DIEU KHIEN, GIAM SAT THIET BI TU XA BAN DIEN THOAI DI DONG

Hiện nay, do nhu cầu trao đổi thông tin của người dân ngày càng tăng đồng thờiviệc gắn các thiết bị điện thoại ngày càng được phổ biến rộng rãi, do đó việc sử dụngmạng điện thoại để truy

CHƯƠNG I: DẪN NHẬP1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

Trong thời đại ngày nay, hệ thống thông tin liên lạc là một trong những vấn đềquan trọng của loài người Nhất là những ứng dụng của kỹ thuật thông tin liên lạc vàolĩnh vực kinh tế, khoa học và đời sống Chính vì nó mà con người và xã hội loài người

đã phát triển không ngừng Đặc biệt trong những thập niên gần đây, ngành bưu chínhviễn thông đã phát triển mạnh mẽ tạo ra bước ngoặc quan trọng trong lĩnh vực thôngtin để đáp ứng nhu cầu của con người Ngoài nhu cầu về thông tin con người cònmuốn những nhu cầu khác như : tự động trả lời điện thoại khi chủ vắng nhà, hộp thưthoại,…

Đối với hệ thống điều khiển xa bằng tia hồng ngoại thì giới hạn về khoảng cách

là yếu điểm của kỹ thuật này, ngược lại với mạng điện thoại đã được mở rộng với quy

mô toàn thế giới thì giới hạn xa không phụ thuộc vào khoảng cách đã mở ra một lốithoát mới trong lĩnh vực tự động điều khiển

Hiện nay, do nhu cầu trao đổi thông tin của người dân ngày càng tăng đồng thờiviệc gắn các thiết bị điện thoại ngày càng được phổ biến rộng rãi, do đó việc sử dụngmạng điện thoại để truyền tín hiệu điều khiển 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 điệngia dụng vừa tiết kiệm được chi phí sử dụng và đảm bảo an toàn cho tính mạng và tàisản của mỗi người dân do cháy nổ hoặc do chạm chập điện gia dụng gây ra

Ngoài ra,ứng dụng của hệ thống điều khiển từ xa bằng điện thoại, giúp ta điềukhiển các thiết bị điện ở những môi trường nguy hiểm mà con người không thể làmviệc được hoặc những dây chuyền sản xuất để thay thế con người Xuất phát từ những

ý tưởng và tình hình thực tế như ở trên, nên em chọn đề tài: “Điều khiển thiết bị qua

điện thoại di động” cho luận văn tốt nghiệp.

Mạch điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua mạng điện thoại, giúp ta điềukhiển các thiết bị điện gia dụng khi không có ai ở nhà khi ta ở cách xa nhà(hay ở nhà)hoặc ở những môi trường nguy hiểm mà con người không thể làm việc được hoặc mộtdây chuyền sản xuất để thay thế con người Chẳng hạn muốn điều khiển các thiết bịđiện trong nhà khi vắng người, ta quay số điện thoại về nhà và gởi mã lệnh đóng hayngắt thiết bị thì mạch sẽ thực hiện Khi mạch thực hiện xong lệnh của ta thì mạch sẽgọi tín hiệu phản hồi cho ta biết mạch đã thực hiện xong lệnh hay chưa

1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU:

Các thiết bị điện được nối song song với hệ thống điều khiển từ xa bằng đườngđiện thoại Muốn điều khiển thiết bị điện ta quay số điện thoại về máy điện thoại có

Sau đó, người điều khiển muốn mở hay tắt thiết bị nào phụ thuộc vào mã lệnhngười điều khiển muốn điều khiển mở hay tắt.

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

Số 1 tương ứng cho thiết bị 1

Số 2 tương ứng cho thết bị 2

Số 3 tương ứng cho thiết bị 3

Ví dụ : Muốn mở thiết bị 1 thì người điều khiển phải bấm mã 1 tức là mã mở thiết bị 1.Sau khi nhấn đúng mã 1, thiết bị 1 sẽ được mở và vi điều khiển sẽ cho truy xuất câu

nói báo trạng thái thiết bị 1 vừa mới điều khiển với nội dung “Thiết bị đ mở “ Nếu

muốn tắt thì nhấn tiếp m 1 thì thiết bị 1 tắt v vi điều khiển sẽ cho truy xuất câu nói

“Thiết bị đ tắt” Tương tự như vậy cho thiết bị 2 và 3 với m tương ứng 2 v 3.

1.3 BỐ CỤC ĐỀ TÀI:

1.3.1 Chương I: Dẫn Nhập

 Giới thiệu về đề tài và mục đích nghiên cứu đề tài

 Đồng thời nói sơ lược qua nội dung đề tài

1.3.2 Chương II: Cơ Sở Lý Thuyết

 Giới thiệu về mạng điện thoại

Cấu trúc của mạng điện thoại và các đặc tính truyền của mạng điện thoại

 Giới thiệu về tổng đài và điện thoại

Định nghĩa và chức năng về tổng đài, phân loại và các loại tổng đài việt nam đang sử dụng

Giới thiệu về máy điện thoại cùng các thông số của máy điện thoại

 Giới thiệu ngôn ngữ CCS sử dụng trong lập trình

1.3.3 Chương III: Các IC Sử Dụng Trong Mạch

 IC thu phát tiếng nói ISD 1420

1.3.4 Chương IV: Tính Toán Và Thi Công Mạch

 Sơ đồ khối và nhiệm vụ của từng khối

 Nguyên lý hoạt động của các khối

Khối nhận và giải mã DTMF Khối thu phát tiếng nói Khối điều khiển thiết bị Khối nguồn

Khối điều khiển trung tâm

 Lưu đồ giải thuật Chương trình chính Chương trình con

 Hướng phát triển

CHƯƠNG II:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1 CẤU TRÚC VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI:

