ĐỒ ÁN : BÁO ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI ppt

• Tiếp nhận số được quay: Khi đã nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ bắt đầu nghe thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bị gọi đến tổng đài.. • Kết nối

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG KĨ THUẬT CAO THẮNG

*****

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

BÁO ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA

ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI

GVHD : THƯỢNG VĂN BÉ

SVTH : PHẠM TUẤN ANH TRẦN THANH SANG KHOA : ĐIỆN TỬ - TIN HỌC LỚP : CĐĐTVT06A

TP.HCM Tháng 7 năm 2009

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

HỘI ĐỒNG BẢO VỆ

Điện thoại ngày nay gần như là một phương tiện liên lạc khơng thể

thiếu trong cuộc sống của chúng ta Bên cạnh đĩ cùng với sự phát triển khơng

ngừng của khoa học kĩ thuật, các nhà nghiên cứu cũng dần dần lồng ghép các

tiện ích khác vào hệ thống điện thoại chỉ sử dụng cho thoại thuần túy Sau

khoảng thời gian tìm hiểu và được sự đồng ý của Khoa Điện Tử-Tin Học và

BGH nhà trường CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG, cùng với sự

hướng dẫn của thầy Thượng Văn Bé, chúng em gồm hai sinh viên là Phạm

Tuấn Anh và Trần Thanh Sang thực hiện đề tài “BÁO ĐỘNG VÀ ĐIỀU

KHIỂN THIẾT BỊ QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI”

Mục đích của đề tài là nhằm để kiểm tra trạng thái các thiết bị đồng

thời đĩng mở các thiết bị trong nhà trong trường hợp người chủ khơng cĩ ở

trong nhà Bên cạnh đĩ thiết bị cĩ thể gọi điện thoại báo động cho người chủ

nhà khi cĩ các sự cố như cháy hoặc trộm Mạng điện thoại sử dụng trong đề

tài để kết nối với thiết bị là mạng điện thoại cố định cĩ dây

Mặc dù đã dành nhiều thời gian để thực hiện đề tài nhưng do kiến

thức và tay nghề có hạn nên không tránh khỏi thiếu sót và cịn nhiều hạn

chế Chúng em rất mong sự góp ý của quí thầy cô để luận văn được hoàn

thiện hơn và cĩ thể áp dụng vào thực tế

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên cho chúng em xin cảm ơn đến Ban Giám Hiệu trường

CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG, đã tạo cho chúng em cĩ một nơi

học tập và rèn luyện để làm hành trang vững chắc bước vào đời

Trong suốt ba năm (2006 – 2009) học tập và làm việc tại trường

CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG, chúng em đã được sự hướng dẫn

tận tình của quí thầy cô về những kiến thức chuyên môn cũng như những

kiến thức trong cuộc sống và làm việc sau này Từ những kiến thức nền

tảng đó đã giúp chúng em hoàn thành tập Đồ Án Tốt Nghiệp trong thời

gian cho phép

Chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến những thầy cô trong khoa

Điện Tử -Tin Học đã giảng dạy cho chúng em những kiến thức về chuyên

môn và định hướng cho chúng em về nghề nghiệp để vững tâm hơn trước

khi bước vào xã hội Các thầy cơ đã tạo cho chúng em những kĩ năng đđủ để

cho chúng em thực hiện tốt Đồ Án và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng

em hoàn tất khóa học

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy THƯỢNG VĂN BÉ đã tận

tình giúp đỡ chúng em hoàn thành tập Đồ Án này Cảm ơn thầy về những

kĩ năng làm việc trên thực tế mà thầy đã dạy chúng em trong quá trình làm

Đồ Án

CHƯƠNG I : TÌM HIỂU SƠ LƯỢC VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI

I./ CÁC CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI Trang 5 II./ KHÁI QUÁT CHUNG VÈ MÁY ĐIỆN THOẠI Trang 9

CHƯƠNG II : SƠ LƯỢC VỀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA VÀ Ý TƯỞNG

THIẾT KẾ

I./ TẦM QUAN TRỌNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỀU KHIỂN TỪ XA Trang 11 II./ CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA Trang 11 III./ KĨ THUẬT GỞI SỐ BẰNG XUNG LƯỠNG ÂM ĐA TẦN Trang 12 IV./ Ý TƯỞNG THIẾT KẾ VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG Trang 15

CHƯƠNG III: TÌM HIỂU VỀ CÁC IC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

I./ MẠCH CẢM BIẾN CHUÔNG Trang 43 II./ MẠCH NHẬN TÍN HIỆU ĐẢO CỰC Trang 45 III./ MẠCH TẠO TẢI GIẢ Trang 46 IV./ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ Trang 47 V./ MẠCH NGUỒN Trang 48 VI./ MẠCH THU DTMF Trang 49 VII./ MẠCH PHÁT DTMF Trang 50 VIII./ MẠCH GHI PHÁT ÂM THANH Trang 52 IX./ MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM THANH Trang 53 X./ MẠCH HIỂN THỊ Trang 54 XI./ MẠCH XỬ LÍ TRUNG TÂM Trang 55

CHƯƠNG V: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH

I./ LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT Trang 56 II./ CHƯƠNG TRÌNH Trang 59

CHƯƠNG KẾT LUẬN

I./ HẠN CHẾ Trang 77 II./ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Trang 77 III./ TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 77

CHƯƠNG I TÌM HIỂU SƠ LƯỢC VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI

I./ Các chức năng của hệ thống tổng đài

Mặc dù các hệ thống tổng đài được nâng cấp rất nhiều từ khi nó được phát minh ra, các chức năng cơ bản của nó như: xác định các cuộc gọi của thuê bao, kết nối thuê bao gọi với thuê bao bị gọi và sau đó tiến hành phục hồi trạng thái ban đầu khi cuộc gọi đã hoàn tất Hệ thống tổng đài bằng nhân công tiến hành quá trình này bằng tay, trong khi hệ thống tổng đài tự động thực hiện các quá trình này bằng điện tử Cụ thể các cuộc gọi được phát ra và hoàn thành thông qua tổng đài gồm các bước sau:

• Nhận dạng thuê bao gọi: Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi khi thuê bao nhấc ống nghe và sau đó thuê bao được nối với mạch điều khiển

• Tiếp nhận số được quay: Khi đã nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ bắt đầu nghe thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao

bị gọi đến tổng đài Tổng đài tiếp nhận số thuê bao này

• Kết nối cuộc gọi: Khi thuê bao bị gọi đã được xác định, tổng đài sẽ chọn một bộ phận các đường trung kế đến tổng đài thuê bao bị gọi và sau đó chọn một đường rỗi trong số đó để kết nối Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt thì cuộc gọi nội hạt được sử dụng

• Chuyểng thông tin điều khiển: Khi được nối với tổng đài của thuê bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi với nhau các thông tin cần thiết như số thuê bao bị gọi

• Kết nối trung chuyển: Trong trường hợp tổng đài được kết nối đến tổng đài trung chuyển, hai bước trên được lặp lại để nối với trạm cuối và sau đó thông tin được truyền đi

• Kết nối trạm cuối: Bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao bị gọi được hoạt động (nếu máy bận) hay kết nối bằng một đường trung kế rỗi (nếu máy không bận)

