9015V phát 2 giây ngắt quãng 4 giây được nắn thành dòng một chiều, lọc phẳng và cấp điện cho mạch dao động tần số chuông âm tần, khuếch đại rồi đưa ra loa hoặc đĩa phát âm báo hiệu cho
Trang 13 Mạch tín hiệu chuông
Thu tín hiệu chuông cho tổng đài gọi đến có tần số 253Hz 9015V phát 2 giây ngắt quãng 4 giây được nắn thành dòng một chiều, lọc phẳng và cấp điện cho mạch dao động tần số chuông âm tần, khuếch đại rồi đưa ra loa hoặc đĩa phát âm báo hiệu cho thuê bao biết có cuộc gọi tới Mạch chuông có tính chọn lọc tần số và tính phi tuyến sao cho nó chỉ làm việc với dòng chuông mà không liên quan đến dòng một chiều, dòng đàm thoại, tín hiệu chọn số để tránh động tác nhầm
4 Mạch chốn đảo cực
Để cấp điện áp một chiều từ tổng đài đưa đến các khối của máy luôn luôn có cực tính cố định để chống ngược nguồn làm hỏng IC trong máy điện thoại Mạch thướng dùng cầu diod
5 Chuyển mạch nhấc đặt được điều khiển bằng nút gác tổ hợp:
Ở trạng thái nghỉ, tổ hợp đặt trên máy điện thoại, mạch thu chuông được đấu lên đường dây thuê bao để thường trực chờ đón dòng chuông từ tổng đài gọi tới, còn các mạch khác (ấn phím, chọn số, đàm thoại … ) bị ngắt ra khỏi đường dây
Ở trạng thái làm việc, tổ hợp được nhấc lên, mạch thu chuông bị ngắt, các mạch khác đấu vào đường dây thuê bao (chọn số và đàm thoại …) Chuyển mạch nhấc đặt có thể bằng cơ khí, từ, quang… tùy theo loại máy
6 Mạch thu phát tín hiệu:
Gọi bằng đĩa quay số hay bằng bàn phím để phát tín hiệu chọn số của thuê bao bị gọi tới tổng đài ở dạng xung thập phân (pulse) hay Tone (tín hiệu song âm
đa tần DTMF)
7 Mạch diệt tiếng keng, clíc
Khi gọi số, do ảnh hưởng của tín hiệu xung chọn số vào mạch thu chuông làm cho chuông kêu leng keng Vì vậy cần phải diệt tiếng động này bằng cách ngắt mạch thu chuông khi phát tín hiệu chọn số Khi phát tín hiệu chọn số còn xuất hiện các xung số cảm ứng vào ống nghe làm nó kêu lọc cọc, đó là tiếng clíc do vậy khi chọn số cần ngắt mạch đàm thoại
8 Mạch điều chỉnh âm lượng
Do độ dài của đường dây thuê bao biến đổi nên suy hao của nó cũng biến đổi, nếu đường dây thuê bao càng dài thì suy hao tín hiệu thoại càng lớn dẫn đến độ nghe rõ bị giảm Hoặc đường dây quá ngắn, tín hiệu thoại quá mạnh có thể gây tự kích Vì vậy, để khắc phục hiện tượng đó, trong các máy điện thoại người ta thiết kế các bộ khuếch đại nói, nghe có bộ phận AGC (tự động điều khuếch) để điều chỉnh hệ số khuếch đại phù hợp Nếu máy ở xa tổng đài, điện trở vòng đường dây lớn thì hệ số khuếch đại nghe, nói phải lớn, còn máy ở gần tổng đài thì hệ số khuếch đại nghe, nói phải giảm bớt
Click to buy NOW!