Các thành phần chính của mạng điện thoại chuyển

mạch công cộng được phân cấp như hình vẽ:

Trung tâm miền(lớp 1)

Trung tâm vùng (lớp 2)

Trung tâm cấp 1 (lớp 3)

Trung tâm đường dài

Trung tâm chuyển tiếp

nội hạt

Trung tâm đầu cuối

(tổng đài nội hạt)

Các thuê bao

Đường chọn cuối H1.Cấu trúc

mạng điện thoại

- Trung kế có độ sử dụng cao

Mạng điện thoại hiện nay được phân thành 5 cấp tổng đài:

Cấp cao nhất gọi là tổng đài cấp 1

Cấp thấp nhất goị là tổng đài cấp 5 (cấp cuối)

Tổng đài cấp 5 là tổng đài được kết nối với thuêbao và có thể thiết kế được 10.000 đường dây thuê bao

Một vùng nếu có 10.000 đường dây thuê bao trở lênthì các số điện thoại được phân biệt như sau:

 Phân biệt đài cuối

 Phân biệt thuê bao

Hai đường dây nối thuê bao với tổng đài cuối gọilà“vùng nội bộ“ trở kháng khoảng 600 Ω

Khi thuê bao nhấc máy tổ hợp, khi đó các tiếp điểmsẽ đóng tạo ra dòng chạy trong thuê bao là 20mA DC và áp

rơi trên Tip và Ring còn + 4VDC.

2.2 CÁC ĐẶC TÍNH TRUYỀN CỦA MẠNG ĐIỆN THOẠI : 2.2.1 BĂNG THÔNG VÀ ĐỘ RỘNG BĂNG THÔNG:

Trước khi phân tích yêu cầu tuyến dẫn tiếng nói củacon người, đầu tiên ta phải xác định độ rộng của băngtần liên quan đường thuê bao điện thoại Ta đã biết tần sốcủa một tín hiệu tương tự là số các sóng hình Sin hoànchỉnh được gởi đi trong mỗi giây và được đo bằng số chukỳ trên giây Băng thông củamột kênh là khoảng tầnsố có thể truyền kênh đó Độ rộng băng tần đơn thuầnlà độ rộng băng thông

Tiếng nói của con người có thể tạo ra những âmtrong băng thông khoảng 50 đến 15.000 Hz (15 kHz) với độrộng băng tần 14,95Khz Tai người có thể nghe được cácâm thanh nằm trong băng thông 20 Hz-20.000Hz (độ rộngbăng tần là 19,98Khz)

Băng thông của đường thuê bao nội hạt khoảng từ300Hz-3.400Hz Điều này có thể làm ngạc nhiên nếu coirằng tiếng nói của con người tạo nên các âm thanh giữa50Hz-15.000Hz

Trong thực tế, đường thuê bao không phải để dànhmang chọn tín hiệu tương tự bất kỳ nào mà được tối ưu chotiếng nói của con người nằm trong băng thông khoảng200Hz-350Hz Đây là khoảng tần số chứa phần lớn côngsuất, như vậy băng thông 300Hz-3.400Hz là thích hợp đểtruyền tiếng nói của con người có chất lượng

Lý do chủ yếu để mạng điện thoại sử dụng băng tần3,1Khz hẹp thích hợp hơn so với toàn bộ băng tần tiếng nói15Khz là vì băng hẹp cho phép nhiều cuộc đàm thoại đượctruyền đi một kênh vật lý duy nhất Đây là một vấn đềthực tế quan trọng cho các trung kế nối các tổng đàichuyển mạch điện thoại Các bộ lọc và các cuộn dây phụtải trong mạng sẽ cắt các tín hiệu tiếng nói dưới 300Hz-3.400Hz trên cuộc nối còn khả năng truyền các tần sốcao hơn nhiều

a.Tiếng dội (echo):

Nghe tiếng dội giọng nói của chính mình trong khi sửdụng điện thoại sẽ rất khó chịu Tiếng dội là kết quảcủa sự phản xạ tín hiệu xảy ra tại những điểm không phốihợp trở kháng dọc theo mạng điện thoại Nói chung, thờigian trễ của tiếng dội dài hơn và tín hiệu tiếng dội mạnhhơn sẽ làm nhiễu loạn đến người nói nhiều hơn

Sự phối trở kháng trên đường truyền thường xấunhất trên các vòng thuê bao và tại nơi giao tiếp với đầucuối Ở đây việc phối hợp trở kháng rất khó điều khiển

vì chiều dài của vòng thuê bao và các thiết bị thuê baoquá khác nhau

May thay, tiếng dội nghe được bởi người nói đã bị suygiảm hai lần: từ người nói đến điểm phản xạ và ngượclại Để thời gian trễ ngắn người ta thêm vào các bộ suyhao để làm giảm mức tiếng dội

Trên các đường truyền dài người ta phải sử dụng cácbộ triệt tiếng dội đặc biệt Tín hiệu thoại từ ngưới nóiđược bộ suy hao nhận biết và làm suy giảm 60 dB trênđường về Bộ triệt tiếng dội sẽ bị vô hiệu hóa (khửhoạt) vài phần ngàn giây sau khi người nói đã ngưng nói.Bộ triệt tiếng dội cùng có thể bị khoá nếu người nóivà ngưới nghe ở xa nhau

Các bộ triệt tiếng dội được vô hiệu hoá trong khitruyền dữ liệu các cuộc gọi Sự ngắt vài ms trong khi bộtriệt của hướng này tắt và hướng kia mở sẽ làm hư hạidữ liệu (vì dữ liệu là các tín hiệu xung nên sự đóng mởcủa các bộ triệt sẽ ảnh hưởng đến các xung tín hiệunày) Ở mỗi máy thu, các modem làm suy giảm tiếng dộibằng bộ ngõ lọc vào Điều này có thể thực hiện đượcbởi vì sóng mang của các kênh phát và thu của mỗimodem khác nhau

