MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA QUA PSTN

MỤC LỤC CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU11.1.Đặt vấn đề11.2.Tầm quan trọng của đề tài11.3.Mục đích chọn đề tài21.4.Giới hạn2CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN42.1.Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại42.1.1. Định nghĩa về tổng đài42.1.2. Chức năng của tổng đài42.1.3.Phân loại tổng đài52.1.4.Các âm hiệu62.1.5. Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử82.1.6. Trung kế82.2.Giới thiệu tổng quan về máy điện thoại92.2.1.Giới thiệu92.2.2. Chức năng của máy điện thoại102.2.3. Các thông số liên quan112.3.Nguyên lý thông tin điện thoại122.3.1. Quay số132.3.2. Kết nối thêu bao142.3.3. Phương thức hoạt động giữa tổng đài và máy điện thoại152.3.4. Qui trình vận hành của hệ mạch điện thoại để bàn172.4. Sơ lược về chức năng các chân của PIC 16F877A192.4.1.Port A192.4.2. Port B212.4.3. Port C222.4.4. Port D222.4.5. Port E232.4.6. Timer counter232.4.6.1 Timer0232.4.6.2 Timer1252.4.6.3 Timer2252.5.Giới thiệu IC MT8870262.5.1 Sơ đồ chân :272.5.2. Chức năng292.6. IC 780532CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG343.1.Thiết kế phần cứng343.1.1.Sơ đồ khối343.1.2.Chức năng từng khối:343.2.Sơ đồ nguyên lý các khối353.2.1 Khối vi xử lý353.2.3.Khối tải giả373.2.4.Khối thiết bị383.2.5.Khối DTMF393.2.6.Khối giao tiếp đường dây393.2.7.Layout413.3.Thiết kế phần mềm423.3.1 Lưu đồ giải thuật423.3.2.Chương trình42CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI494.1 Kết luận494.2 Hướng phát triển của đề tài49TÀI LIỆU THAM KHẢO KHÁC50

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN 2

MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA

QUA PSTN

GVHD : ThS TRẦN MINH HỒNG SVTH : NGUYỄN TRẦN QUÝ

TRẦN VĂN MINH Lớp : ĐHĐT7TN

TP Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2015

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

- -………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TP HCM , ngày…… tháng …… năm 2015

GV hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

- -………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TP HCM , ngày…… tháng …… năm 2015

GV phản biện

LỜI CẢM ƠN



Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa công nghệ điện tử,những người đã giảng dạy và hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập

Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Minh Hồng đã tận

tình hướng dẫn những kiến thức và kinh nghiệm quý báu để chúng em hoàn chỉnhđược đồ án này

Chúng em cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên và gúp đỡ em rấtnhiều trong suốt quá trình học tập, cũng như trong thời gian thực hiện đồ án này

TP HCM, tháng 1 năm 2015

SV thực hiện :Nguyễn Trần QuýTrần Văn Minh

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, con người

đã đạt được những thành tựu vượt bật , đặc biệt trong lĩnh vực điện tử - công nghệ

vi điều khiển ngày càng được ứng dụng rộng rãi Việc tối ưu hóa các dây chuyềnsản xuất trong công nghiệp đến điều khiển các thiết bị viễn thông, máy tính haycác thiết bị quân sự Cho thấy vi điều khiển là công nghệ đóng vai trò quan trọngtrong thế kỉ 21

Xuất phát từ thực tế đó, bằng những kiến thức đã học Chúng em quyết định

tìm hiểu về đề tài: “ Mạch điều khiển thiết bị từ xa qua PSTN ”

Đồ án gồm có 4 chương :

Chương 1: Phần mở đầu

Chương 2: Lý Thuyết Tổng Quan

Chương 3: Thiết kế và thi công

Chương 4: Kết luận và và hướng phát triển

Mặc dù đã nỗ lực hết sức, song do phạm vi hiểu biết còn nhiều hạn chế, việctìm kiếm tài liệu từ nhiều nguồn, chắc chắn đồ án vẫn còn nhiều khuyết điểm vàthiếu sót Kính mong quý thầy cô cùng bạn đọc đóng góp ý kiến để chúng em họctập tốt hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU 1