• Truyền tín hiệu chuông: Để kết nối cuộc gọi, tín hiệu chuông được truyền và chờ cho đến khi có trả lời từ thuê bao bị gọi Khi có trả lời tín hiệu chuông bị ngắt và thuê bao gọi được chuyển thành trạng thái bận

• Tính cước: Tổng đài chủ gọi tính toán giá trị cước theo khoảng cách và

chiếm theo các bước trên dây hoặc thuê bao bị gọi bận thì tín hiệu báo bận được truyền đến thuê bao chủ gọi

Hồi phục hệ thống: Trạng thái này được xác định khi cuộc gọi được kết thúc Sau đó tất cả các đường nối đều được giải phóng

Như vậy các bước cơ bản của hệ thống tổng đài để xử lý các cuộc gọi đã được trình bày Trong hệ thống tổng đài điện tử nhiều dịch vụ mới được thêm vào cùng với các chức năng trên

Nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy: Tổng đài nhận dạng trạng thái của thuê bao thông qua sự biến đổi tổng trở mạch vòng của đường dây Khi thuê bao ở trạng thái gác máy (on hook) thì tổng trở của đường dây vô cùng lớn (hở mạch) Khi thuê bao nhất máy (off hook) điện trở mạch vòng khoảng từ 150 ohm đến

1500 ohm(thường là 600 ohm ) Tổng đài nhận biết được sự thay đổi này thông qua bộ cảm biến trạng thái đường dây thuê bao Khi thuê bao gọi nhấc máy thì tổng đài sẽ cấp tính hiệu mời gọi (dial tone) trên đường dây dến thuê bao, chỉ khi nhận tín hiệu này thì thuê bao mới quay số, số có thể quay dưới dạng pulse hoặc tone

Tổng đài nhận các số do thuê bao gởi đến và kiểm tra, nếu số đầu nằm trong tập thể số thuê bao của tổng đài thì tổng đài thực hiện cuộc gọi nội đài Ngược lại thì nó thực hiện cuộc gọi liên đài thông qua trung kế giữ toàn bộ phần định vị quay số tổng đài có thuê bao bị gọi Nếu số đầu là mã thì chức năng đặc biệt của tổng đài sẽ thực hiện các chức năng có thể thực hiện của thuê bao Nếu thuê bao bị gọi không thông thoại hoặc các đường dây kết nối bị bận thì tổng đài cấp tín hiệu báo bận (Busy Tone) về cho thuê bao gọi Ngược lại, tổng đài cấp tín hiệu chuông cho thuê bao bị gọi và tín hiệu hồi âm chuông (Ring Back Tone) cho thuê bao gọi

Khi thuê bao bị gọi nhấc máy thì tổng đài biết tín hiệu này và cắt dòng chuông kịp thời để tránh hư hao cho thuê bao, đồng thời cắt Ring Back Tone đến thuê bao gọi và kết nối thông thoại cho hai thuê bao

Khi hai thuê bao thông thoại, có một thuê bao gác máy, tổng đài cắt thông thoại một thuê bao và cấp âm hiệu Busy Tone cho thuê bao còn lại, giải tỏa các thiết

bị phục vụ thông thoại Khi thuê bao còn lại gác máy , tổng đài ngắt Busy Tone và kết thúc chương trình phục vụ thuê bao

2/ Các tín hiệu báo hiệu của tổng đài

• Tín hiệu chuông:

Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều hình sin thường có tần số 25Hz

Tuy nhiên nó có thể cao đến 60 Hz hoặc thấp hơn 16 Hz Diện áp của tín hiệu chuông cũng thay đổi từ 40 VRMS đến 130 VRMS , thường là 90 VRMS Tín hiệu chuông được gởi đến theo dạng xung, thường là 1 giây có 2 giây không (như hình vẽ) Hoặc có thể thay đổi tùy tổng đài

Hình 1: Tín hiệu chuơng

Tín hiệu báo bận (Busy Tone):

Tín hiệu báo bận là tín hiệu hình sin tần số f = 425Hz ± 25Hz, biên độ

khoảng 3V trên nền DC 4V ngắt quãng 0.5s có, 0,5s không

Hình 2: Tín hiệu báo bận

Tín hiệu hồi âm chuông (Ring Back Tone):

Tín hiệu hồi âm chuông là tín hiệu hình sin tần số f = 425Hz ± 25Hz, biên

độ khoảng 3V trên nền DC 4V ngắt quãng 1s có, 2s không

Gọi sai số:

Nếu bạn gọi nhầm một số mà số đó không tồn tại thì bạn sẽ nhận được một tín hiệu xung có chu kỳ 1Hz và tần số từ 200Hz đến 400Hz Hoặc đối với các hệ thống điện thoại ngày nay bạn sẽ nhận được câu thông báo bằng lời nói “ Số máy qúy khách vừa gọi không có thực, mời qúy khách kiểm tra lại”

•Các kiểu quay số

Khi đài cuối phát hiện trạng thái off hook, xung mời quay số (Dial Tone) được phát đến vòng thuê bao, đồng thời tổng đài nhận các số của 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 thích hợp cho việc quay số bằng phím bấm là DTMF ( Dual Tone Multi Frequency ) quay bằng xung tần số kép Trong 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 thời được tạo ra tương ứng với số được quay (hình 4) 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 đổi từ 0.5 đến 1 giây

Hình 4 : Xung quay số của số 2 Khi sử dụng DTMF để quay số, các số được mã hóa với từng cặp tần số riêng biệt bược phát đồng thời với mỗi số Mỗi cặp tần số xuất hiện tối thiểu 40ms, thời gian tối thiểu giữa các số là 60ms Sai số cho phép của mỗi cặp tần số là 1.5% Quay số bằng phím bấm có thể nhanh hơn 10 lần so với quay bằng đĩa quay

Hình 5: Các cặp tần số DTMF

II/ Khái quát chung về máy điện thọai

1./ Nguyên Lý Thông Tin Điện Thoại

Thông tin điện thoại là quá trình tiếng nói từ nơi xa đến nơi khác, bằng dòng điện qua máy điện thoại Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của các mạng thông tin điện thoại

2./ Sơ Đồ Mạch Điện

Mạch điện thoại đơn giản gồm:

- Ống nói

- Ống nghe

- Nguồn điện

- Đường dây

Hình 6: Mơ hình điện thoại đơn giản

A / Nguyên lý hoạt động

Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm thanh của tiếng nói sẽ tác động vào màng rung của ống nói làm cho ống nói thay đổi, xuất hiện dòng điện biến đổi tương ứng trong mạch Dòng điện biến đổi này được truyền qua đường dây tới ống nghe cuả máy bị gọi, làm cho màng rung của ống nghe dao động, lớp không khí trước màng rung dao động theo phát ra âm thanh tác động đến tai người nghe và quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự

B / Những yêu cầu cơ bản về máy điện thoại

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

Khi đàm thoại bộ phận phát và tiếp nhận tín hiệu chuông phải được tách rời đường điện, tên đường dây chỉ có dòng điện thông thoại Máy phải phát được mã số thuê bao bị gọi tới tổng đài và phải nhận được tín hiệu chuông từ tổng đài đưa tới