w
w
w
.d ocu -tra c k. co
w d ocu -tra c k. co
m
Trang 29 Mạch đàm thoại:
Gồm ống nói, ống nghe, mạch khuếch đại nói, nghe, dùng cho việc đàm thoại giữa hai thuê bao
10 Cầu sai động:
Phân mạch nói nghe, kết hợp với mạch cân bằng trở kháng đường dây để khử
trắc âm
II KỸ 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 thọai 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 multifrequency) là tổng hợp của hai âm thanh Nhưng điểm đặt 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 thanhcùng 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 hầu hết các hệ thống điện thoại đều sử dụng tín hiệu DTMF Bàn phím chuẩn 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 (hình 2) 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
w
w
.d ocu -tra c k. co
w d ocu -tra c k. co
m
Trang 3Ngày 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
3
2 Tiếp nhận âm hiệu DTMF:
Tần số DTMF được chọn kỹ để ở tổng đài có lẫn với những âm hiệu khác co
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 trườc 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
1209Hz 1336Hz 1477Hz
697Hz
770Hz 852Hz 941Hz
Hình 2 : Bàn phím chuẩn 12 phím DTMF
1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz 697Hz
770Hz 852Hz 941Hz
Hình 3 : Bàn phím chuẩn 16 phím DTMF
9
8
7
3
9
8
7
B
C
D
Click to buy NOW!
w
w
w
.d ocu -tra c k. co
w d ocu -tra c k. co
m
Trang 43 So sánh thời gian gửi số:
Gửi số bằng lưỡng âm đa tần DTMF nhanh hơn cách quay số rất nhiều về mặt nguyên tắt cũng như trên thực tế Với DTMF thời gian nhận được một chữ là 50ms
và thời gian nghỉ giữa hai số là 50ms, tổng cộng là 100ms cho mỗi số Giả sử gửi 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 giản 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
- Aâm 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
III NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI ẤN PHÍM
w
w
.d ocu -tra c k. co
w d ocu -tra c k. co
m
Trang 5PHẦN III THIẾT KẾ CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ KHỐI – NGUYÊN LÝ HOẠT
ĐỘNG
I SƠ ĐỒ KHỐI:
CPU
CHỐT DATA
RAM NHỚ
EPROM
ĐỊA CHỈ
KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
THU
LED HIỂN THỊ
NGUỒ
N
Click to buy NOW!
w
w
w
.d ocu -tra c k. co
w d ocu -tra c k. co
m
Trang 6thống và thi hành các hoạt động đếm và tính cuớc điện thoại trên dữ liệu Nó là tập hợp các mạch logic thực hiện các hoạt động đem về các lệnh và thực thi các lệnh
2 Khối EPROM :
Đây là khối lưu trữ chương trình hoạt động chính của khối CPU, nội dung không bị mất khi mất điện Chương trình phần mềm được nạp ở đây
3 Khối RAM nhớ ngoài:
Lưu trữ tạm thời các thông số của cuộc gọi, cũng như khả năng thay đổi
chương trình do người sử dụng lập Ram ngoài có thể được đọc hoặc ghi khi có tín hiệu điều khiển ghi hoặc đọc từ CPU
4 Khối Chốt Địa Chỉ:
Lưu trữ các địa chỉ do CPU đưa vào và chuyển các địa chỉ này đến các khối RAM nhớ ngoài và EPROM
5 Khối Giải Mã Địa Chỉ:
Khi có tín hiệu xung clock tác động về ngõ vào của xung clock Khi có tín hiệu từ CPU gởi về thì ngõ ra sẽ tác động cho hệ thống led 7 đoạn hoạt động
6 Khối Thu DTMF:
Đây là IC 8870 dùng để giải mã tone, giải mã các số từ bàn phím của điện thoại và đưa dữ liệu về cổng xuất nhập dữ liệu qua bus dữ liệu
7 Khối Khuếch Đại Công Suất:
Bao gồm các transistor dẫn bảo hòa khuếch đại công suất cho hệ thống led 7 đoạn, các transistor được kích từ khối giải mã địa chỉ và từ port 1 của vi điều khiển