1.1.Đặt vấn đề 1

1.2.Tầm quan trọng của đề tài 1

1.3.Mục đích chọn đề tài 2

1.4.Giới hạn 2

CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN 4

2.1.Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại 4

2.1.1 Định nghĩa về tổng đài 4

2.1.2 Chức năng của tổng đài 4

2.1.3.Phân loại tổng đài 5

2.1.4.Các âm hiệu 6

2.1.5 Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử 8

2.1.6 Trung kế 8

2.2.Giới thiệu tổng quan về máy điện thoại 9

2.2.1.Giới thiệu 9

2.2.2 Chức năng của máy điện thoại 10

2.2.3 Các thông số liên quan 11

2.3.Nguyên lý thông tin điện thoại 12

2.3.1 Quay số 13

2.3.2 Kết nối thêu bao 14

2.3.3 Phương thức hoạt động giữa tổng đài và máy điện thoại 15

2.3.4 Qui trình vận hành của hệ mạch điện thoại để bàn 17

2.4 Sơ lược về chức năng các chân của PIC 16F877A 19

2.4.1.Port A 19

2.4.2 Port B 21

2.4.3 Port C 22

2.4.4 Port D 22

2.4.5 Port E 23

2.4.6 Timer counter 23

2.4.6.1 Timer0 23

2.4.6.2 Timer1 25

2.4.6.3 Timer2 25

2.5.Giới thiệu IC MT8870 26

2.5.1 Sơ đồ chân : 27

2.5.2 Chức năng 29

2.6 IC 7805 32

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 34

3.1.Thiết kế phần cứng 34

3.1.1.Sơ đồ khối 34

3.1.2.Chức năng từng khối: 34

3.2.Sơ đồ nguyên lý các khối 35

3.2.1 Khối vi xử lý 35

3.2.3.Khối tải giả 37

3.2.4.Khối thiết bị 38

3.2.5.Khối DTMF 39

3.2.6.Khối giao tiếp đường dây 39

3.2.7.Layout 41

3.3.Thiết kế phần mềm 42

3.3.1 Lưu đồ giải thuật 42

3.3.2.Chương trình 42

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 49

4.1 Kết luận 49

4.2 Hướng phát triển của đề tài 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO KHÁC 50

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1.1 Dạng sóng tín hiệu chuông 6

Hình 2.1.2: Dạng sóng tín hiệu mời quay số 7

Hình 2.1.3: Dạng sóng tín hiệu báo bận 7

Hình 2.1.4: Dạng sóng tín hiệu đảo cực 8

Hình 2.1.5: Trung kế 9

Hình 2.1.6 : Trung kế CO-line 9

Hình 2.1.7: Trung kế 2 chiều 9

Hình 2.3.1: Sơ đồ quy trình vận hành máy điện thoại bàn 17

Hình 2.4.1: PIC16F874A/877A 19

Hình 2.4.2: timer0 23

Hình 2.5.1: sơ đồ chân IC MT8870 27

Hình 2.5.2: Sơ đồ khối bên trong MT 8870 28

Hình 2.5.3: Mạch steering 30

Hình 2.6.1: Hình dạng của IC7805 32

Hình 3.1.1: Sơ đồ khối 34

Hình 3.2.1: Khối vi xử lý 36

Hình 3.2.2: khối nguồn 37

Hình 3.2.3: Khối tải giả 37

Hình 3.2.4: Khối thiết bị 38

Hình 3.2.5: Khối thu phát DTMF 39

Hình 3.2.6: Khối giao tiếp đường dây 40

Hình 3.2.7: mạch in 41

Hình 3.2.8: Mạch điều khiển thiết bị từ xa qua PSTN 41

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng các thông số của thuê bao điện thoại 12

Bảng 2.2: Phân loại tần số tín hiệu tone 14

Bảng 2.3 : Các tín hiệu thường nghe thấy trên đường dây điện thoại để bàn 19

Bảng 2.4: Chức năng các chân PortA 20

Bảng 2.5: Các thanh ghi liên quan tới Port A 20

Bảng 2.6: Chức năng của các chân 21

Bảng 2.7: Các thanh ghi liên quan tới Port B 21

Bảng 2.8: Chức năng của các chân 22

Bảng 2.9: Các thanh ghi liên quan 22

Bảng 2.10: Chức năng các chân: 22

Bảng 2.11: Chức năng các chân: 23

Bảng 2.12: Bảng mã chức năng 31

CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU1.1.Đặt vấn đề

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ vượt bậc của Khoa học kỹ thuật, cùngvới sự bùng nổ của ngành Công nghệ thông tin và Công nghệ viễn thông Đặc biệt,trong những thập niên gần đây cùng với sự phát triển của hệ thống mạng Internet,tin học…, ngành Bưu chính viễn thông đã phát triển tạo ra bước ngoặt quan trọngtrong lĩnh vực thông tin đáp ứng nhu cầu của con người trong đời sống, kinh tế,chính trị…

