mạch chống trộm tia laser cảnh báo qua điện thoại sử dụng 8051

Trước hết, chúng ta cần tìm hiểu một số đặc tính của điện mạng điện thoại cố định, và phương thức hoạt động giữa tổng đài và thuê bao.. Điện áp khi gác máy 48v DC Điện áp khi nhấc máy 10

I KHÁI QUÁT CHUNG.

1 Lý thuyết tổng đài, điện thoại

Trước hết, chúng ta cần tìm hiểu một số đặc tính của điện mạng điện thoại cố định, và phương thức hoạt động giữa tổng đài và thuê bao

 Đặc tính của điện thoại:

Băng thông làm việc 300 Hz ÷3400 HZ

Tỷ số S/N ≥ 29,5 dB

Tổng trở điện thoại 600Ω

Dòng điện qua điện thoại 5÷30mA

Điện áp khi gác máy 48v DC

Điện áp khi nhấc máy 10v DC

 Trạng thái nhấc / đặt tổ hợp

Trở kháng nhấc máy danh định: 400Ω

Trở kháng đặt máy danh định: 1600Ω

 Phương thức làm việc giữa tổng đài và thuê bao

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 Bình thường khi thuê bao ở trạng thái gác máy thì tổng trở đường dây vô cùng lớn (hở mạch) Khi thuê bao nhấc máy (offhook) điện trở mạch vòng còn 150Ω đến 1500Ω (thường là 600Ω) đó là tổng trở vào của điện thoại Tồng đài nhận biết sự thay đổi này thông qua bộ cảm biến trạng thái đường dây thuê bao

Khi thuê bao nhấc máy thì tổng đài sẽ cấp cho tín hiệu Dial tone trên đường dây đến thuê bao, chỉ khi nhận được tín hiệu này thì thuê bao mới được quay số,

có thể quay số dưới dạng DTMF và PULSE

Tổng đài nhận được số do thuê bao gửi đến và kiểm tra, nếu số đầu nằm trong tập số thuê bao của tổng đài thì tổng đài sẽ phục vụ cuộc gọi nội đài Ngược lại nó sẽ phục vụ cuộc gọi liên đài thông qua các trung kế

Nếu thuê bao bị gọi đang thông thoại hoặc các đường dây kết nối bị bận thì tổng đài sẽ cấp tín hiệu Busy tone ngược về cho thuê bao gọi

Khi thuê bao bị gọi nhấc máy thì tổng đài sẽ cắt dòng chuông để tránh hư hao cho thuê bao bị gọi, đồng thời cắt luôn tín hiệu Ring Back Tone phản hồi cho thuê bao gọi và nối thông thoại 2 thuê bao

Khi thuê bao đang thông thoại mà có một thuê bao gác máy, tổng đài ngắt thông thoại 2 thuê bao và cấp 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 Vi điều khiển 89C51.

 Sơ đồ khối của Vi điều khiển AT89C2051

 Sơ đồ chân của Vi điều khiển AT89C2051

 Mô tả chức năng của các chân

• Chân VCC: Chân số 40 là VCC cấp điện áp nguồn cho Vi điều

khiển Nguồn điện cấp là +5V±0.5

• Chân GND:Chân số 20 nối GND(hay nối Mass).

• Port0 (chân 32-39)

+ Chức năng xuất/nhập : các chân này được dùng để nhận tín hiệu

từ bên ngoài vào để xử lí, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài, chẳng hạn xuất tín hiệu để điều khiển led đơn sáng tắt

+ Chức năng là bus dữ liệu và bus địa chỉ (AD7-AD0) : 8 chân này (hoặc Port 0) còn làm nhiệm vụ lấy dữ liệu từ ROM hoặc RAM ngoại (nếu có kết nối với bộ nhớ ngoài), đồng thời Port 0 còn được dùng để định địa chỉ của bộ nhớ ngoài

• Port 1

Port P1 gồm 8 chân (từ chân 1 đến chân 8), chỉ có chức năng làm các đường xuất/nhập, không có chức năng khác

• Port 2 (chân 21 - 28)

+ Chức năng xuất/nhập + Chức năng là bus địa chỉ cao (A8-A15): khi kết nối với bộ nhớ ngoài có dung lượng lớn,cần 2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte thấp do P0 đảm nhận, byte cao do P2 này đảm nhận

• Port 3 (chân 10 -17):

+ Chức năng xuất/nhập

+ Với mỗi chân có một chức năng riêng thứ hai như bảng:

Bit Tên Địa chỉ bit Chức năng thay thế

P3.0 RXD B0H Nhận dữ liệu cho port nối tiếp

P3.1 TXD B1H Truyền dữ liệu cho port nối tiếp

P3.2 INT0 B2H Ngắt ngoài 0

P3.3 1INT B3H Ngăt ngoài 1

P3.4 T0 B4H Ngõ vào từ bên ngoài cho timer/counter 0 P3.5 T1 B5H Ngõ vào từ bên ngoài cho tmer/counter 1 P3.7 RD B7H Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

• RST :ngõ vào Reset Khi ngõnày đưa lên cao (trong ít nhất hai

chu kì máy), các thanh ghi bên trong AT89C2051 được tải những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống

• PSEN (Progam Store Enable ) : PSEN là xung strobe báo hiệu

việc đọc bộ nhớ trương trình ngoài, PSEN tích cực hai lần (mức thấp ) mỗi chu kì máy, ngoại trừ hai xung PSEN bị mất khi truy cập dữ liệu ngoài Khi thi hành chương trình trong RAM nội, PSEN sẽ ở mức thụ động ( mức cao )

• EA/Vpp (External Access ) : EA là ngõ vào để cho phép truy

xuất bộ nhớ chương trình từ bên ngoài khi được nối với GND Khi EA được treo lên nguồn Vcc, chương trình sẽ được thực thi trong ROM nội Chân này cũng nhận điện áp 12v (vpp) trong khi lập trình Flash

• XTAL1 : Đầu vào của bộ khuếch đại dao động đảo và cũng là

đầu vào đến mạch tạo xung clock nội

• XTAL2 : Đầu ra của bộ khuếch đại giao động đảo.

II NỘI DUNG THỰC HIỆN.

III SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH CHỐNG TRỘM.

IV CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI.

5

Chuông

1 Điện thoại bàn homephone Viettel.

Thực hiện các cuộc gọi điện thoại tới số thuê bao mà ta cần quay số

Tạo ra tín hiệu DTMF tới tổng đài, dựa và tín hiệu DTMF ta có thể giải mã

ra tone mà ta đang quay thông qua IC chuyên dụng MT8870

2 Khối phím ma trận

 Cấu tạo phím sơ đồ ma trận

 Phím ma trận thực tế trong mạch

Ta làm phím ma trận kích tự động thông qua vi điều khiển nhờ transistor 2N5551 Transistor 2N5551 là transistor nghịch hoạt động khi điện áp đặt vào cực B lớn hơn 0.6-0.7v thì transistor hoạt động Chân E và

C thông nhau Dựa vào nguyên lý này nên ta vận dùng nó để làm phím điện tử Muốn ấn phím nào thì ta chỉ cần dùng vi điều khiển điều khiển số

mà ta cần quay

3 Khối cảm biến.

Khi đèn sáng, không có điện áp đặt vào cực B, transistor ngắt, chân P0.1 có mức cao(1) Khi đèn tắt, điện trở quan trở giảm, có điện áp đủ lớn kích vào chân B của transistor làm cho chân B và E thông nhau nên P0.1 bị kéo xuống mass(0) Dựa vào 2 mức này thì ta dùng VDK nhận biết và thực hiện thao tác với các mức logic 0 và 1

4 Khối vi điều khiển.

Khối này có chức năng xử lý thông tin nhận được từ cảm biến laser và nhận bít từ 8870 giải mã, thực hiện chức năng quay số điện thoại tới số mong muốn thông qua kích transistor được lắp ghép thành phím ma trận

 Lưu đồ xử lý của 89C51

5 Khối giải mã DTMF

 Khái quát.

M-8870 là một bộ thu DTMF (Dual Tone Modulated Frequency) trọn bộ, tích hợp cả bộ lọc dải chia và chức năng giải mã vào trong DIP đơn 18 chân hay đóng gói SOIC Được chế tạo dựa trên công nghệ CMOS, IC M-8870 tiêu thụ năng lượng thấp (tối đa 35 mV0) và điều khiển dữ liệu chính xác Bộ phận lọc

sử dụng công nghệ tụ chuyển mạch cho cả hai nhóm bộ lọc tone cao và thấp để khử âm quay số Bộ giải mã sử dụng phương pháp đếm số để dò tìm và giải mã tất cả 16 cặp âm DTMF thành 1 từ mã 4 bit Bộ phận đếm ngoài được tối thiểu hoá bởi sự dự phòng của một bộ khuyếch đại vi sai đầu vào trên chip, bộ định

thời và chốt ba trạng thái bus giao diện Bộ phận ngoài rất nhỏ yêu cầu bao gồm thạch anh giao động 3.579545 MHz, một điện trở định thời, một tụ điện định thời

 Các cặp tần số thấp và cao này được quy ước như sau:

 Bảng mã hoá tín hiệu quay số DTMF:

 Chức năng các chân MT8870.