8 Khối Xung CK:
Tạo ra xung clock có tần số cố định để các khối trong máy hoạt động đồng bộ với nhau
9 Khối Đảo Cực:
Nhận biết được và xử lý khi có tín hiệu từ tổng đài gửi đến cho thuê bao bên kia nhấc máy thông thoại thì tính tiền Nếu thuê bao không đăng ký đảo cực thì khi thuê bao bắt đầu quay số đầu tiên thì mạch nhận biết là không có tín hiệu đảo cực và bắt đầu tính tiền
10 Khối Hiển Thị:
Trang 711 Khối Nguồn:
Tạo ra một nguồn điện áp thỏa mãn yêu cầu về điện áp cung cấp cho tất cả các linh kiện trong mạch
III GIẢI THÍCH SƠ LƯỢC VỀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH:
- Khi hệ thống được cung cấp nguồn, nguồn điện áp sẽ đến tất cả các vi mạch
của máy CPU được cấp nguồn sẽ bắt đầu hoạt động ở địa chỉ 0000H
- Khi có yêu cầu thực hiện cuộc gọi tức là máy ở chế độ nhấc tổ hợp (off hook) CPU sẵn sàng tiếp nhân số gọi
- Khi người gọi thực hiện bấm số gọi, CPU sẽ lưu trữ tạm thời số gọi vào Ram và đồng thời đưa ra mạch hiển thị để hiển thị các số vừa gọi
- Sau khi chấm dứt cuộc gọi, máy sẽ hiển thị giá tiền và số cuộc gọi
Trang 8TỪNG KHỐI
I KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM (CPU):
Trong máy tính cước, khối CPU chính là trái tim của máy, nó tiếp nhận và xử lý tất cả các thông tin hoạt động của máy Vì vậy việc chọn một CPU có độ bền cao, khả năng làm việc ổn định, các thông số và linh liện kèm theo không quá khắc khe và phức tạp là một yêu cầu quan trọng trong việc thiết kế
Ở máy tính cước, do chương trình thực hiện và các hoạt động tương đối không phức tạp nên ta chọn các vi xử lý 8 bit
Trên thị trường hiện nay có các vi xử lý thường gặp:
- Vi xử lý của hãng Intel: 8085, 8086, 8031, 8051
- Vi xử lý của hãng Zilog: Z80
- Vi xử lý của hãng Motorola: 6802
Tất cả các vi xử lý trên đều là những họ vi xử lý đầu tiên và chúng có các chương trình phần mềm lập trình ứng dụng rất linh hoạt, bên cạnh đó các tài liệu kỹ thuật về chúng trên thị trường rất đầy đủ
Căn cứ vào các yêu cầu về kỹ thuật cũng như tính kinh tế của máy tính cước
ta chọn các vi xử lý dựa trên độ phức tạp của phần cứng hay chọn các vi xử lý sao cho số lượng thiết bị ngoại vi là ít nhất
Đặc điểm nổi bật của 8031 là mạch dao động được tích hợp sẵn bên trong, do đó chỉ cần gắn thạch anh cho phù hợp thì vi xử lý sẽ làm việc ổn định Trong khi đó Z80 thì mạch dao động không được tích hợp sẵn bên trong, do vậy việc gắn một mạch dao động bên ngoài có tần số cao để cho vi xử lý làm việc làm cho mạch thêm phức tạp và tần số làm việc cũng không ổn định
Trong các chương trình viết bằng ngôn ngữ cấp thấp (Assembly), các lệnh chuyển dời dữ liệu chiếm một vị trí quan trọng và các phép toán số học cũng như logic chỉ thực hiện trên các thanh ghi Vi điều khiển có một số lượng thanh ghi đáng kể và có Ram nội được địa chỉ hóa từng bit, đây là một điểm mạnh của họ vi điều khiển mà nhờ đó người lập trình có thể can thiệp vào từng bit của các port xuất nhập bằng một lệnh duy nhất, điều này rất khó đối với các vi xử lý khác vì phải thực hiện nhiều lệnh Do đó chương trình viết sẽ ngắn hơn và đơn giản hơn Hơn nữa 8031 có hai bộ Timers/Counters được dùng như một đồng hồ để đo các chu kỳ thời gian hoặc có thể hoạt động như bộ đếm
Vì vậy, 8031 được chọn làm CPU của máy
Trang 9- Nhận biết trạng thái nhấc máy, gác máy của thuê bao Khi thuê bao nhấc máy, khối điều khiển sẽ nhận biết trạng thái của thuê bao và hiển thị đồng hồ sẳn sàng nhận tín hiệu xung từ bàn phím