Với nhu cầu về thông tin của con người ngày càng tăng, đồng thời việc ứngdụng các thiết bị điện thoại ngày càng được phổ biến rộng rãi, do đó việc sử dụngmạng điện thoại để truyền tín hiệu là phương thức thuận tiện nhất, tiết kiệmnhiều thời gian cho công việc, vừa đảm bảo các tính năng an toàn cho các thiết bị

và vừa tiết kiệm được chi phí sử dụng

Bên cạnh đó, việc ứng dụng của đường truyền điện thoại được thực hiệntrong phạm vi sử dụng rất rộng, bất kỳ nơi đâu nếu có điện thoại là có thể thực hiệnđược phương thức truyền Người điều khiển ở một nơi mà có thể thực hiện việcđiều khiển rất nhiều nơi khác, thậm chí ở những nơi nguy hiểm, độc hại, mà conngười không thể thâm nhập hoặc một dây chuyền sản xuất thay thế con người

Xuất phát từ những thực tiễn nói trên, nhóm thực hiện đề tài quyết định

nghiên cứu và thực hiện đề tài: ”Điều khiển thiết bị từ xa qua PSTN”.

Mạch điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua mạng điện thoại có điều khiểntại chỗ, giúp ta có thể điều khiển các thiết bị trong một toà nhà, khách sạn haytrong một nhà máy bằng cách điều khiển trên điện thoại di động hay điện thoạibàn

1.2.Tầm quan trọng của đề tài

Ngày nay, kỹ thuật điện_điện tử phát triển khá mạnh mẽ, cùng với sự bùng

nổ của ngành Công nghệ thông tin và Công nghệ viễn thông, đã thúc đẩy sự pháttriển nền kinh tế toàn cầu làm tiền đề cho các lĩnh vực khác phát triển Đặc biệt làtrong lĩnh vực tự động hoá hay quá trình điều khiển thiết bị từ xa

Hiện nay có rất nhiều phương thức điều khiển thiết bị từ xa, chẳng hạn như :điều khiển bằng tia hồng ngoại hay điều khiển bằng sóng vô tuyến…nhưng cácphương thức điều khiển này đều phụ thuộc vào khoảng cách, chỉ có tác dụng trongmột phạm vi hẹp Vì vậy, đề tài này không những là một thực tại khách quan mà

nó vai trò đặc biệt quan trọng thực sự ở hiện tại cũng như trong tương lai sau này

Do đó, việc điều khiển thiết bị qua mạng điện thoại là một nhu cầu hết sứccần thiết và đây chính là lý do mà nhóm nghiên cứu quyết định chọn đề tài này

Có thể điều khiển bất kỳ nơi nào có mạng điện thoại

Có thể điều khiển từ xa bằng điện thoại bàn hoặc điện thoại di động

1.4.Giới hạn

Trong thời gian thực hiện đề tài là có hạn, với lượng kiến thức được truyềnđạt trong suốt khoá học và khả năng có hạn, nhóm thực hiện đề tài chỉ giải quyếtnhững vấn đề sau :

 Hệ thống thực hiện chức năng điều khiển thiết bị tắt mở

làm dữ liệu để thiết kế, ứng dụng đường dây line điện thoại làm đườngtruyền

 Hệ thống điều khiển tối đa 4 thiết bị

Đề tài nghiên cứu không tập trung vào nghiên cứu các vấn đề sau :

của tổng đài và máy điện thoại

 Không kết nối máy tính

CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN2.1.Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại

2.1.1 Định nghĩa về tổng đài

Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuộc liênlạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi (Calling Side) đến thiết bị đầu cuối bị gọi (calledSide) Hay nói cách khác : Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch có hệ thống kếtnối các cuộc liên lạc giữa các thuê bao với nhau, với số lượng thuê bao lớn hay nhỏtuỳ thuộc vào từng loại tổng đài, từng khu vực

2.1.2 Chức năng của tổng đài

Tổng đài có các chức năng sau:

cầu của thuê bao

và sau đó được nối với mạch điều khiển

bao chủ bắt đầu nghe thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điệnthoại của thuê bao bị gọi

đã được xác định, tổng đài sẽ chọn một bộ các đường trung kế đến tổng đàithuê bao bị gọi và sau đó chọn một đường rỗi trong số đó Khi thuê bao bịgọi nằm trong tổng đài nội hạt thì một đường gọi nội hạt được sử dụng

bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi với nhau

hạt dựa trên số

bận của thuê bao bị gọi được tiến hành Nếu máy không ở trạng thái bậnthì một đường nối được nối với các đường trung kế được chọn để kết nối

các cuộc gọi.