Đặc tính của bộ loại được dùng trong mạng là chophép các bộ phận triệt tiếng dội được vô hiệu hóa mộtcách tự động Bộ loại được kích khởi khi một trong hai bênphát ra một tone 2025 Hz hoặc 2100 Hz Tone này phải đượckéo dài ít nhất 300 ms và mức công suất là –5 dBm.Khoảng thời gian không có tín hiệu là 100 ms hoặc nhiềuhơn sẽ làm cho bộ triệt tiếng dội được chuyển mạch trởlại Nhiệm vụ điều khiển bộ triệt tiếng dội được thực hiệnbởi modem của người sử dụng (DCE) và phải được đặtgiữa đường tín hiệu RTS (request to send) được yêu cầu bởitriết bị dầu cuối (DTE) và đường tín hiệu CTS (clear to send)được chấp nhận từ modem

nối tiếp với đường dây các điện cảm rời rạc hoặc “tậptrung”, gọi là các cuộn phụ tải Các cuộn dây được đặt ởnhững diểm cách đều nhau để đat được hiệu quả mongmuốn Một dạng sắp xếp điển hình là sử dụng các cuộncảm 88mH đạt cách nhau 1,8 km.

Khi sử dụng cuộn phụ tải, sự suy hao của đường dâyđược giảm và duy trì tần số tương đối lên tới tần số cắttới hạn, trên tần số cắt này là sự suy hao sẽ gia tăng

HÌNH 2: Cuộn phụ tải và ảnh hưởng đối với sự suy hao

vòng thuê bao

Vận tốc truyền của một đường dây có phụ tải cũngtạo ra một hằng số nữa, và nhỏ hơn đường dây khôngcó phụ tải Việc làm cho Vp là hằng số sẽ làm cho giảmđược méo pha, tuy nhiên thời gian trễ tuyệt đối lại tănglên và làm xấu đi vấn đề tiếng dội

Các cuộn dây phụ tải phải được di chuyển theo cácvòng thuê bao để các tần số trên giá trị tần số cắtđược bỏ đi, trường hợp này dùng cho các đường dâytruyền dữ liệu tốc độ cao

2.2.2 SUY HAO TÍN HIỆU, CÁC MỨC CÔNG SUẤT VÀ NHIỄU :

Trên mạng điện thoại có n chuyển mạch, sự mất mátcông suất tín hiệu giữa các thuê bao biến động mạnhtrong khoảng từ 10 dB tới 25 dB Sự biến động theo thời giangiữa hai thuê bao bất kỳ nhỏ hơn ± 6 dB

Tỷ số tín hiệu trên nhiễu S/N cũng quan trọng như độlớn của tín hiệu thu được Để tín hiệu thu được có thể tincậy được, tỷ số S/N phải ít nhất là 30:1 (29,5 dB)

Hầu hết nhiễu được tạo ra trên mạng điện thoại cóthể chia làm 3 loại:

2.2.3 NHIỄU NHIỆT VÀ TẠP ÂM: (do sự phát xạ của

linh kiện trong bộ khuếch đại)

Là tiếng ồn ngẫu nhiên dải rộng, được tạo ra do sựchuyển động và dao động của các hạt mang điện tích trongcác thành phần khác nhau của mạng

2.2.4 NHIỄU ĐIỀU CHẾ NỘI VÀ XUYÊN ÂM :

Là kết quả của sự giao thoa tín hiệu mong muốn vớicác tín hiệu khác trên mạng Các tín hiệu giao thoa này ởtrên một đôi cáp đạt kề cận với đôi cáp đang sử dụngcho tín hiệu mong muốn, hoặc các tín hiệu được điều chếtrên các tần số sóng mang kề cận trên hệ thống FDM

2.2.5 NHIỄU XUNG:

Bao gồm các xung điện áp hoặc các xung nhất thời,được tạo ra chủ yếu bởi sự chuyển mạch cơ học trong tổngđài, sự tăng vọt của điện áp nguồn hoặc tia chớp…

Việc giảm tối thiểu ảnh hưởng của tiếng ồn trên tínhiệu thu là điều có thể thực hiện được bằng cách sửdụng việc truyền các mức công suất cao có thể có Tuynhiên các mức tín hiệu cao trên mạng sẽ làm tăng sựđiều chế nội và xuyên âm

Cần có sự thỏa hiệp trong sự thiết lập mức truyền,mức công suất lớn nhất cho phép, được điều khiển chínhxác bởi cấp mạng có thẩm quyền

Các quy định đã công bố về mức vông suất lớnnhất cho phép phụ thuộc vào loại tín hiệu đang gởi (ví dụphụ thuộc vào chu kỳ và tần số làm việc) Thường cácmức công suất truyền phải nhỏ hơn 0 dBm (1mW)

Mức công suất nhiễu ngẫu nhiên đo được ở các thiết

bị đầu cuối của thuê bao tiêu biểu trong khoảng –40 dBm

Nhiễu xung là thảm họa lớn nhất trong việc truyềndữ liệu và khả năng dự đoán sự xuất hiện của nhiễu lànhỏ nhất Khi xuất hiện nhiễu xung, kết quả là một lỗixung xảy ra và một số bit bị mất Do đó cần có các mạchphát hiện lỗi như kiểm tra parity

Nhiều protocol yêu cầu phải có bộ sửa sai dể báo

nhau, với số lượng thuê bao lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vàotừng loại tổng đài, từng khu vực.

b Chức Năng Của Tổng Đài :