Ở trạng thái nghỉ máy thường trực đóng nhận tín hiệu chuông từ tổng đài Ngoài ra máy cần phải chế tạo đơn giản, gọn nhẹ, bền đẹp, tiện lợi cho người sử dụng

C / Những chức năng cơ bản của máy điện thoại

1 Chức năng báo hiệu: báo cho người sử dụng biết tổng đài đã sẵn sàng tiếp nhận hoặc chưa tiếp nhận cuộc gọi đó bằng các âm hiệu (tone mời quay số, tone báo bận)

2 Phát mã số thuê của bao bị gọi vào tổng đài bằng cách thuê bao chủ gọi ấn số hay quay số trên máy điện thoại

3 Thông báo cho người sử dụng điện thoại biết tình trạng diễn biến việc kết nối mạch bằng các âm hiệu chuông, âm hiệu báo bận

4 Báo hiệu chuông kêu, tiếng nhạc, tiếng ve kêu, … cho thuê bao bị gọi biết là có người đang gọi mình

5 Biến âm thanh thành tín hiệu, phát sang máy đối phương và chuyển tín hiệu điện từ máy đối phương tới thành âm thanh

6 Báo hiệu cuộc gọi kết thúc

7 Khử tạp âm, chống tiếng dội, tiếng clíck khi phát xung quay số

8 Tự động điều chỉnh âm lượng và phối hợp trở kháng với đường dây

Ngoài ra còn có một số chức năng khác như : Hệ thống vi xử lí, hệ thống ghi âm, màn hình và các hệ thống hỗ trợ truyền dẫn làm cho máy có rất nhiều dịch vụ rất tiện lợi Cụ thể như:

Chuyển tín hiệu tính cước đến tổng đài

Gọi rút ngắn địa chỉ

Nhớ số thuê bao đặc biệt

Gọi lại …

CHƯƠNG II SƠ LƯỢC VỀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA VÀ Ý

TƯỞNG THIẾT KẾ

I./ Tầm quan trọng và ứng dụng của điều khiển từ xa

Đất nước ta đang trên đà phát triển và hội nhập với nền kinh tế thế giới Một đất nước phát triển không thể dựa vào một ngành nông nghiệp, lâm nghiệp, ngư nghiệp mà cần phải có một ngành công nghiệp phát triển mạnh Một nền công nghiệp phát triển mạnh luôn đi đôi với các thiết bị máy móc tinh vi hơn, phức tạp hơn Với nền công nghiệp phát triển như thế, điều khiển từ xa đóng vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước

Trong công nghiệp, tại các lò phản ứng, các nhà máy, hay tại những nơi có mức độ nguy hiểm cao mà con người không thể tiếp cận để điều khiển được Ta phải cần đến bộ điều khiển từ xa để điều khiển Trong công cuộc nghiên cứu vũ trụ, điều khiển từ xa được sử dụng trong các phi thuyền không người lái, các tàu

do thám không gian

Điều khiển từ xa không những phục vụ cho công nghiệp, quân sự, hay nghiên cứu khoa học, mà nó còn góp một phần không nhỏ vào phục vụ cho nhu cầu cuộc sống hằng ngày của chúng ta

Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hoá đất nước Con người phải dành rất nhiều thời gian cho cơng việc, luôn ở cơ quan, xí nghiệp, hay tại công trường nên ít có thời gian ở nhà Vì vậy điều khiển từ xa giúp chúng ta không cần phải về nhà mà cũng có thể điều đóng ngắt các thiết bị, hoặc tự động báo cho ta

biết khi ở nhà có sự cố

II./ Các dạng điều khiển từ xa

Dựa vào các ứng dụng thực tiễn của điều khiển từ xa ta có thể chia làm hai dạng Điều khiển từ xa bằng vô tuyến và điều khiển từ xa bằng hữu tuyến

1./ Điều khiển từ xa bằng vô tuyến

Ta có thể điều khiển từ xa bằng tia sáng hồng ngoại, hay sóng siêu âm Môi trường truyền là không khí.Với tia hồng ngoại ta chỉ có thể điều khiển các thiết bị ở khoảng cách gần Vì vậy nĩ được ứng dụng nhiều cho các thiết bị dân dụng

2./ Điều khiển từ xa bằng hữu tuyến

Với dàng điều khiển này ta lợi dụng vào đường truyền của mạng điện thoại để điều khiển các thiết bị từ xa Có thể sử dụng dây song hành, cáp đồng trục, cáp quang để truyền tải tín hiệu

a./ Dây song hành

Loại dây này chống ẩm, chống được nhiễu điện từ, Tuy nhiên khi sử dụng dây này ở tần số cao sẽ bị suy hao Sự suy hao này phụ thuộc vào chiều dài và đường kính dây dẫn

b./ Cáp đồng trục

Cáp đồng trục có khả năng chống nhiễu cao Tuy nhiên cáp đồng trục thì khó ghép nối, khi nơi phát và nơi thu quá xa sẽ gây mất cân bằng về mass, làm sinh ra dòng điện trên lưới ngoài, sẽ tác động đến làm nhiễu

c./ Cáp quang

Cáp quang có băng thông rất rộng (Từ vài chục MHz đến vài GHz) Cáp quang cho phép truyền thông tin với tốc độ cao, độ suy hao thấp, không bị ảnh hưởng của nhiễu trường điện từ, ít thay đổi đặc tính theo nhiệt độ, cách điện hoàn toàn giữa phần thu và phần phát

III/ Kĩ thuật gởi số bằng xung lưỡng âm đa tần (DUAL TONE MULTIFREQUENCY DTMF ).

1 Hệ thống DTMF

Hệ thống DTMF đang phát triển và đã trở thành phổ biến trong hệ thống điện thoại hiện đại hiện nay Hệ thống này còn gọi là hệ thống Touch-Tone, hệ thống được hình thành vào năm 1960 nhưng mãi đến năm 1970 mới được phát triển rộng rãi Hệ thống DTMF giờ đây trở thành chuẩn thay thế cho hệ thống xung kiểu cũ

DTMF (dual tone multi frequency) là tổng hợp của hai âm thanh Nhưng điểm đặc biệt của hai âm này là không cùng âm nghĩa là: tần số của hai âm thanh này không có cùng ước số chung với âm thanh kia Ví dụ như 750 và 500 thì có cùng ước số chung là 250 (750=250 x 3, 500= 250 x 2) vì vậy 750 và 500 là hai thanh cùng âm không thể kết hợp thành tín hiệu DTMF

Lợi điểm của việc sử dụng tín hiệu DTMF trong điện thoại là chống được nhiễu tín hiệu do đó tổng đài có thể biết chính xác được phím nào đã được nhấn Ngoài ra nó còn giúp cho người ta sử dụng điện thoại thuận tiện hơn Ngày nay

của loại điện thoại này có dạng ma trận chữ nhật gồm có 3 cột và 4 hàng tạo nên tổng cộng là 12 phím nhấn: 10 phím cho chữ số (0-9), hai phím đặc biệt là ‘* ’ và