được truyền và chờ cho đến khi có trả lời từ thuê bao bị gọi Khi trả lời, tínhiệu chuông bị ngắt và trạng thái được chuyển thành trạng thái máy bận

bị gọi và nếu cần thiết bắt đầu tính toán giá trị cước phải trả theo khoảngcách gọi và theo thời gian gọi Truyền tín hiệu báo bận: Khi tất cả cácđường trung kế đều đã bị chiếm theo các bước trên đây hoặc thuê bao bịgọi bận thì tín hiệu bận được truyền đến cho thuê bao chủ gọi

kết thúc Sau đó tất cả các đường nối đều được giải phóng

2.1.3.Phân loại tổng đài

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tổng đài điện thoại ngày càngphù hợp với yêu cầu phát triển của xã hội Quá trình hình thành của tổng đài baogồm các loại tổng đài sau:

 Tổng đài công nhân

Việc kết nối thông thoại, chuyển mạch dựa vào con người

 Tổng đài cơ điện

Bộ phận thao tác chuyển mạch là hệ thống cơ khí, được điều khiển bằng hệthống mạch từ Gồm hai hệ thống chuyển mạch cơ khí cơ bản : chuyểnmạch từng nấc và chuyển mạch ngang dọc

 Tổng đài điện tử

Quá trình điều khiển kết nối hoàn toàn tự động, vì vậy người sử dụng cũngkhông thể cung cấp cho tổng đài những yêu cầu của mình bằng lời nóiđược Ngược lại, tổng đài trả lời cho người sử dụng cũng không thể bằnglời nói Do đó, cần qui định một số thiết bị cũng như các tín hiệu để người

sử dụng và tổng đài có thể làm việc được với nhau

2.1.4.Các âm hiệu

Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip vàRing Tất cả các điện thoại hiện nay đều được cấp nguồn từ tổng đài thong qua haidây Tip và Ring Điện áp cung cấp thường là 48 VDC, nhưng nó cũng có thể thấpđến 47 VDC hoặc cao đến 105 VDC tuỳ thuộc vào tổng đài

Ngoài ra, để hoạt động giao tiếp được dễ dàng, tổng đài gửi một số tín hiệuđặc biệt đến điện thoại như tín hiệu chuông, tín hiệu báo bận v.v… Để tìm hiểu vềcác tín hiệu điện thoại và ứng dụng của nó, nhóm thực hiện khảo sát một số tínhiệu sau:

 Tín hiệu chuông (Ring Signal)

Hình 2.1.1 Dạng sóng tín hiệu chuông

Khi một thuê bao bị gọi thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến để báo chothuê bao đó biết có người được gọi Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều ACthường có tần số 25Hz tuy nhiên nó có thể cao hơn đến 60Hz hoặc thấp hơn đến16Hz Biên độ của tín hiệu chuông cũng thay đổi từ 40 VRMS đến 130 VRMSthường là 90 VRMS Tín hiệu chuông được gửi đến theo dạng xung, ngắt quãngtuỳ thuộc vào từng loại tổng đài thường là 2 giây có và 4 giây không (như hình vẽtrên) Hoặc có thể thay đổi thời gian tuỳ thuộc vào từng tổng đài

 Tín hiệu mời quay số (Dial Tone)

Đây là tín hiệu liên tục không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khácđược sử dụng trong hệ thống điện thoại Khi thuê bao nhấc tổ hợp để xuất phátcuộc gọi sẽ nghe âm hiệu mời quay số do tổng đài cấp cho thuê bao gọi, là tín hiệuhình sin có tần số liên tục Tín hiệu mời quay số là tín hiệu sin tần, được tạo rabởi hai âm thanh (Tone) có tần số số 350Hz và 440Hz, biên độ 2VRMS trên nền

DC Tín hiệu này có dạng sóng sau:

Hình 2.1.2: Dạng sóng tín hiệu mời quay số

 Tín hiệu báo bận (Busy signal)

Hình 2.1.3: Dạng sóng tín hiệu báo bận

Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe mộttrong hai tín hiệu:

Tín hiệu mời gọi cho phép thuê bao thực hiện ngay một cuộc gọi

Tín hiệu báo bận báo cho thuê bao biết đường dây đang bận không thể thựchiện cuộc gọi ngay lúc này Thuê bao phải chờ đến khi nghe được tín hiệu mời gọi.Khi thuê bao bị gọi đã nhấc máy trước khi thêu bao gọi cũng nghe được tín hiệunày.Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng xung được tổng hợp bởi hai

âm có tần số 480Hz và 620Hz Tín hiệu này có chu kỳ 1s (0.5s có và 0.5s không).