Mặc dù các hệ thống tổng đài được nâng cấp rấtnhiều từ khi nó được phát minh ra, các chức năng cơ bảncủa nó như: xác định các cuộc gọi của thuê bao, kết nốithuê bao gọi với thuê bao bị gọi và sau đó tiến hành phụchồi trạng thái bang đầu khi cuộc gọi đã hoàn tất Hệthống tổng đài bằng nhân công tiến hành qúa trình nàybằng tay, trong khi hệ thống tổng đài tự động thực hiệncác qúa trình này bằng điện tử Cụ thể các cuộc gọiđược phát ra và hoàn thành thông qua tổng đài gồm cácbước sau:

• Nhận dạng thuê bao gọi: Tổng đài nhận dạng thuêbao gọi khi thuê bao nhất ống nghe và sau đó thuê bao đượcnối với mạch điều khiển

• Tiếp nhận số được quay: Khi đã nối với mạch điềukhiển, thuê bao chủ bắt đầu nghe thấy tín hiệu mời quaysố và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bị gọiđến tổng đài Tổng đài tiếp nhận số thuê bao này

• Kết nối cuộc gọi: Khi thuê boao bị gọi đã được xácđịnh, tổng đài sẽ chọn một bộ phận các đường trung kếđến tổng đái thuê bao bị gọi và sau đó chọn một đườngrổi trong số đó để kết nối Khi thuê bao bị gọi nằm trongtổng đài nội hạt thì cuộc gọi nội hạt được sử dụng

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

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

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

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

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

• Truyền tín hiệu báo bận: Khi tất cả các đường trungkế đều đã bị chiếm theo các bước trên dây hoặc thuê

bao bị gọi bận thì tín hiệu báo bận được truyền đến thuêbao chủ gọi.

• Hồi phục hệ thống: Trạng thái này được xác định khicuộc gọi được kết thúc Sau đó tất cả các đường nối đềuđược giải phóng Như vậy các bước cơ bản của hệ thốngtổng đài để xử lý các cuộc gọi đã được trình bày Tronghệ thống tổng đài điện tử nhiều dịch vụ mới được thêmvào cùng với các chức năng trên

Tổng đài điện thoại có khả năng :

phát cuộc gọi

nhận các yêu cầu của thuê bao

Xử lí thông tin từ thuê bao chủ gọi để điều khiển kếtnối theo yêu cầu

 Báo cho thuê bao bị gọi biết có người cần muốnliên lạc

 Giám sát thời gian và tình trạng thuê bao để ghicước và giải tỏa

hợp điều khiển

2.3.2 PHÂN LOẠI TỔNG ĐÀI:

a Tổng đài công nhân :

Việc kết nối thông thoại, chuyển mạch dựa vào conngười

b Tổng đài cơ điện :

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

c Tổng đài điện tử :

Quá trình điều khiển kết nối hoàn toàn tự động, vìvậy người sử dụng cũng không thể cung cấp cho tổng đàinhững yêu cầu của mình bằng lời nói được 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 cáctín hiệu để người sử dụng và tổng đài có thể làm việc

dụng trong các cơ quan, khách sạn Thường sử dụng trung kế

CO – Line (Centrol office )

• Tổng đài nông thôn ( Rural Exchange ) Được sử dụng

ở các xã, khu đông dân cư, có thể sử dụng tất cả cácloại trung kế

• Tổng đài đường dài TE ( Toll Exchange ) Dùng đề kếtnối các tổng đài nội hạt ở các tỉnhvới nhau, chuyểnmạch các cuộc gọi đường dài trong nước

• Tổng đài nội hạt LE ( Local Exchange ) Được đặt ởtrung tâm huyện, tỉnh Sử dụng tất cả các loại trung kế

• Tổng đài cửa ngỏ quốc tế Gateway Exchange ) Tổngđài này dùng để chọn hướng và chuyển mạch các cuộcvào mạng quốc tế để nối các quốc gia với nhau Có thểchuyển tải quá gian Mạng điện thoại ở Bắc Mỹ sử dụngnăm mức ( hoặc cấp ) Tổng đài chính hay các đài chuyểnmạch ( Switching center ) Mức cao nhất là cấp một, là trungtâm miền, đài cấp năm có mức thấp nhất là đài cuốikết nối với thuê bao

2.3.4 CÁC TÍN HIỆU ÂM :

a Tín hiệu mời quay số (Dial tone) : Khi thuê bao

nhấc tổ hợp để xuất phát cuộc gọi sẽ nghe âm hiệu mờiquay số do tổng đài cấp cho thuê bao gọi, là tín hiệu hìnhsin có tần số 425 ± 25 Hz liên tục

b Tín hiệu báo bận (Busy tone) : Tín hiệu này báo

cho người sử dụng biết thuê bao bị gọi đang trong tình trạngbận hoặc trong trường hợp thuê bao nhấc máy quá lâumà không quay số thì tổng đài gởi âm hiệu báo bậnnày Tín hiệu báo bận là tín hiệu hình sin có tần số 425 ±

25 Hz, ngắt quãng 0.5 giây có và 0.5 giây không

Tín hiệu Busy tone

c Tín hiệu chuông (Ring back tone) : Tín hiệu chuông

do tổng đài cung cấp cho thuê bao bị gọi, là tín hiệu hình sincó tần số 25 Hz và điện áp 90V hiệu dụng ngắt quãngtuỳ thuộc vào tổng đài, thường 2 giây có và 4 giâykhông

d Tín hiệu hồi chuông (Ring tone) : Tín hiệu hồi

chuông do tổng đài cấp cho thuê bao bị gọi, là tín hiệu hìnhsin có tần số 425 ± 25 Hz là hai tín hiệu ngắt quãng 2s có4s không tương ứng với nhịp chuông

phối hợp cả hai phương thức chuyển mạch SDM và TDMthành T – S – T, T – S, S – T – S ….

