khi bị tác động trực tiếp) Cũng như R0 đến
R7, 8951 có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt (SFR: Special Function Register)
6 vùng trên của RAM nội từ dia chi 80H - FFH
Chú ý: tất cả 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
Ngoại trừ thanh ghi A có thể được truy xuất ngầm như đã nói, đa số các thanh
ghi có chức năng điệt biệt SFR có thể địa chỉ hóa từng bit hoặc byte
Thanh ghỉ trạng thái chương trinh (PSW: Program Status Word):
Từ trạng thái chương trình ở địa chi DOH được tóm tắt như sa:
PSW.4 RSI D4H Chọn dãy thanh ghỉ bít 1
PSW.2 RSO D3H Chon day thanh ghi bit 0
00=Bank 0: địa chỉ từ 00H đến 07H 01=Bank 1: địa chỉ từ 08H đến 0FH
Chúc năng từng bù trạng thái chương trình
~ Cờ nhớ (Carry flag): Cờ nhớ có tác dụng kép, thông thường nó được dùng
cho các lệnh toán học: C=1 nếu phép toán cộng có sự tràn hoặc phép trừ có mượn
và ngược lại C=0 nếu phép toán cộng không tràn và phép trừ không có mượn
- Cờ Carry phu AC (Auxiliary Carry Flag): Khi cộng những giá trị BCD
(Binary Code Decimal), cờ nhớ phụ AC được set nếu kết quả 4 bít thấp nằm trong phạm vi điều khiển 0AH - 0FH Ngược lai AC=0
Trang 38
LUAN VAN TOT NGHIEP
— Cờ 0 (Flag 0): Cờ 0 Œ0) là 1 bit cờ đa dụng dùng cho các ứng dụng của người dùng
Những bịt chọn bank thanh ghỉ truy xuất:
— RS1 va RSO quyết định dãy thanh ghi tích cực Chúng được xóa sau khi
Reset hệ thống và được thay đổi bởi phần mềm khi cần thiết
— Tùy theo RŠ1, RSO = 00, 01, 10, 11 sẽ được chọn Bank tích cực tương ứng
Ce tran OV (Over Flag): CS tran 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 không Khi các số không có dấu được cộng bit OV được bỏ qua Các kết quả lớn hơn +127
hoặc nhỏ hơn -128 thì bịt Ov=1
Bit Parity (P): Bit tự động được set hay clear Ở mỗi chu kỳ máy để lập Parity chẵn với thanh ghi A Sự đếm các bit 1 trong thanh ghi À cộng với bit Parity luôn luôn
chấn Ví dụ A chứa 10101101B thì bit P set lên 1 để tổng số bit 1 trong A va P tao thành số chẵn
Bit Parity thường được dùng trong SỰ kết hợp với những thủ tục của Port nối tiếp để tạo ra bit Parity trước khi phát đi hoặc kiểm tra bit Parity sau khi thu
Thanh ghi B: Thanh ghi B ở địa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghi A cho các phép toán nhân chia Lệnh MUL AB sẽ nhận những giá trị không dấu § bit trong
hai thanh ghi A và B, rồi trả về kết quả 16 bit trong A (byte cao) va B(byte th4p) Lệnh DIV AB lấy A chia B, kết quả nguyên đặt vào A, số dư đặt vào B
Thanh ghi B có thể được dùng như một thanh ghi đệm trung gian đa mục
đích, nó là những bit định vị thông qua những địa chỉ từ F0H - F7H
Con trỏ Ngăn xếp SP (Stack Pointer): Con trỏ ngăn xếp là một thanh ghỉ 8 bit
ở địa chỉ 81H Nó chứa địa chi cia cia byte dữ liệu hiện hành trên đỉnh ngăn xếp Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm các lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp (PUSR) và lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp (POP) Lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp sẽ làm tăng SP trước khi ghi dữ liệu và lệnh lấy ra khỏi ngăn xếp sẽ làm giảm SP Ngăn xếp của 8031/8051
được giữ trong RAM nội và giới hạn các địa chỉ có thể truy xuất bằng địa chỉ gián
tiếp, chúng là 128 byte đầu của 8951
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên _'Trang 37
Trang 39LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD: Th.S Tran Vinh An
Để khởi động SP với ngăn xếp bắt đầu tại địa chỉ 60H, các lệnh sau đây được dùng:
MOV SP, #5FH
Với lệnh trên thì ngăn xếp của 8951 chỉ có 32 byte vì địa chỉ cao nhất của
RAM trên chip là 7FH Sở dĩ giá trị 5FH được nạp vào SP vi SP tang lên 1 là 60H
trước khi cất byte dữ liệu
Khi Reset 8951, SP sẽ mang giá trị mặc định là 07H và đữ liệu đầu tiên
sẽ được cất vào ô nhớ ngăn xếp có địa chỉ 08H Nếu phần mềm ứng dụng không khởi
động SP một giá trị mới thì bank thanh ghi 1 có thể cả 2 và 3 sẽ không dùng được vì
vùng RAM này đã được dùng làm ngăn xếp Ngăn xếp được truy xuất trực tiếp bằng
các lệnh PUSH và POP để lưu trữ tạm thời và lấy lại dữ liệu, hoặc truy xuất ngầm
bằng lệnh gọi chương trình con (ACALL, LCALL) và các lệnh trở vé (RET, RETI)
MOVA, #55H MOV DPTR, #1000H MOV @DPTR, A
Lệnh đầu tiên dùng để nạp 55H vào thanh ghi A Lệnh thứ hai dùng để nạp
địa chỉ của ô nhớ cần lưu giá trị 55H vào con trỏ dữ liệu DPTR Lệnh thứ ba sẽ đi chuyển nội dung thanh ghi A (là 55H) vào ô nhớ RAM bên ngoài có địa chỉ
chứa
trong DPTR (là 1000H)
Các thanh ghỉ Port (Port Register): Các Port của 8951 bao gồm Port 0 ở địa
chi 80H, Portl & địa chỉ 90H, Port2 ở địa chỉ A0H, và Port2 ở địa chỉ B0H Tất cả
các Port này đều có thể truy xuất từng bit nên rất thuận tiện trong khả năng giao tiếp
Cac thanh ghi Timer (Timer Register): 8951 c6 chứa hai bộ định thời, bộ đếm
16 bit được dùng cho việc định thời được đếm sự kiện TimerO ở địa chỉ SAH (TLO:
byte thấp) và SCH ( THO: byte cao) Timer1 ở địa chỉ 8BH (TL1: byte thấp) và 8DH
(THI : byte cao) Việc khởi động timer được set bởi Timer Mode (TMOD) ở địa
chỉ 89H và thanh ghi điều khiển Timer (TCON) ở địa chỉ 88H Chỉ có TCON được địa chỉ hóa từng bít
Các thanh ghỉ Port nốt tiếp (Serial Port Register): 8951 chứa một Port nối tiếp cho việc trao đổi thông tỉn với các thiết bị nối tiếp như máy tính, modem hoặc
SVTH: Nguyễn Bảo Xuyên Trang 38
Trang 40LUAN VAN TOT NGHIEP
giao tiếp nối tiếp với các IC khác Một thanh ghi đệm dữ liệu nối tiếp (SBUE) ở địa
chỉ 99H sẽ giữ cả hai dữ liệu truyền và đữ liệu nhập Khi truyền dữ liệu
ghi lên SBUFE, khi nhận dữ liệu thì đọc SBUF Các mode vận khác nhau được lập
trình qua
thanh ghi điều khiển Port nối tiếp (SCON) được địa chỉ hóa từng bít ở địa chỉ 98H
Các thanh ghỉ ngắt (Interrupt Register): 8951 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên Các ngắt bị cấm sau khi bi reset hé thống và sẽ được cho phép bằng
việc ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở địa chỉ A8H Cả hai được địa chỉ hóa từng bit
Thanh ghỉ điều khiển nguồn PCON (Power Control Register): Thanh ghi PCON không có bit định vị, nó ở dia chi 87H chứa nhiều bit điều khiển, thanh ghi
PCON được tóm tắt như sau:
Y Bit 7 (SMOD): bit c6 t6c độ Baud ở mode 1, 2, 3 ở Port nối tiếp khi set
Y Bit 6, 5, 4: khong dinh nghia
Y Bit 3 (GF1): bit cờ da nang 1
Y Bit 2 (GFO): bit cờ đa năng 2
Y Bit 1 (PD): set dé khởi động mode Power Down và thoát để reset
Bit 0 (IDL): set để khởi động mode Idle và thoát khi ngắt mạch hoặc reset
Các bit điều khiển Power Down va Idle có tác dụng chính trong tất cả các IC
họ MSC-51 nhưng chỉ được thi hành trong sự biên dịch của CMOS
c Bộ nhớ ngoài (External Memory):
8951 có khả năng mở rộng bộ nhớ lên đến 64K byte bộ nhớ chương trình và 64k byte bộ nhớ dữ liệu ngoài Do đó có thể dùng thêm RAM và EPROM nếu cần
Khi dùng bộ nhớ ngoài, Port0 không còn chức năng V/O nữa, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ (A0-A7) và bus dữ liệu (D0-D?) với tín hiệu ALE để chốt byte