 Gọi sai số

Nếu người gọi gọi nhầm một số mà nó không tồn tại thì bạn sẽ nhận đượctín hiệu xung có chu kỳ 1Hz và có tần số 200Hz–400Hz Hoặc đối với các hệthống điện thoại ngày nay bạn sẽ nhận được thông báo rằng bạn gọi sai số

 Tín hiệu đảo cực

Hình 2.1.4: Dạng sóng tín hiệu đảo cực

Tín hiệu đảo cực chính là sự đảo cực tính của nguồn tại tổng đài, khi haithuê bao bắt đầu cuộc đàm thoại, một tín hiệu đảo cực sẽ xuất hiện Khi đó hệthống tính cước của tổng đài sẽ bắt đầu thực hiện việc tính cước đàm thoại chothuê bao gọi Ở các trạm công cộng có trang bị máy tính cước, khi cơ quan bưuđiện sẽ cung cấp một tín hiệu đảo cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước

2.1.5 Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử

Tổng đài điện tử có 3 phương thức chuyển mạch sau:

 Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch không gian(SDM :Space Devision Multiplexer)

Timing Devision Multiplexer) : có hai loại

Frequence Devision Multiplexer)

2.1.6 Trung kế

Trung kế là đường dây liên lạc giữa 2 tổng đài

Hình 2.1.5: Trung kế

Các loại trung kế:

Trung kế CO-Line (Central Office Line

Hình 2.1.6 : Trung kế CO-line

Kết nối hai dây cáp

Sử dụng đường dây thêu bao của tổng đài khác làm trung kế của tổng đài mìnhTrung kế tự động 2 chiều E & M (Ear And Mouth Trunk)

Hình 2.1.7: Trung kế 2 chiều

Kết nối dây trên bốn dây Cable

Hai dây để thu tín hiệu thoại

Một dây để thu tín hiệu trao đổi

Một dây để phát tín hiệu trao đổi

2.2.Giới thiệu tổng quan về máy điện thoại

2.2.1.Giới thiệu

Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của hệ thống điện thoại, nó được lắp đặttại đơn vị thuê bao để 2 người ở xa liên lạc được với nhau Hiện nay tuy có nhiềuloại khác nhau nhưng nói chung máy điện thoại vẫn có 3 phần chính:

Phần chuyển đổi mạch điện:

Phần này gồm hệ thống lá mía tiếp điểm và có các cơ điện phụ có nhiệm vụđóng mở mạch điện khi có yêu cầu

Phần thu phát tín hiệu gọi:

Phần này gồm 2 phần chính: máy phát điện quay tay và chuông máy phátđiện có nhiệm vụ phát tín hiệu gọi lên đường dây và chuông có nhiệm vụ biến

dòng tín hiệu gọi thành tín hiệu gọi.

Phần thu phát thoại:

Gồm ống nói và ống nghe, ống nói có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu âm thanhthành tín hiệu điện và ống nghe ngược lại biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu âmthanh Cả 2 được lắp chung trong một bộ phận gọi là tổ hợp

Bất cứ loại máy điện thoại nào về nguyên lý cũng phải thoã mãn các yêu cầu sau:

Khi máy điện thoại không làm việc phải ở trạng thái sẵn sàng tiếp nhận cuộcgọi

Khi thu phát tín hiệu gọi bộ phận thu phát tín hiệu gọi phải tách rời đườngdây điện thoại, lúc đó trên đường dây chỉ còn tín hiệu gọi

Khi thu phát tín hiệu đàm thoại bộ phận thu phát tín hiệu gọi lại tách ra khỏiđường điện, lúc đó trên đường dây chỉ còn dòng tín hiệu thoại

2.2.2 Chức năng của máy điện thoại

Bất cứ máy điện thoại nào cũng hoàn thành các chức năng sau:

Báo hiệu cho người sử dụng điện thoại biết hệ thống tổng đài đã sẵn sàng haychưa sẵn sàng tiếp cuộc gọi Chức năng này thể hiện ở chỗ phải báo hiệu cho người

sử dụng điện thoại bằng âm hiệu mời quay số hay âm hiệu báo bận

Phải gởi được mã số thuê bao bị gọi vào tổng đài Điều này được thực hiệnbằng cách quay số hay nhấn phím

Chỉ dẫn cho người sử dụng biết tình trạng diễn biến kết nối bằng các âm hiệuhồi âm chuông hay báo bận