‘# ’ Mỗi một hàng trên bàn phím được gán cho một tần số tone thấp, mỗi cột được gán cho tần số tone cao Mỗi một phím sẽ có một tín hiệu DTMF riêng mà được tổng hợp bởi hai tần số tương ứng với hàng và cột mà phím đó đang đứng Những tần số này đã được chọn lựa rất cẩn thận

Hình 7: Bàn phím chuẩn 12 phím Ngày nay để tăng khả năng sử dụng của điện thoại người ta phát triển thêm một cột nữa cho bàn phím điện thoại chuẩn tạo nên bàn phím ma trận 4x4 như hình

2 Tiếp nhận âm hiệu DTMF

Tần số DTMF được chọn kỹ để ở tổng đài có lẫn với những âm hiệu khác có

thể xuất hiện trên đường dây Bộ thu có những mạch lọc rất tốt chỉ để tiếp nhận

các tần số DTMF và có những mạch đo thời gian để đảm bảo âm hiệu xuất hiện trong thời gian ít nhất là 50ms trước khi nhận lại âm hiệu DTMF

Sau khi được nối thông đến người gọi, bộ thu đã được tách ra khỏi đường dây

và thuê bao có thể dùng bằng nút ấn để chỉnh tín hiệu DTMF đến người bị gọi

như là mạch truyền đưa số liệu tốc độ thấp

3 So sánh thời gian gửi số

Gửi số bằng lưỡng âm đa tần DTMF nhanh hơn cách quay số rất nhiều về mặt nguyên tắccũng như trên thực tế Với DTMF thời gian nhận được một số là

50ms và thời gian nghỉ giữa hai số là 50ms, tổng cộng là 100ms cho mỗi số Giả sử gởi đi 10 số:

Với DTMF mất: 100 ms x 10 = 1s

Với đĩa quay số : 5x10x100ms + 9x700ms = 11,3 s

Ngoài ưu điểm sử dụng dễ dàng, nhẹ, DTMF giảm thời gian chiếm dụng bộ thu

số rất nhiều, giảm bởi số lượng bộ thu số dẫn tới giảm giá thành tổng đài

4 Yêu cầu đối với bộ phát âm hiệu DTMF

Để kết nối tốt đối với đường dây là:

- Điện áp nguồn nuôi một chiều (DC) và mạch vòng phải được giữ ở mức ổn

định dù máy ở xa hay ở gần tổng đài

- Âm hiệu phải có mức điện ổn định

- Bộ phát âm hiệu DTMF phải hòa hợp tổng trở tốt đối với đường dây

Vấn đề nguồn nuôi đặt ra cho hai trường hợp đặc biệt: đường dây xa và đường dây gần Đường dây xa làm giảm dòng và điện áp đến máy để nuôi bộ tạo dao động, do đó máy này cần hoạt động ở điện áp thấp đến 3V Đối với đường dây gần, máy phải có khả năng nuốt bởi điện áp và dòng nếu tổng đài không có khả năng trang bị khả năng này

IV./ Ý tưởng thiết kế và nguyên lý hoạt động

Nguyên tắc của điều khiển thiết bị là: tùy vào mã đã được qui định người điều khiển sẽ nhấn số tương ứng với mục đích điều khiển của mình Mạch điều khiển thiết bị sẽ dựa vào những số của tổng đài gửi về giải mã từ dạng DTMF sang dạng nhị phân nhờ IC thu DTMF MT8870, số dưới dạng nhị phân từ IC MT8870 đưa về

sẽ được so sánh với số lưu sẵn trong vi điều khiển và xuất ra lệnh điều khiển đã được qui định cụ thể với từng số

DTMF DTMF Số nhị phân Lệnh điều khiển

Nguyên tắc của báo động là: khi nhận tín hiệu báo động từ cảm biến bên ngồi, vi điều khiển sẽ tự động xuất ra số (đã được lưu từ trước) dưới dạng nhị phân qua IC phát DTMF MT8880 (IC MT8880 làm nhiệm vụ chuyển đổi số từ dạng nhị phân sang cặp tần số DTMF và xuất lên đường truyền điện thoại đưa tới tổng đài )

Tín hiệu báo động Số nhị phân DTMF DTMF

Dựa vào đường truyền của mạng điện thoại, ta thiết kế hệ thống điều khiển từ xa qua đường dây điện thoại Hệ thống này thiết kế để điều khiển đóng ngắt các thiết bị từ xa với sự giúp đỡ của vi điều khiển 89c51 Hệ thống được thiết kế trên mô hình đóng ngắt 4 thiết bị và phản hồi kết quả bằng giọng nói được lưu trữ trong chip ISD 1420 Mạch điều khiển từ xa được mắc song với đường dây thoại Khi có cuộc gọi vào số thuê bao Sau những hồi chuông nhất định (Số lần đổ chuông do ta đặt) Bộ xử lý trung tâm kích hoạt mạch tạo tải giả hoạt động để kết nối thuê bao Sau khi hai thuê bao đã kết nối Mạch điều khiển sẽ phát ra câu thông báo: “ nhập password “ Khi đó người điều khiển sẽ nhập password (password ở đây là 3, 4, 5) Nếu nhập đúng, mạch sẽ phát ra câu thơng báo “đăng nhập thành cơng, nhấn phím chức năng” Nếu nhập sai password nào thì mạch sẽ phát ra thông báo: “sai, nhập lại” Liên tiếp nhập sai ba lần thì mạch tự động điều

báo động cháy và kiểm tra chuơng Khi nhập đúng mật mã, người điều khiển có thể tắt thiết bị, mở thiết bị, tắt hết thiết bị hoặc kiểm tra trạng thái các thiết bị khi điều khiển xong cĩ thể nhấn phím thốt để trả lại mạch về trạng thái ban đầu Nếu người điều khiển muốn kiểm tra tất cả các trạng thái của thiết bị trước khi điều khiển thì nhấn số 9 ( Số 9 được quy định là mã kiểm tra trạng thái tất cả các thiết

bị ) Sau khi nhấn số 9 người điều khiển sẽ được nghe thông báo về trạng thái của thiết bị Ví dụ: khi thiết bị 1 mở, thiết bị 2 tắt, thiết bị 3 mở, thiết bị 4 tắt, mạch

sẽ phát ra thơng báo lần lượt như sau: “ thiết bị đã mở, thiết bị đã tắt, thiết bị đã mở, thiết bị đã tắt

Bây giờ người điều khiển có thể tắt hay mở thiết bị Nếu muốn tắt thiết bị thì bấm phím “6” (Số “6” được quy định là mã tắt thiết bị) Nếu muốn bật thiết

bị thì bấm phím “7” (Số “7” được quy định là mã mở thiết bị) Nếu muốn tắt hết nhấn phím “8” ( Số “8” được qui định là mã tắt hết thiết bị) Còn muốn tắt hoặc mở thiết bị nào thì tùy thuộc vào mã thiết bị

Trong hệ thống này các số được quy định cho các thiết bị như sau:

Số 1 tương ứng cho thiết bị 1

• Số 2 tương ứng cho thiết bị 2

• Số 3 tương ứng cho thiết bị 3

• Số 4 tương ứng cho thiết bị 4

Trong khi điều khiển, người điều khiển đã chọn phím tắt hoặc phím mở nhưng lại khơng nhập đúng mã của từng thiết bị thì sau khi nhập sai 3 lần mạch sẽ tự động thốt

Khi điều khiển xong, muốn kiểm tra lại trạng thái các thiết bị thì bấm lại mã số 9 Sau khi điều khiển xong, mạch sẽ tự động kiểm tra xem cĩ điều khiển tiếp hay khơng và sau khoảng thời gian nhất định (khoảng 10s) mạch sẽ tự động ngắt tải giả, quay về trạng thái ban đầu và kiểm tra cĩ tín hiệu báo động hay tín hiệu chuơng khơng, người điều khiển cũng cĩ thể nhấn phím 5 để thốt ngay và trả lại mạch về trạng thái ban đầu

CHƯƠNG III TÌM HIỂU VỀ CÁC IC SỬ DỤNG TRONG

ĐỀ TÀI

IC AT89C51

I GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG HỌ MCS –51(89C51)

1 Giới thiệu IC họ MCS- 51

Là họ IC vi điều khiển do hãng Intel sản xuất Các IC tiêu biểu cho họ là 8031và 8051,8951 các sản phẩm họ MCS-51 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển

Các đặc điểm IC 8951 được tóm tắt như sau:

• 4KB Rom nội, có thể lập trình lại nhanh và có thể chịu được hơn 1000 chu kì ghi/xóa

• Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz

• 2 Bộ định thời 16 bit

• 128byte ram nội

• 4 Port xuất/nhập I/O 8 bit

• Giao tiếp nối tiếp

• 64 KB vùng nhớ mã ngoài

• 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài

• Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn)

• 210 vị trí nhớ có thể định vị bit

• 4 µs cho hoạt động nhân hoặc chia

2.Sơ đồ khối của AT89C51

Hình 9: Sơ đồ khối của AT89c51

II KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN 89C51– CHỨC NĂNG CỦA TỪNG CHÂN

1 Sơ đồ chân 89C51

Hình 10: Sơ đồ chân của 89c51

2 Chức năng của các chân 8951

• Port 0: là port có 2 chức năng ở các chân 32 –> 39 của IC 8951.Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường I/O Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu

• Port 1: là port I/O trên các chân 1-8 Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2, … có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần

• Port 2: là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21- 28 được dùng như các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng

• Port 3:là port có tác dụng kép trên các chân 10-17 Các chân của port này có nhiều chức năng

Hình 11: Chức năng từng chân port 3

3 Các ngõ tín hiệu điều khiển

• Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable) : là tín hiệu ngõ ra ở chân 29

có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng thường được nói đến chân 0E\ (output enable) của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh

• Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable): Tín hiệu ra ALE

ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung

• 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

• Ngõ tín hiệu EA\(External Access) : Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường

được lên mức 1 hoặc mức 0 Nếu ở mức 1, 8951 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte Nếu ở mức 0, 8951 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng Chân EA\ được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 8951

• Ngõ tín hiệu RST (Reset) : Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của

8951 Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset

• Các ngõ vào bộ dao động X1,X2 : Bộ dao động được tích hợp bên trong

8951 khi sử dụng 8951 người thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ Tần số thạch anh thường sử dụng cho 8951 là 12Mhz

Bit Tên Chức năng chuyển đổi

INT1\

T0 T1 WR\

RD\

Ngõ vào dữ liệu nối tiếp

Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp

Ngõ vào ngắt cứng thứ 0

Ngõ vào ngắt cứng thư 1

Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 0

Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 1

Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài

Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

CODE Memory

Enable via PSEN

DATA Memory

Enable via

RD &

WR

CHIP Memory

ON-III CẤU TRÚC BÊN TRONG VI ĐIỀU KHIỂN

1 Tổ chức bộ nhớ

Bản đồ bộ nhớ Data trên Chip như sau:

2 RAM và Các thanh ghi chức năng đặc biệt

Bộ nhớ trong 8951 bao gồm EPROM và RAM RAM trong 8951 bao gồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, các bank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt

IC 8951 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard: có những vùng bộ nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu Chương trình và dữ liệu có thể chứa bên trong 8951 nhưng 8951 vẫn có thể kết nối với 64K byte bộ nhớ chương trình và 64K byte dữ liệu

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

• Ngăn xếp bên trong Ram nội nhỏ hơn so với Ram ngoại

A 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 FFH

• Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH

RAM đa dụng:

• Ta thấy 80 byte đa dụng chiếm các địa chỉ từ 30H đến 7FH, 32 byte dưới từ 00H đến 1FH cũng có thể dùng với mục đích tương tự 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: 8951 chứa 210 bit được địa chỉ hóa, trong đó có 128 bit có chứa các byte có chứa các địa chỉ từ 20F đến 2FH và các bit còn lại chứa trong nhóm thanh ghi có chức năng đặc biệt Ý tưởng truy xuất từng bit bằng phần mềm là các đặc tính mạnh của Microcontroller xử lý chung Các bít có thể được đặt, xóa, AND, OR, …, với 1 lệnh đơn Đa số các Microcontroller xử lý đòi hỏi một chuỗi lệnh đọc– sửa- ghi để đạt được mục đích tương tự Ngoài ra các port cũng có thể truy xuất được từng bit

• 128 bit truy xuất từng bit này cũng có thể truy xuất như các byte hoặc như các bit phụ thuộc vào lệnh được dùng

B.Các bank thanh ghi

• 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 đến R7 và theo mặc định sau khi reset hệ thống, các thanh ghi này có các địa chỉ từ 00H đến 07H

• Các lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 sẽ ngắn hơn và nhanh hơn so với các lệnh có chức năng tương ứng dùng kiểu địa chỉ trực tiếp Các dữ liệu được dùng thường xuyên nên dùng một trong các thanh ghi này

• Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một bank thanh ghi được truy xuất bởi các thanh ghi R0 đến R7 đề chuyển đổi việc truy xuất các bank thanh ghi ta phải thay đổi các bit chọn bank trong thanh ghi trạng

thái

C Các thanh ghi 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) ở vùng trên của RAM nội từ địa chỉ 80H đến FFH

Chú ý: Tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH không được định nghĩa, chỉ có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt được định nghĩa sẵn các địa chỉ Ngoại trừ thanh ghi A có thể được truy xuất ngầm như đã nói, đa số các thanh ghi có chức năng đặc biệt SFR có thể địa chỉ hóa từng bit hoặc byte

IV./ TẬP LỆNH CỦA 89C51

1./ Nhĩm lệnh xử lí số học:

ADD A,Rn (1byte, 1 chu kỳ máy) : cộng nội dung thanh ghi Rn vào thanh ghi A ADD A,data (2,1): Cộng trực tiếp 1 byte vào thanh ghi A

ADD A,@Ri (1,1): Cộng gián tiếp nội dung RAM chứa tại địa chỉ

được khai báo trong Ri vào thanh ghi A

ADD A,#data (2,1):Cộng dữ liệu tức thời vào A

ADD A,Rn (1,1): Cộng thanh ghi và cờ nhớ vào A

ADD A,data (2,1): Cộng trực tiếp byte dữ liệu và cờ nhớ vào A

ADDC A,@Ri (1,1): Cộng gián tiếp nội dung RAM và cờ nhớ vào A ADDC A,#data (2,1): Cộng dữ liệu tức thời và cờ nhớ vào A