Chân Tên Mô tả chức năng

3 GS Chọn độ lợi cho bộ khuyếch đại OP.AMP

4 VREF Điện áp quy chiếu đầu ra (thường là VDD/2)

7 OSC1 Xung đồng hồ vào

9 Vss Điện áp âm của nguồn cung cấp (thường là 0V)

10 OE Cho phép ba trạng thái đầu ra dữ liệu

11-14 Q1,Q2,Q3,Q4 Các chân xuất dữ liệu, kết nối vi điều khiển

15 StD Trễ điều khiển đầu ra

16 ESt

Cho ra mức logic1 khi phát hiện được 1 cặp tone hợp

lệ Bất kỳ trạng thái nào không có tín hiệu hợp lệ đều cho ra mức logic0

17 St/GT Điều khiển đầu vào, thời gian bảo vệ đầu ra

18 VDD Điện áp dương nguồn cung cấp

 Sơ đồ mạch khối MT8870.

Khi có tín hiệu DTMF được lấy từ loa ngoài của điện thoại ta đưa vào khối MT8870 giải mã hiển thị ra led và đưa vào vi điều khiển để giải mã 4bit sang LED 7 đoạn

6 Khối chuông

Khi có tín hiệu từ cảm biến, lập trình sao cho tạo ra tấn số dao động phù hợp làm Loa hú

10k

Q1

NPN

D1

DIODE

LS1

SPEAKER

p1.0 89c51

V MÃ CHƯƠNG TRÌNH.

1 org 00h

2 ljmp main

3 org 40h

5 tudau:

6 mov p1,#0ffh

7 mov p0,#00h

8 mov p2,#00h

9 mov p3,#0ffh

10 mov r0,#30

11 lap:

12 jnb p1.0,$

13 jb p1.0,nhan

14 djnz r0,lap

15 nhan:

16 mov p3,#00000100b

17 mov r1,#100

18 loop1:mov r2,#100

24 mov p0,#00h

25 setb p0.5;0

26 mov p3,#00000100b

27 call delay

28 mov p3,#11111110b

29 clr p0.5

30 setb p2.7;1

31 mov p3,#10011110b

32 call delay

33 mov p3,#11111110b

34 clr p2.7

35 setb p2.2;6

36 mov p3,#01000000b

37 call delay

48 mov p3,#11111110b

49 clr p2.2

50 setb p2.1;7

51 mov p3,#00011110b

52 call delay

53 mov p3,#11111110b

56 clr p2.1

57 setb p2.4;4

58 mov p3,#10011000b

59 call delay

60 mov p3,#11111110b

61 clr p2.4

62 setb p2.2;6

63 mov p3,#01000000b

65 call delay

66 mov p3,#11111110b

67 clr p2.2

68 setb p0.5;0

69 mov p3,#00000100b

70 call delay

71 mov p3,#11111110b

72 clr p0.5

73 setb p2.3;5

76 mov p3,#11111110b

77 clr p2.3

78 setb p2.1;7

79 mov p3,#00011110b

80 call delay

81 clr p2.1

82 mov p3,#11111110b

83 call delay

84 setb p2.1;7

85 mov p3,#00011110b

86 call delay

87 mov p3,#11111110b

88 clr p2.1

89 setb p2.0;8

90 mov p3,#00000000b

91 call delay

92 mov p3,#11111110b

93 clr p2.0; song quay so

94 setb p0.3; call toi so da quay

95 call delay

96 clr p0.3

97 call delay

98 call delay

99 jmp tudau

; -ket thuc goi

100 delay:

103 lap2:mov r7,#100

104 djnz r7,$

105 djnz r6,lap2

106 djnz r5,lap1

107 ret

108 delay2:

109 mov r5,#5

110 lap1a:mov r6,#5

111 lap2a:mov r7,#10

112 djnz r7,$

113 djnz r6,lap2a

114 djnz r5,lap1a

115 ret

116 end