Báo hiệu cho người sử dụng biết thuê bao đang bị gọi thường là bằng tiếngchuông

Chuyển đổi tiếng nói thành tín hiệu điện truyền đi đến đối phương và chuyểnđổi tín hiệu điện từ đối phương đến thành tiếng nói

Có khả năng báo cho tổng đài khi thêu bao nhấc máy

Chống tiếng gọi lại, tiếng keng, tiếng clic khi phát xung số

Ngoài ra người ta còn chú ý đến tính năng tự động điều chỉnh mức âm thanhnghe, nói Tự động điều chỉnh nguồn nuôi, phối hợp trở kháng với đường dây

Ngoài chức năng trên người ta còn chế tạo các máy điện thoại có khả năng sau:

Gọi bằng số rut gọn

Nhớ số thuê bao đặc biệt

Gọi lại tự động: Khi gọi một thuê bao nào đó mà thuê bao này đang bận, ta

có thể đặt máy trong khi số thuê bao vừa được lưu trữ trong bộ nhớ máy điệnthoại Sau đó ta nhấn một nút tương ứng, số điện thoại vừa gọi này được phát

đi, hoặc sau thời gian nào đó dù không nhấn nút gọi thì số điện thoại này cũng

tự động phát đi, khi thuê bao rảnh thì máy tự động reo chuông từ hai phíaTổng đài được nối với các thuê bao qua 2 đường truyền TIP và RING Thôngqua 2 đường dây này thông tin từ tổng đài qua các thuê bao được cấp bằng nguồndòng từ 25 mA đến 40 mA đến cho máy điện thoại

2.2.3 Các thông số liên quan

Tổng trở DC khi gác máy lớn hơn từ 20 KΩ

Tổng trở AC khi gác máy từ 4KΩ đến 10KΩ

Tổng trở DC khi nhấc máy khoảng 300Ω

Tổng trở AC khi nhấc máy khoảng 600Ω

Các thông số giới hạn của mạch thuê bao cơ bản

Bảng 2.1: Bảng các thông số của thuê bao điện thoại

cách sử dụng nguồn một chiều 48VDC

nhận biết trạng thái này thông qua dòng DC xuất hiện trên đường dây.Sau đó, tổng đài cấp tín hiệu mời gọi lên đường dây đến thuê bao

dòng chuông tổng đài cấp là dòng điện xoay chiều hình sin hoặc xung

có tần số f = 25Hz, có áp từ 75VRMS đến 110VRMS

2.3.Nguyên lý thông tin điện thoại

Thông tin điện thoại là quá trình truyền đưa tiếng nói từ nơi này đến nơikhác, bằng dòng điện qua máy điện thoại Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối củamạng thông tin điện thoại

Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm thanh của tiếngnói sẽ tác động vào màng rung của ống nói làm cho ống nói thay đổi, xuất hiệndòng điện biến đổi tương ứng trong mạch Dòng điện biến đổi này được truyền quađường dây tới ống nghe của máy đối phương, làm cho màng rung của ống nghe

dao động, lớp không khí trước màng rung dao động theo, phát ra âm thanh tácđộng đến tai người nghe và quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự.

Quay số bằng Tone (Tone – Dialing) : Máy điện thoại phát ra cùng lúc haitín hiệu với tần số dao động khác nhau tương ứng với số muốn quay(DTMF : Dual Tone Multi Frequence) Khi sử dụng DTMF để quay số, cáccặp tần số DTMF như sau:

Bảng 2.2: Phân loại tần số tín hiệu tone

1209 1336 1477 1209 1336 1477 1209 1336 1477 1209 1336 1477

Sự quay số bằng phương pháp DTMF có thể nhanh gấp 10 lần so vớiphương pháp quay số bằng xung thập phân

2.3.2 Kết nối thêu bao

Tổng đài nhận được các số liệu sẽ xem xét:

hiệu báo bận

người bị gọi tín hiệu chuông và người gọi tín hiệu hồi chuông Khi ngườiđược gọi nhấc máy, tổng đài nhận biết trạng thái này, thì tổng đài ngưngcấp tín hiệu chuông để không làm hư mạch thoại và thực hiện việc thôngthoại Tín hiệu trên đường dây đến máy điện thoại tương ứng với tín hiệuthoại cộng với giá trị khoảng 300 mV đỉnh – đỉnh Tín hiệu ra khỏi máyđiện thoại chịu sự suy hao trên đường dây với mất mát công suất trongkhoảng 10 dB ÷ 25 dB Chẳng hạn suy hao là 20dB, suy ra tín hiệu ra khỏi

máy điện thoại có giá trị khoảng 3 V đỉnh – đỉnh

Khi truyền đi trong mạng điện thoại là tín hiệu thường bị méo dạng donhững lý do : nhiễu, suy hao tín hiệu trên đường dây do bức xạ sóng trên đườngdây với các tần số khác nhau Để đảm bảo tín hiệu điện thoại nghe rõ và trungthực, ngày nay trên mạng điện thoại người ta sử dụng tín hiệu thoại có tần số từ

Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua sự thay đổi tổng trởmạch vòng của đường dây thuê bao Bình thường khi thuê bao ở vị trí gác máyđiện trở mạch vòng là rất lớn Khi thuê bao nhấc máy, điện trở mạch vòng thuê baogiảm xuống còn khoảng từ 150Ω đến 1500Ω Tổng đài có thể nhận biết sự thay đổitổng trở mạch vòng này (tức là thay đổi trạng thái của thuê bao) thông qua các bộcảm biến trạng thái

Tổng đài có chức năng kiểm tra xem còn có link nào rãnh hay không Nếulink còn rỗi thì tổng đài cấp âm hiệu mời quay số (Dial Tone) cho thuê bao

Dial Tone là tín hiệu mời quay số hình sin có tần số 425 ± 25 Hz Khi thuêbao nhận biết được tín hiệu Dial Tone, người gọi sẽ hiểu là được phép quay số.Người gọi bắt đầu tiến hành gửi các xung quay số thông qua việc quay số hoặc

nhấn nút chọn số Tổng đài nhận biết được các số được quay nhờ vào các chuỗixung quay số phát ra từ thuê bao gọi Thực chất các xung quay số là các trạng tháinhấc máy hoặc gác máy của thuê bao

Nếu các đường kết nối thông thoại bị bận hoặc thuê bao được gọi bị bận thìtổng đài sẽ phát tín hiệu báo bận cho thuê bao Tín hiệu này có tần số f = 425 ±25Hz ngắt nhịp 0,5s có 0,5 s không Tổng đài nhận biết các số thuê bao gọi đến vàkiểm tra, xem xét :

đài

Nếu số đầu là số qui ước gọi ra thì tổng đài phục vụ như một cuộc gọi liên đàiqua trung kế và gửi toàn bộ phần định vị số quay sang tổng đài đối phương để giảimã

năng đó theo yêu cầu của thuê bao Thông thường, đối với loại tổng đài nội bộ códung lượng nhỏ từ vài chục đến vài trăm số, có thêm nhiều chức năng đặc biệ làmcho chương trình phục vụ thuê bao thêm phong phú, tiện lợi, đa dạng, hiệu quả chongười sử dụng làm tăng khả năng khai thác và hiệu suất sử dụng tổng đài

Nếu thuê bao được gọi rảnh, tổng đài sẽ cấp tín hiệu chuông cho thuê bao vớiđiện áp 90VRMS (AC), f = 25Hz, với chu kỳ 3s có 4s không Đồng thời cấp âmhiệu hồi chuông (Ring Back Tone) cho thuê bao gọi, âm hiệu này là tín hiệu sin,tần số f = 425 ± 25Hz cùng chu kỳ nhịp với tín hiệu chuông gởi cho thuê bao đượcgọi

tiến hành cắt dòng chuông cho thuê bao bị gọi kịp thời tránh hư hỏng đáng tiếc chothuê bao Đồng thời, tiến hành cắt âm hiệu Ring Back Tone cho thuê bao gọi vàtiến hành kết nối thông thoại cho 2 thuê bao

Tổng đài giải toả một số thiết bị không cần thiết để tiếp tục phục vụ cho cáccuộc đàm thoại khác

trạng thái gác máy này, cắt thông thoại cho cả hai bên, cấp tín hiệu bận (BusyTone) cho thuê bao còn lại, giải tỏa link để phục vụ cho các đàm thoại khác

hiệu báo bận, kết thúc chương trình phục vụ thuê bao

hoàn toàn tự động Nhờ vào các mạch điều khiển bằng điện tử, điện thoại viên cóthể theo dõi trực tiếp toàn bộ hoạt động của tổng đài ở mọi thời điểm nhờ vào các

bộ hiển thị, cảnh báo

Điện thoại viên có thể trực tiếp điều khiển các hoạt động của tổng đài quacác thao tác trên bàn phím, hệ thống công tắc….các hoạt động đó có thể bao gồm :nghe xen vào các cuộc đàm thoại, cắt cưỡng bức các cuộc đàm thoại có ý đồ xấu,

tổ chức điện thoại hội nghị… Tổng đài điện tử cũng có thể được liên kết với máyđiện toán để điều khiển hoạt động hệ thống Điều này làm tăng khả năng khai thác,làm tăng dung lượng, cũng như khả năng hoạt động của tổng đài lên rất nhiều