SUBB A,Rn (1,1): Trừ nội dung thanh ghi A cho nội dung thanh ghi Rn và

cờ nhớ

SUBB A,data (2,1): Trừ trực tiếp A cho một số và cờ nhớ

SUBB A,@Ri (1,1): Trừ gián tiếp A cho một số và cờ nhớ

SUBB A,#data (2,1): Trừ nội dung A cho một số tức thời và cờ nhớ

INC A (1,1): Tăng nội dung thanh ghi A lên 1

INC Rn (1,1): Tăng nội dung thanh ghi Rn lên 1

INC data (2,1): Tăng dữ liệu trực tiếp lên 1

INC @Ri (1,1): Tăng gián tiếp nội dung vùng RAM lên 1

DEC A (1,1): Giảm nội dung thanh ghi A xuống 1

DEC Rn (1,1): Giảm nội dung thanh ghi Rn xuống 1

DEC data (2,1): Giảm dữ liệu trực tiếp xuống 1

DEC @Ri (1,1): Giảm gián tiếp nội dung vùng RAM xuống 1

INC DPTR (1,2): Tăng nội dng con trỏ dữ liệu lên 1

MUL AB (1,4): Nhân nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi B DIV AB (1,4): Chia nội dung thanh ghi A cho nội dung thanh ghi B

DA A (1,1,): hiệu chỉnh thập phân thanh ghi A

ANL A,#data (2,1): AND nội dung thanh ghi với dữ liệu tức thời

ANL data,A (2,1): AND một dữ liệu trực tiếp với A

ANL data,#data (3,2): AND một dữ liệu trực tiếp với A một dữ liệu tức thời ANL C,bit (2,2): AND cờ nhớ với 1 bit trực tiếp

ANL C,/bit (2,2): AND cờ nhớ với bù 1 bit trực tiếp

ORL A,Rn (1,1): OR thanh ghi A với thanh ghi Rn

ORL A,data (2,1): OR thanh ghi A với một dữ liệu trực tiếp

ORL A,@Ri (1,1): OR thanh ghi A với một dữ liệu gián tiếp

ORL A,#data (2,1): OR thanh ghi A với một dữ liệu tức thời

ORL data,A (2,1): OR một dữ liệu trực tiếp với thanh ghi A

ORL data,#data (3,1) :OR một dữ liệu trực tiếp với một dữ liệu tức thời

ORL C,bit (2,2): OR cờ nhớ với một bit trực tiếp

ORL C,/bit (2,2): OR cờ nhớ với bù của một bit trực tiếp

XRL A,Rn (1,1): XOR thanh ghi A với thanh ghi Rn

XRL A,data (2,1): XOR thanh ghi A với mộ dữ liệu trực tiếp

XRL A,@Ri (1,1): XOR thanh ghi A với một dữ liệu gián tiếp

XRL A,#data (2,1): XOR thanh ghi A với mộ dữ liệu tức thời

XRL data,A (2,1): XOR một dữ liệu trực tiếp với thanh ghi A

XRL dara,#data (3,1): XOR một dữ liệu trực tiếp với một dữ liệu tức thời

SETB C (1,1): Đặt cờ nhớ

SETB bit (2,1): Đặt một bit trực tiếp

CLR A (1,1): Xóa thanh ghi A

CLR C (1,1): Xóa cờ nhớ

CPL A (1,1): Bù nội dung thanh ghi A

CPL C (1,1): Bù cờ nhớ

CPL bit (2,1): Bù một bit trực tiếp

RL A (1,1): Quay trái nội dung thanh ghi A

RLC A (1,1): Quay trái nội dung thanh ghi A qua cờ nhớ

RR A (1,1): Quay phải nội dung thanh ghi A

RRC A (1,1): Quay phải nội dung thanh ghi A qua cờ nhớ

SWAP (1,1): Quay trái nội dung thanh ghi A 1 nibble (1/2byte)

3./ Nhĩm lệnh di chuyển dữ liệu:

MOV A,Rn (1,1):Chuyển nội dung thanh ghi Rn vào thanh ghi A

MOV A,data (2,1): Chuyển dữ liệu trực tiếp vào thanh ghi A

MOV A,@Ri (1,1): Chuyển dữ liệu gián tiếp vào thanh ghi A

MOV A,#data (2,1): Chuyển dữ liệu tức thời vào thanh ghi A

MOV Rn,data (2,2): Chuyển dữ liệu trực tiếp vào thanh ghi Rn

MOV Rn,#data (2,1): Chuyển dữ liệu tức thời vào thanh ghi Rn

MOV data,A (2,1): Chuyển nội dung thanh ghi A vào một dữ liệu trực tiếp MOV data,Rn (2,2): Chuyển nội dung thanh ghi Rn vào một dữ liệu trực tiếp MOV data,data (3,2): Chuyển một dữ liệu trực tiếp vào một dữ liệu trực tiếp MOV data,@Ri (2,2): Chuyển một dữ liệu gián tiếp vào một dữ liệu gián tiếp MOV data,#data (3,2): Chuyển một dữ liệu tức thời vào một dữ liệu trực tiếp MOV @Ri,A (1,1): Chuyển nội dung thanh ghi A vào một dữ liệu gián tiếp MOV @Ri,data (2,2): Chuyển một dữ liệu trực tiếp vào một dữ liệu gián tiếp MOV @Ri,#data (2,1): Chuyển dữ liệu tức thời vào dữ liệu gián tiếp

MOV C,bit (2,1): Chuyển một bit trực tiếp vào cờ nhớ

MOV bit,C (2,2): Chuyển cờ nhớ vào một bit trực tiếp

MOV A,@A+DPTR (1,2): Chuyển byte bộ nhớ chương trình có địa chỉ là

@A+DPRT vào thanh ghi A

MOVC A,@A+PC (1,2): Chuyển byte bộ nhớ chương trình có địa chỉ là

@A+PC vào thanh ghi A

MOVX A,@Ri (1,2): Chuyển dữ liệu ngoài (8 bit địa chỉ) vào thanh ghi A MOVX A,@DPTR(1,2): Chuyển dữ liệu ngoài (16 bit địa chỉ) vào thanh ghi A MOVX @Ri,A (1,2): Chuyển nội dung A ra dữ liệu ngoài (8 bit địa chỉ)

MOVX @DPTR,A(1,2): Chuyển nội dung A ra dữ liệu bên ngoài (16 bit địa chỉ) PUSH data (2,2): Chuyển dữ liệu trực tiếp vào ngăn xếp và tăng SP

POP data (2,2): Chuyển dữ liệu trực tiếp vào ngăn xếp và giảm SP XCH A,Rn (1,1): Trao đổi dữ liệu giữa thanh ghi Rn v2 thanh ghi A