Ưu điểm của phương thức kết hợp này là tận dụngtối đa số link trống và giảm bớt số link trông không cầnthiết, làm cho kết cấu của toàn tổng đài trở nên đơngiản hơn bởi vì, phương thức ghép kênh TDM luôn luôn tạo

ra khả năng toàn thông, mà thông thường đối với tổngđài có dung lượng lớn, việc dư link là không cần thiết.Người ta đã tính ra thông thường chỉ có tối đa 10% cácthuê bao có yêu cầu cùng 1 lúc, nên số link trống chỉcần đạt 10% tổng số thuê bao là đủ

Tổng đài điện tử dùng phương thức ghép kênh theotần số (FDM : Frequence Devision Multiplexer)

2.4 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI: 2.4.1 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI:

Tổng đài được nối với các thuê bao qua 2 đườc truyềnTIP và RING Thông qua 2 đường dây này thông tin từ tổngđài qua các thuê bao được cấp bằng nguồn dòng từ 25 mAđến 40 mA (trung bình chọn 35 mA) đến cho máy điện thoại

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

 Tổng trở DC khi nhấc máy nhỏ hơn 1KΩ (từ 0,2KΩ ÷0,6KΩ)

Các thông số và giới hạn máy điện thoại:

Khi gác máy tổng trở DC bằng 20KΩ rất lớn xem như hở mạch

Khi nhấc máy tổng trở DC giảm xuống nhỏ hơn 1KΩ và hai tổng đài onhận 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.

 Quay số :

Người gọi thông báo số mình muốn gọi cho tổng đàibiết bằng cách gởi số máy điện thoại của mình muốn gọiđến cho tổng đài Có hai cách gởi số đến tổng đài :

Phương thức quay số tone DTMF và PULSE: Khi có mộtphím được ấn thì trên đường dây sẽ xuất hiện 2 tấn sốkhác nhau thuộc nhóm fthấp và fcao Phương pháp tầnghép này chống nhiễu tốt hơn, ngoài ra dùng dạng toneDTMF sẽ tăng được tốc độ quay nhanh gấp 10 lần so vớiviệc thực hiện quay số PULSE Mặt khác phương pháp sẽsử dụng được một số dịch vụ cộng thêm tổng đài

 Phương pháp quay số pulse: tín hiệu quay số là

chuỗi xung vuông, tần số chuỗi dự án = 10Hz,số điệnthoại bằng số xung ra, riêng số 0 sẽ là 10 xung, biên độ ởmức cao là 48v, ở mức thấp là 10v

 Quay số bằng Tone (Tone – Dialing) : Máy điện thoại

phát ra cùng lúc hai tín hiệu với tần số dao động khác nhau tương ứng với số muốn quay (DTMF : Dual Tone Multi

Frequence) theo bảng sau :

BẢNG PHÂN LOẠI TẦN SỐ TÍN HIỆU TONE

thấp (Hz) Tần số cao (Hz)

9 852 1447

Kết nối thuê bao :

Tổng đài nhận được các số liệu sẽ xem xét :

Nếu các đường dây nối thông thoại đều bị bận thìtổng đài sẽ cấp tín hiệu báo bận

Nếu đường dây nối thông thoại không bận thì tổngđài sẽ cấp cho người bị gọi tín hiệu chuông và người gọitín hiệu hồi chuông Khi người được gọi nhấc máy, tổngđài nhận biết trạng thái này, thì tổng đài ngưng cấp tínhiệu chuông để không làm hư mạch thoại và thực hiệnviệc thông thoại tín hiệu trên đường dây đến máy điệnthoại tương ứng với tín hiệu thoại cộng với giá trị khoảng

300 mV đỉnh – đỉnh Tín hiệu ra khỏi máy điện thoại chịu sựsuy hao trên đường dây với mất mát công suất trongkhoảng 10 dB ÷ 25 dB Giả sử suy hao là 20 dB, suy ra tín hiệu

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

 Ngưng thoại :

Khi một trong 2 thuê bao gác máy, thì tổng đài nhậnbiết trạng thái này, cắt thông thoại cho cả 2 máy đồngthời cấp tín hiệu báo bận cho máy còn lại

Tín hiệu thoại trên đường dây là tín hiệu điện mangcác thông tin có nguồn gốc từ âm thanh trong quá trìnhtrao đổi giữa 2 thuê bao Trong đó, âm thanh được tạo ra bởicác dao động cơ học, nó truyền trong môi trường dẫn âm

Khi truyền đi trong mạng điện thoại là tín hiệu thường

bị méo dạng do những lý do : nhiễu, suy hao tín hiệu trênđường dây do bức xạ sóng trên đường dây với các tầnsố khác nhau Để đảm bảo tín hiệu điện thoại nghe rõ vàtrung thực, ngày nay trên mạng điện thoại người ta sử dụngtín hiệu thoại có tần số từ 300 Hz ÷ 3400 Hz

2.4.3 PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG GIỮA TỔNG ĐÀI VÀ MÁY ĐIỆN THOẠI:

Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông quasự thay đổi tổng trở mạch vòng của đường dây thuê bao.Bình thường khi thuê bao ở vị trí gác máy điện trở mạchvòng là rất lớn Khi thuê bao nhấc máy, điện trở mạchvòng thuê bao giảm xuống còn khoảng từ 150Ω đến1500Ω Tổng đài có thể nhận biết sự thay đổi tổng trởmạch vòng này (tức là thay đổi trạng thái của thuê bao)thông qua các bộ cảm biến trạng thái Tổng đài cấp âm

hiệu mời quay số (Dial Tone) cho thuê bao Dial Tone là tínhiệu mời quay số hình sin có tần số 425 ± 25 Hz Khi thuêbao nhận biết được tín hiệu Dial Tone, người gọi sẽ hiểu làđược phép quay số Người gọi bắt đầu tiến hành gửi cácxung quay số thông qua việc quay số hoặc nhấn phím chọnsố Tổng đài nhận biết được các số được quay nhờ vàocác chuỗi xung quay số phát ra từ thuê bao gọi Thực chấtcác xung quay số là các trạng thái nhấc máy hoặc gácmáy của thuê bao Nếu các đường kết nối thông thoại bịbận hoặc thuê bao được gọi bị bận thì tổng đài sẽ pháttín hiệu báo bận cho thuê bao Aâm hiệu này có tần số f =