2.3.4 Qui trình vận hành của hệ mạch điện thoại để bàn

Hệ thống vận hành của điện thoại bàn như sau:

Hình 2.3.1: Sơ đồ quy trình vận hành máy điện thoại bàn

Khi tất cả các máy điện thoại để bàn đều gác tay thoại Lúc này mức áp trênđường dây sẽ là trên dưới 48VDC và không có dòng điện chạy trên đường dây.Khi máy điện thoại A nhấc tay thoại: Nội trở nhỏ của máy sẽ tạo ra dòng điệnchạy trên đường dây, dấu hiệu này sẽ báo cho tổng đài điện thoại điện tử biết máy

A đã nhấc tay thoại Tổng đài điện thoại sẽ gửi tín hiệu mời tín hiệu mời quay sốđến máy A

o Tín hiệu mời quay số có dạng Sin, tần số trong khoảng 350 ÷ 440 Hz, phátliên tục Lúc này người ở máy A sẽ nhấn các phím số trên bàn phím để xin liênthông với máy cần gọi.( Ví dụ xin liên thông với máy B).

o Nếu máy điện thoại bên A đang đặt ở mode Tone, thì mỗi phím số sẽ tươngứng với một tín hiệu âm thanh song tần, tín hiệu nhận dạng số này sẽ theo dây nốigửi về tổng đài điện thoại

o Nếu máy điện thoại đặt ở mode Pulse, thì mỗi phím số, mạch điều khiển bànphím sẽ cho ngắt dây nối bằng số lần của phím số Tổng đài sẽ ghi nhận số điệnthoại mà máy A gửi về Tổng đài sẽ tiến hành tìm số điện thoại mà máy A xin liênthông

o Nếu tổng đài điện thoại điện tử phát hiện máy B đang bận ( như đang nhấc taythoại), thì tổng đài sẽ phát tín hiệu báo bận đến máy A Tín hiệu báo bận này códạng Sin, tần số khoảng 480Hz ÷620Hz, phát theo nhịp 0.5s ngưng 0.5s (nhịpnhanh)

o Nếu tổng đài điện thoại điện tử phát hiện máy B không bận ( chưa nhấc taythoại), thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu báo chuông đến máy B Lúc này bên máy B sẽ

đổ chuông Cùng lúc tổng đài cũng gửi tín hiệu hồi chuông đến máy A Tín hiệuhồi chuông có tần số khoảng từ 440Hz ÷ 480Hz, phát theo nhịp 2s ngưng 4s Tínhiệu này cho biết máy B đang trong trạng thái đổ chuông và chờ người đến nhấctay thoại

Khi ở máy B đã có người nhấc tay thoại: Lúc này dòng điện chạy trên dây sẽbáo cho tổng đài điện thoại điện tử biết là máy B đã có người đến tiếp nhận Tổngđài điện thoại sẽ cho ngắt ngay tín hiệu báo chuông và cho nối dây, tạo sự liênthông giữa máy A và máy B

Bảng 2.3 : Các tín hiệu thường nghe thấy trên đường dây điện thoại để bàn

0,5

Tín hiệu báo chuông 25Hz Phát theo nhịp 2s ngưng 4s

2.4 Sơ lược về chức năng các chân của PIC 16F877A

Hình 2.4.1: PIC16F874A/877A

2.4.1.Port A

Port A gồm có 6 bit , là port có khả năng truy xuất hai chiều Thanh ghi điềukhiển tương ứng với PORTA là TRISA Khi set TRISA bit sẽ làm cho các port Atrở thành ngõ vào và ngược lại khi clear TRISA bit sẽ làm cho Port A trở thànhngõ ra

Chân RA4 được tích hợp thêm một

chức năng khác làngõ vào xung

clock của Timer 0 (chân

RA4/T0CKI) Chân RA5 được dùng

làm ngõ vào trong giao tiếp nối tiếp

bất đồng bộ Tất cả các chân khác

của Port A ngoài chân RA4 còn là

ngõ vào của khối ADC và điện áp so

sánh cho cả khối ADC và

Comparator Hoạt động của các chân này sẽ được qui định bởi thanh ghi ADCON1

và CMCON

Bảng 2.4: Chức năng các chân PortA

Bảng 2.5: Các thanh ghi liên quan tới Port A

Bảng 2.6: Chức năng của các chân

Bảng 2.7: Các thanh ghi liên quan tới Port B

2.4.3 Port C

Port C gồm có 8 chân tương tự như Port B