XCH A,data (2,1): Trao đổi giữa thanh ghi A và một dữ liệu trực tiếp XCH A,@Ri (1,1): Trao đổi giữa thanh ghi A và một dữ liệu gián tiếp XCHD A,@R (1,1): Trao đổi giữa nibble thấp (LSN) của thanh ghi A và LSN

của dữ liệu gián tiếp

4./ Nhĩm lệnh điều khiển rẽ nhánh:

ACALL addr11 (2,2): Gọi chương trình con dùng địa chì tuyệt đối

LCALL addr16 (3,2): Gọi chương trình con dùng địa chỉ dài

RET (1,2): Trở về từ lệnh gọi chương trình con

RET1 (1,2): Trở về từ lệnh gọi ngắt

AJMP addr11 (2,2): Nhảy tuyệt đối

LJMP addr16 (3,2): Nhảy dài

SJMP rel (2,2):Nhảy ngắn

JMP @A+DPTR (1,2): Nhảy gián tiếp từ con trỏ dữ liệu

JZ rel (2,2): Nhảy nếu A=0

JNZ rel (2,2): Nhảy nếu A không bằng 0

JC rel (2,2): Nhảy nếu cờ nhớ được đặt

JNC rel (2,2): Nhảy nếu cờ nhớ không được đặt

JB bit,rel (3,2): Nhảy tương đối nếu bit trực tiếp được đặt

JNB bit,rel (3,2):Nhảy tương đối nếu bit trực tiếp không được đặt

JBC bit,rel (3,2): Nhảy tương đối nếu bit trực tiếp được đặt , rồi xóa bit CJNE A,data,rel (3,2): So sánh dữ liệu trực tiếp với A và nhảy nếu không bằng

CJNE A,#data,rel (3,2): So sánh dữ liệu tức thời với A và nhảy nếu không bằng CJNE Rn,#data,rel (3,2): So sánh dữ liệu tức thời với nội dung thanh ghi Rn

và nhảy nếu không bằng

CJNE @Ri,#data,rel (3,2): So sánh dữ liệu tức thời với dữ liệu gián tiếp và

nhảy nếu không bằng

DJNZ Rn,rel (2,2): Giản thanh ghi Rn và nhảy nếu không bằng

DJNZ data,rel (3,2): Giảm dữ liệu trực tiếp và nhảy nếu không bằng

IC MT8870

MT8870 là một linh kiện ISO – CMOS bao gồm các mạch lọc và giải mã cho

sự ghi nhận một cặp tone (tần số chuẩn DTMF : Dual Tone Multi Frequency) với đầu ra là mã 4 bit nhị phân Nó thích hợp cho các ứng dụng ở các thiết bị điều khiển

từ xa, hệ thống điện thoại nhận số, tổng đài nội bộ PABX, hệ thống thẻ tín dụng, máy tính cá nhân …

Hình 14: Sơ đồ chân MT8870

- PIN 1(IN+) : Non –Investing op-amp, ngõ vào không đảo

- PIN 2 (IN-) : Investing op-amp, ngõ vào đảo

- PIN 3 (GS) : Gain Select ,giúp truy xuất ngõ ra của bộ khuếch đại vi sai đầu cuối qua điện trở hồi tiếp

- PIN 4 (Vref) : Reference Voltage (ngõ ra) thông thường bằng VDD/2

- PIN 5 (INH) : Inhibit (ngõ vào) khi chân này ở mức logic cao thì không nhận dạng được ký tự A, B, C ở ngõ ra (undelected)

- PIN 6 (PWDN) : Power down (ngõ vào), tác động mức cao Khi chân này tác động thì sẽ cấm mạch dao động và IC 8870 họat động

- PIN 7 (OSC 1) : Clock gõ vào MHz

- PIN 8 (OSC 2) : Clock ngõ ra

- Nối hai chân 7 và chân 8 với thạch anh 3,58 MHz để tạo một mạch dao động nội

- PIN 9 (Vss) : điện áp mass

- PIN 10 (TOE) : Three Stage Output Enable (ngõ vào), ngõ ra Q1 – Q4 hoạt động khi TOE ở mức cao

- PIN 11 14 : từ Q1 Q4 ngõ ra, khi TOE ở mức cao các chân này cung cấp mã tương ứng với các cặp tone dò tìm được (theo bảng chức năng), khi TOE ở mức thấp

- PIN 15 (STD) : Delayed Steering (ngõ ra), ở mức cao khi gặp tần số tone đã dược ghi nhận và gõ ra chốt thích hợp, trở về mức thấp khi điện áp trên ST/ GT ngỏ hơn điện áp ngưỡng VTST

- PIN 16 (EST) : Early Steering (ngõ ra), chân này lên mức [1] khi bộ thuật toán nhận được cặp tone và trở về mức [0] khi mất tone

- PIN 17 (ST/GT) : Steering Input /Guard tune output (ngõ ra), khi điện áp VC lớn hơn VTST thì ST sẽ điều khiển dò tìm cặp tone và chốt ngõ ra

- PIN 18 (VDD) : điện áp cung cấp, thường là + 5V

Sơ đồ khối

Hình 15: Sơ đồ khối MT8870

Chức năng

IC thu tone MT8870 bao gồm một bộ thu DTMF chất lượng cao (kèm bộ khuếch đại ) và một bộ tạo DTMF giúp cho việc tổng hợp đóng ngắt tone được chính xác

Cấu hình ngõ vào

Thiết kế đầu vào của MT8870 cung cấp một bộ khuếch đại OPAMP ngõ vào

vi sai cũng như một ngõ vào VREF để điều chỉnh thiên áp cho đầu vào tại VDD/2 Chân GS giúp nối ngõ ra bộ khuếch đại với ngõ vào qua một điện trở ngòai để điều chỉnh độ lợi

Khối Dial tone filter

Khối này sẽ tách tín hiệu tone thành nhóm tần số tháp và nhóm tần số cao Thực hiện việc này nhờ 2 bộ lọc thông qua bậc 6 Một từ 697 HZ đến 941 HZ và một từ 1209 HZ đến 1633 HZ Cả hai nhóm tín hiệu này được biến đổi thành xung vuông bởi bộ dò Zero Crossing

Khối High group filter và Low group filter

- High group filter là bộ lọc 6 để lọc nhóm tần số cao có băng thông từ 697 HZ đến 941 HZ

- Low group filter là bộ lọc 6 để lọc nhóm tần số thấp có băng thông từ 1209 HZ đến 1633HZ

- Ngòai ra, có bộ Zero crossing detectors có nhiệm vụ dò mức không để biến đổi tín hiệu thành xung vuông

Khối Digital detection argorethm

Khối này là bộ thuật tóan dùng kỹ thuật số để xác định tần số của các tone đến

và kiểm tra chúng tương ứng với tần số chuẩn DTMF Nhờ giải thuật lấy trung bình phức tạp (complex averaging) giúp lọai trừ các tone giả tạo thành do tiếng nói trong khi vẫn bảo đảm một khỏang biến động cho tone thực do bị lệch Khi bộ kiểm tra nhận dạng được hai tone đúng thì đầu ra EST (Early Steering) sẽ lên mức active (tác động ) Lúc không nhận được tín hiệu tone thì ngõ ra EST sẽ ở mức Inactive (không tác động )