425 ± 25 Hz ngắt nhịp 0,5s có 0,5 s không Tổng đài nhậnbiết các số thuê bao gọi đến và nhận xét :

Nếu số đầu nằm trong tập thuê bao thì tổng đài sẽphục vụ như cuộc gọi nội đài Nếu số đầu là số qui ướcgọi ra thì tổng đài phục vụ như một cuộc gọi liên đài quatrung kế và gửi toàn bộ phần định vị số quay sang tổngđài đối phương để giải mã

Nếu số đầu là mã gọi các chức năng đặc biệt,tổng đài sẽ thực hiện các chức năng đó thuê yêu cầucủa thuê bao Thông thường, đối với loại tổng đài nội bộcó dung lượng nhỏ từ vài chục đến vài trăm số, có thêmnhiều chức năng đặc biệt làm cho chương trình phục vụthuê bao thêm phong phú, tiện lợi, đa dạng, hiệu quả chongười sử dụng làm tăng khả năng khai thác và hiệu suấtsử dụng tổng đài

Nếu thuê bao được gọi rảnh, tổng đài sẽ cấp tín hiệuchuông cho thuê bao với điện áp 90Vrms (AC), f = 25 Hz, chu

kì 2s có 4s không Đồng thời, cấp âm hiệu hồi chuông(Ring Back Tone) cho thuê bao gọi, âm hiệu này là tín hiệusin f = 425 ÷ 25 Hz cùng chu kì nhịp với tín hiệu chuông gởicho thuê bao được gọi

Khi thuê bao được gọi nhấc máy, tổng đài nhận biếttrạng thái máy này tiến hành cắt dòng chuông cho thuêbao bị gọi kịp thời tránh hư hỏng đáng tiếc cho thuê bao.Đồng thời, tiến hành cắt âm hiệu Ring Back Tone cho thuêbao gọi và tiến hành kết nối thông thoại cho 2 thuê bao

Tất cả hoạt động nói trên của tổng đài điện tửđều được thực hiện một cách hoàn toàn tự động Nhờvào các mạch điều khiển bằng điện tử, điện thoại viêncó thể 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 hoạtđộng của tổng đài qua các thao tác trên bàn phím, hệthống công tắc….các hoạt động đó có thể bao gồm :nghe xen vào các cuộc đàm thoại, cắt cưỡng bức cáccuộc đàm thoại có ý đồ xấu, tổ chức điện thoại hộinghị… Tổng đài điện tử cũng có thể được liên kết vớimáy điện toán để điều khiển hoạt động hệ thống Điềunày làm tăng khả năng khai thác, làm tăng dung lượng,cũng như khả năng hoạt động của tổng đài lên rấtnhiều

2.5 SƠ LƯỢC VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A:

Vi điều khiển PIC16F877A

2.5.1 CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA VI ĐIỀU KHIỂN:

PIC 16F877A là vi điều khiển thuộc họ PIC 16fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài

14 bit Mỗi lệnh được thực thi trong một chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép

là 20MH vớ chu kì lệnh là 200ns

Bộ nhớ chương trình 8Kx14bit

Bộ nhớ dữ liệu là 368byte RAM

Bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte

Số Port I/O là 5 với 33 pin I/O

Bộ nhớ flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần

Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần

Dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trử 40 năm

Nạp chương trình ngay trên mạch nạp ICSP (In Circuit Serial Programming) thông

qua 2 chân

Chức năng bảo mật chương trình

Có thể hoạt động ở nhiều ossilokop

Các đặc tính ngoại vi bao gồm các khối chức năng sau:

Timer 0:bộ đếm 8bit với bộ chia tần 8 bit

Timer 1:bộ đếm 16bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào

xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ ngủ

Bộ đếm 8bit với bộ chia tần số, bộ postcaler

Hai bộ capter/so sánh/điều chế độ rộng xung

Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP, SPI và I2C

Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ

Cổng giao tiếp song song PSP với các chân điều khiển RD, WR, CS ở bên ngoài

2.5.2 SƠ ĐỒ CHÂN:

Để mã hóa được địa chỉ 8K word bộ nhớ chương trình, bộ đếm chương trình códung lượng 13bit (PC<12:0)

Khi vi điều khiển được reset, bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0000h khi

có ngắt xảy ra bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0004h

Sơ đồ bộ nhớ chương trình.

c Bộ nhớ dữ liệu.

Bộ nhớ dữ liệu là bộ nhớ EEPROM được chia làm 4 bank Mỗi bank có dunglượng 128 byte bao gồm các thanh ghi chức năng đặc biệt SFG (special functionregister) nằm ở các vùng địa chỉ thấp và các thanh ghi mục đích chung GPR (generalpurpose register) nằm ở các vùng địa chỉ còn lại trong bank Các thanh ghi SFGthường xuyên được sử dụng được đặt ở tất cả các bank của bộ nhớ dữ liệu

Sơ đồ bộ nhớ dữ liệu pic 16F877A

2.5.4 CÁC CỔNG XUẤT NHẬP CỦA PIC 16F877A:

Vi điều khiển pic 16f877a có 5 cổng I/O bao gồm các port A, port B, port C, port

D, port E

a PORT A:

Port A bao gồm 6 chân I/O, đây là các chân 2 chiều, port A là ngõ ra của bộADC, bộ so sánh, ngõ vào xung clock của timer0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP(master synchronous serial port)

b PORT B:

Port B gồm 8 chân I/O Port B ngoài chức năng xuất nhập còn để nạp chươngtrình cho vi điều khiển, liên quan đến ngắt ngoại vi và bộ timer 0, có chức năng điệntrở kéo lên được điều khiển bởi chương trình

c PORT C:

Port C gồm 8 chân I/O, chứa chân chức năng của bộ so sánh, timer 1, bộ PWM

và các chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART

ADC (Analog to Digital Converter) là bộ chuyển đổi tín hiệu giữa hai dạng tương

tự và số PIC16F877A có 8 ngõ vào analog (RA4:RA0 và RE2:RE0) Hiệu điện thếchuẩn VREF có thể được lựa chọn là VDD, VSS hay hiệu điện thể chuẩn được xác lậptrên hai chân RA2 và RA3 Kết quả chuyển đổi từ tín tiệu tương tự sang tín hiệu số là

10 bit số tương ứng và được lưu trong hai thanh ghi ADRESH:ADRESL Khi không

sử dụng bộ chuyển đổi ADC, các thanh ghi này có thể được sử dụng như các thanh ghithông thường khác Khi quá trình chuyển đổi hoàn tất, kết quả sẽ được lưu vào haithanh ghi ADRESH:ADRESL, bit (ADCON0<2>) được xóa về 0 và cờ ngắt ADIFđược set

Qui trình chuyển đổi từ tương tự sang số bao gồm các bước sau:

Clear bit ADIF.

Set bit ADIE

Set bit PEIE

Set bit GIE

3 Đợi cho tới khi quá trình lấy mẫu hoàn tất

4 Bắt đầu quá trình chuyển đổi (set bit )

5 Đợi cho tới khi quá trình chuyển đổi hoàn tất bằng cách:

Kiểm tra bit Nếu =0, quá trình chuyển đổi đã hoàn tất

Kiểm tra cờ ngắt

6 Đọc kết quả chuyển đổi và xóa cờ ngắt, set bit (nếu cần tiếp tục chuyển đổi)

7 Tiếp tục thực hiện các bước 1 và hai cho quá trình tiếp theo

2.5.6 GIAO TIẾP NỐI TIẾP:

USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) là mộttrong hai chuẩn giao tiếp nối tiếp.USART còn được gọi là giao diện giao tiếp nối tiếpnối tiếp SCI (Serial Communication Interface) Có thể sử dụng giao diện này cho cácgiao tiếp với các thiết bị ngọai vi, với các vi điều khiển khác hay với máy tính Cácdạng của giao diện USART ngọai vi bao gồm:

PIC16F877A được tích hợp sẵn bộ tạo tốc độ baud BRG (Baud Rate Genetator) 8bit dùng cho giao diện USART BRG thực chất là một bộ đếm có thể được sử dụng cho

cả hai dạng đồng bộ và bất đồng bộ và được điều khiển bởi thanh ghi PSBRG Ở dạngbất đồng bộ, BRG còn được điều khiển bởi bit BRGH (TXSTA<2>) Ở dạng đồng bộtác động của bit BRGH được bỏ qua Tốc độ baud do BRG tạo ra được tính theo côngthức sau:

Trong đó X là giá trị của thanh ghi RSBRG (X là số nguyên và 0<X<255) Các thanh ghi liên quan đến BRG bao gồm:

TXSTA (địa chỉ 98h): chọn chế độ đòng bộ hay bất đồng bộ (bit SYNC) và chọnmức tốc độ baud (bit BRGH)

RCSTA (địa chỉ 18h): cho phép hoạt động cổng nối tiếp (bit SPEN)

RSBRG (địa chỉ 99h): quyết định tốc độ baud

2.5.7 TRUYỀN DỮ LIỆU QUA CHUẨN GIAO TIẾP USART BẤT ĐỒNG BỘ:

Thành phần quan trọng nhất của khối truyền dữ liệu là thanh ghi dịch dữ liệuTSR (Transmit Shift Register) Thanh ghi TSR sẽ lấy dữ liệu từ thanh ghi đệm dùngcho quá trình truyền dữ liệu TXREG Dữ liệu cần truyền phải đựơc đưa trước vàothanh ghi TXREG Ngay sau khi bit

Stop của dữ liệu cần truyền trước đó được truyền xong, dữ liệu từ thanh ghiTXREG sẽ được đưa vào thanh ghi TSR, thanh ghi TXREG bị rỗng, ngắt xảy ra và cờhiệu TXIF (PIR1<4>) được set Ngắt này được điều khiển bởi bit TXIE (PIE1<4>) Cờhiệu TXIF vẫn được set bất chấp trạng thái của bit TXIE hay tác động của chươngtrình (không thể xóa TXIF bằng chương trình) mà chỉ reset về 0 khi có dữ liệu mớiđược đưa vào thanhh ghi TXREG

Trong khi cờ hiệu TXIF đóng vai trò chỉ thị trạng thái thanh ghi TXREG thì cờhiệu TRMT (TXSTA<1>) có nhiệm vụ thể hiện trạng thái thanh ghi TSR Khi thanhghi TSR rỗng, bit TRMT sẽ được set Bit này chỉ đọc và không có ngắt nào được gắnvới trạng thái của nó Một điểm cần chú ý nữa là thanh ghi TSR không có trong bô nhớ

dữ liệu và chỉ được điều khiển bởi CPU

Khối truyền dữ liệu được cho phép hoạt động khi bit TXEN (TXSTA<5>) đượcset Quá trình truyền dữ liệu chỉ thực sự bắt đầu khi đã có dữ liệu trong thanh ghiTXREG và xung truyền baud được tạo ra Khi khối truyền dữ liệu được khởi động lầnđầu tiên, thanh ghi TSR rỗng Tại thời điểm đó, dữ liệu đưa vào thanh ghi TXREGngay lập tức được load vào thanh ghi TSR và thanh ghi TXREG bị rỗng Lúc này ta cóthể hình thành một chuỗi dữ liệu liên tục cho quá trình truyền dữ liệu Trong quá trìnhtruyền dữ liệu nếu bit TXEN bị reset về 0, quá trình truyền kết thúc, khối truyền dữliệu được reset và pin RC6/TX/CK chuyển đến trạng thái high-impedance