- Nhận biết xung quay số và giải mã xung quay số (nếu thuê bao sử dụng dạng pulse) hoặc nhận các bit dữ liệu đã được giải mã từ khối giải mã tone để biết số mà thuê bao muốn gọi Sau đó CPU kiểm tra xem số gọi là quốc tế, liên tỉnh hay nội hạt, CPU sẽ điều khiển cho ra giá tiền cụ thể cho từng nước, từng tỉnh, nội hạt với thời gian tương ứng khác nhau được viết trong chương trình
- Nhận biết cuộc gọi từ ngoài vào
- Nhận biết tín hiệu đảo cực từ tổng đài hay tín hiệu không đảo cực để xử lý
Nếu có đảo cực thì sẽ cho đếm tiền ngay khi được thông thoại
Nếu không có tín hiệu đảo cực thì CPU sẽ cho đếm tiền ngay khi vừa nhận tín hiệu khối giải mã xung từ bàn phím
II KHỐI TẠO XUNG CK:
Trong máy tính cước, tất cả các hoạt động của mạch đều có liên quan đến xung clock cung cấp cho CPU Vì các bộ Timers/Counters sẽ dựa vào tần số xung clock này mà thực hiện các công việc được lập trình sẵn và người lập trình cũng dựa vào tần số xung này để viết chương trình trì hoãn của máy
Do xung clock đóng một vai trò rất quan trọng nên mạch tạo xung phải đảm bảo các yêu cầu như phải có độ ổn định cao, sai số tần số xung phải nhỏ đồng thời tần số xung phải phù hợp với tần số của tất cả các linh kiện trong máy
Vi điều khiển 8031 có bộ dao động nằm bên trong vi mạch, do đó độ ổn định về tần số của mạch coi như thỏa Mặc khác độ ổn định của mạch còn phụ thuộc vào thạch anh hay mạch dao động RC bên ngoài Do đó ta chọn thạch anh vì nó dao động với tần số chuẩn và làm cho mạch đơn giản
Ngoài ra ở điều kiện lý tưởng tần số làm việc của CPU phải hoàn toàn tương thích với tốc độ truy xuất dữ liệu của bộ nhớ
Ở vi điều khiển 8031 tần số làm việc tối đa lên đến 16 MHz, tốc độ truy xuất dữ liệu trung bình của bộ nhớ khoảng (120 - 300)ns tương ứng với (3,3 – 3,8)MHz Dựa vào các yếu tố trên và thêm vào đó là sự phổ biến trên thị trường, giá cả phù hợp, ta chọn thạch anh có tần số làm việc là 7,373 MHz Các tụ C1 , C2 dùng để ổn định tần số dao động của thạch anh
X1
8031 X2
C2
18
19
C1
Trang 10III KHỐI RAM – ROM
8031 có khả năng mở rộng bộ nhớ lên đến 64K bộ nhớ chương trình và 64K bộ nhớ dữ liệu ngoài Do đó có thể dùng thêm RAM và ROM
1 ROM :
Bộ nhớ ROM (Read Only Memory) là bộ nhớ được thiết kế để lưu trữ các dữ liệu cố định Trong lúc hoạt động bình thường, dữ liệu mới không thể được ghi vào ROM mà dữ liệu chỉ có thể được đọc từ ROM Khi ROM được lập trình thì khi ngừng cấp nguồn các dữ liệu bên trong ROM không bị mất
ROM có ba bus: bus dữ liệu, bus địa chỉ và bus điều khiển
Với bộ nhớ như trên bus địa chỉ có 4 đường, bus dữ liệu có 8 đường tức là từ dữ liệu có độ dài 8 bit Như vậy dung lượng bộ nhớ là 16 bytes
Các loại bộ nhớ ROM:
- Programable ROM (PROM): chỉ được lập trình một lần, không thể nạp lại được vì mỗi bit nhớ của nó tương tự như một cầu chì khi đức thì không thể nối lại được
- Erasable Programable ROM (EPROM): có thể lập trình lại được, cũng có thể xóa và lập trình lại nhiều lần Để xóa dữ liệu trong EPROM cần phải chiếu tia cực tím trực tiếp vào EPROM Để lập trình cho EPROM phải dùng mạch nạp EPROM Từ những đặc điểm như trên bộ nhớ EPROM phù hợp với máy tính cước này Có thể được xóa và lập trình lại nhiều lần để cập nhật lại giá cước điện thoại
Vì bộ nhớ chương trình khá lớn nên EPROM được chọn sẽ là vi mạch 2764 có dung lượng nhớ 8 Kbytes
Sơ đồ chân được kết nối như sau:
+5V
PGM Vpp Vcc
EPROM
2764
D
0 D
7 A
0 A12 GND
OE
CE
PSEN
ADDRESS OUTPUT DATA