Mạch Steering

Trước khi thu nhận một cặp tone đã giải mã, bộ thu phải kiểm tra xem thời hằng của tín hiệu có đúng không Việc kiểm tra này được thực hiện bởi một bộ RC mắc ngòai

Khi chân EST lên high (mức logic cao ) làm cho Vc tăng lên khi tụ xả Khi

mà chân Est vẩn còn high trong một thời đọan hợp lệ thì Vc tiến mức ngưỡng VTST của logic Steering để nhận một cặp tone Điện thế VC chính là điện thế ngõ vào ST/GT, do đó ngõ vào ST/GT có điện thế lớn hơn mức ngưỡng VTST , điều này làm cho cặp tone được ghi nhận và 4 bit dữ liệu tương ứng được đưa vào ngõ ra của bộ chốt Lúc đó chân EST cùng với chân ST/GT vẫn tiếp tục ở mức cao Cuối cùng sau một thời gian trễ ngắn cho phép việc chốt dữ liệu thực hiện xong thì chân STD của mạch Steering lên mức logic cao báo hiệu rằng cặp tone đã được ghi nhận

Dữ liệu thu được sẽ đi ra 2 chiều (data bus) khi mạch Steering được đọc Mạch Steering lại họat động nhưng theo chiều ngược lại để kiểm tra khoảng dừng giữa hai số quay Vì vậy bộ thu vừa bỏ qua các tín hiệu quá ngắn không hợp lệ lại vừa chấp nhận các khỏang ngắt quá nhỏ không thể coi dừng giữa các số Chức năng này, cũng như khả năng chọn thời hằng steering bằng mạch ngòai cho phép người thiết kế điều chỉnh họat động cho phù hợp với các đòi hỏi khác nhau của ứng dụng

Mạch clock DTMF

Mạch clock bên trong được sử dụng có tần số cộng hưởng là 3,579545 MHZ Một nhóm IC MT8870 có thể được nối với nhau dùng chung một dao động thạch anh

Bảng giải mã các tín hiệu DTMF

IC MT8880

MT8880 có khả năng thu, phát tín hiệu DTMF, ưu điểm nổi bật so với các loại IC khác là: có thể lập trình giao tiếp với uP, chế độ hoạt động phong phú , Dual Tone, Single Tone, Call Progress … Hình sau là sơ đồ chân linh kiện :

Hình 18: Sơ đồ chân MT8880

Chân Tên Chức năng

1 IN+ Ngõ vào không đảo

2 IN- Ngỏ vào đảo

4 VRef Reference Voltage output

5 VSS GND

6 OSC1 Oscillator input

7 OSC2 Oscillator output

8 TONE Tone DTMF out put

9 R/W Read/Write

11 RS0 Register Select input

12 Þ2 System Clock input

13 IRQ/CP Interrupt Request

14-17 D0-D3 Data bus

18 Est Early Steering ouput

19 St/Gt Steering input/ Guard Time output

20 VCC Power

Hình 19b: sơ đồ khối MT8880 Nhà sản xuất cho phép giao tiếp MT8880 với VXL để thu phát tín hiệu DTMF Có 5 thanh ghi bên trong MT8880, được chia thành 3 nhóm, bao gồm : nhóm thu phát dữ liệu, nhóm điều khiển và cuối cùng là thanh ghi trạng thái

Thanh ghi dữ liệu thu (Receive Data Register ) chứa mã nhị phân của cặp tone vừa thu được và là thanh ghi chỉ đọc

Thanh ghi dữ liệu phát (Transmit Data Register), chỉ ghi, VXL đưa mã nhị phân của cặp tone cần phát lên thanh ghi này

Việc thu phát tone, định chế độ hoạt động được thiết lập bởi 2 thanh ghi điều khiển CRA & CRB, đặc biệt, 2 thanh ghi này có cùng địa chỉ truy cập, việc xác định thanh ghi nào đang được dùng được set bởi bit thứ 3 (RSEL) của CRA

Bảng sau chỉ ra địa chỉ truy cập các thanh ghi của MT8880:

Các mode hoạt động của MT8880 được quy định bởi các bit trong thanh ghi điều khiển CRA & CRB

• Thanh ghi CRA:

0 Tone Out 0 :Ngưng phát tone ; 1 :Phát tone

1 Control Mode

0 :Thu và phát DTMF

1 :Phát DTMF (chiều dài bursts 104 ms) Thu nhận tone báo hiệu xử lý cuôc gọi

2 Interrupt Enable 0 :Kiểm tra việc thu DTMF 1 :Cho phép ngắt trên chân 13

3 Register Select 0 :Lần ghi kế tiếp sẽ là thanh ghi CRA 1 :Lần ghi kế tiếp sẽ là thanh ghi CRB

Hình 21: Thanh ghi CRA

• Thanh ghi CRB:

0 Burst 0 :Bursts mode (52 ms hoặc 104 ms) 1 :Phát DTMF liên tục

1 Test 0 :Hoạt động bình thường 1 :Test timing bit trên chân 13

2 Single/Dual 0 :Phát cặp tone 1 :Phát đơn tone , hàng hay cột (tuỳ thuộc bit 3)

3 Colum/Row 0 :Phát đơn tone cho hàng 1 :Phát đơn tone cho cột

Hình 22: Thanh ghi CRB

• Thanh ghi trạng thái :

Bit Tên Set Cờ Trạng Thái Xoá Cờ Trạng Thái

1

Thanh ghi dữ liệu phát rỗng (burst)

Thời gian pause chấm dứt, thanh ghi dữ liệu phát sẵn sàng cho tone kế tiếp

Được xoá sau khi đọc thanh ghi trạng thái , hoặc không đang ở chế độ burst

2 dữ liệu thu Thanh ghi

đã đầy

Dữ liệu hiện diện trên thanh ghi dữ liệu thu Được xoá sau khi đọc thanh ghi trạng thái

3 /Steering /Delay Set khi chưa nhận nhận được tín hiệu DTMF Xoá khi nhận dạng được tín hiệu DTMF

Hình 23: Thanh ghi trạng thái

• QUÁ TRÌNH GHI VÀ ĐỌC CÁC THANH GHI :

Bắt đầu với CS=1 , quá trình ghi dữ liệu trong thanh ghi thông qua các bước sau :

1 Chuyển bus dữ liệu (của VXL) ở chế độ xuất

2 Đưa dữ liệu ra bus

3 Thiết lập cho bit RS0, RS0=1 :ghi dữ liệu , = 0 ghi lệnh

4 Xoá bit R/W , thông báo cho việc ghi dữ liệu

5 Xoá bit CS , tích cực chip

6 Set bit CS , ngưng quá trình ghi dữ liệu , ngưng chọn chip Tương tự cho quá trình đọc thanh ghi , bắt đầu với CS=1 :

1 Chuyển bus dữ liệu sang chế độ nhập

2 Set bit R/W , thông báo cho việc đọc dữ liệu

3 Thiết lập bit RS0 , RS0=1 : đọc dữ liệu , =0 : đọc trạng thái

4 Xoá bit CS, tích cực MT8880

5 Đọc dữ liệu trên bus

6 Set bit CS , ngưng quá trình đọc dữ liệu , ngưng chọn chip