Trong trường hợp dữ liệu cần truyền là 9 bit, bit TX9 (TXSTA<6>) được set vàbit dữ liệu thứ 9 sẽ được lưu trong bit TX9D (TXSTA<0>) Nên ghi bit dữ liệu thứ 9vào trước, vì khi ghi 8 bit dữ liệu vào thanh ghi TXREG trước có thể xảy ra trườnghợp nội dung thanh ghi TXREG sẽ được load vào thanh ghi TSG trước, như vậy dữliệu truyền đi sẽ bị sai khác so với yêu cầu

Tóm lại, để truyền dữ liệu theo giao diện USART bất đồng bộ, ta cần thực hiệntuần tự các bước sau:

1 Tạo xung truyền baud bằng cách đưa các giá trị cần thiết vào thanh ghiRSBRG và bit điều khiển mức tốc độ baud BRGH

7 Đưa 8 bit dữ liệu cần truyền vảo thanh ghi TXREG.

8 Nếu sử dụng ngắt truyền, cần kiểm tra lại các bit GIE và PEIE (thanh ghiINTCON)

Các thanh ghi liên quan đến quá trình truyền dữ liệu bằng giao diện USART bấtđồng bộ:

Thanh ghi INTCON (địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép tất cả các ngắt

Thanh ghi PIR1 (địa chỉ 0Ch): chứa cờ hiệu TXIF Thanh ghi PIE1 (địa chỉ 8Ch): chứabit cho phép ngắt truyền TXIE

Thanh ghi RCSTA (địa chỉ 18h): chứa bit cho phép cổng truyền dữ liệu (hai pinRC6/TX/CK và RC7/RX/DT)

Thanh ghi TXREG (địa chỉ 19h): thanh ghi chứa dữ liệu cần truyền

Thanh ghi TXSTA (địa chỉ 98h): xác lập các thông số cho giao diện

Thanh ghi SPBRG (địa chỉ 99h): quyết định tốc độ baud

Chi tiết về các thanh ghi sẽ được trình bày cụ thể ở phụ lục 2

2.5.8 NHẬN DỮ LIỆU QUA CHUẨN GIAO TIẾP USART BẤT ĐỒNG BỘ

Dữ liệu được đưa vào từ chân RC7/RX/DT sẽ kích hoạt khối phục hồi dữ liệu.Khối phục hồi dữ liệu thực chất là một bộ dịch dữ liệu ctốc độ cao va có tần số hoạtđộng gấp 16 lần hoặc 64 lần tần số baud Trong khi đó tốc độ dịch của thanh thanh ghinhận dữ liệu sẽ bằng với tần số baud hoặc tần số của oscillator

Bit điều khiển cho phép khối nhận dữ liệu là bit RCEN (RCSTA<4>) Thànhphần quan trọng nhất của khối nhận dữ liệu là thsnh ghi nhận dữ liệu RSR (ReceiveShift Register) Sau khi nhận diện bit Stop của dữ liệu truyền tới, dữ liệu nhận đượctrong thanh ghi RSR sẽ được đưa vào thanh ghi RCGER, sau đó cờ hiệu RCIF(PIR1<5>) sẽ được set và ngắt nhận được kích hoạt Ngắt này được điều khiển bởi bitRCIE (PIE1<5>) Bit cờ hiệu RCIF là bit chỉ đọc và không thể được tác động bởichương trình RCIF chỉ reset về 0 khi dữ liệu nhận vào ở thanh ghi RCREG đã đượcđọc và khi đó thanh ghi RCREG rỗng Thanh ghi RCREG là thanh ghi có bộ đệm kép(double-buffered register) và hoạt động theo cơ chế FIFO (First In First Out) cho phépnhận 2 byte và byte thứ 3 tiếp tục được đưa vào thanh ghi RSR Nếu sau khi nhậnđược bit Stop của byte dữ liệu thứ 3 mà thanh ghi RCREG vẫn còn đầy, cờ hiệu báotràn dữ liệu (Overrun Error bit) OERR(RCSTA<1>) sẽ được set, dữ liệu trong thanhghi RSR sẽ bị mất đi và quá trình đưa dữ liệu từ thanh ghi RSR vào thanh ghi RCREG

sẽ bị gián đoạn Trong trường hợp này cần lấy hết dữ liệu ở thanh ghi RSREG vàotrước khi tiếp tục nhận byte dữ liệu tiếp theo Bit OERR phải được xóa bằng phầnmềm và thực hiện bằng cách clear bit RCEN rồi set lại Bit FERR (RCSTA<2>) sẽđược set khi phát hiện bit Stop dủa dữ liệu được nhận vào Bit dữ liệu thứ 9 sẽ đượcđưa vào bit RX9D (RCSTA<0>) Khi đọc dữ liệu từ thanh ghi RCREG, hai bit FERR

và RX9D sẽ nhận các giá trị mới Do đó cần đọc dữ liệu từ thanh ghi RCSTA trước khiđọc dữ liệu từ thanh ghi RCREG để tránh bị mất dữ liệu

Tóm lại, khi sử dụng giao diện nhận dữ liệu USART bất đồng bộ cần tiến hànhtuần tự các bước sau:

1 Thiết lập tốc độ baud (đưa giá trị thích hợp vào thanh ghi SPBRG và bit BRGH

2 Cho phép cổng giao tiếp USART bất đồng bộ (clear bit SYNC và set bit SPEN)

3 Nếu cần sử dụng ngắt nhận dữ liệu, set bit RCIE

4 Nếu dữ liệu truyền nhận có định dạng là 9 bit, set bit RX9

5 Cho phép nhận dữ liệu bằng cách set bit CREN

6 Sau khi dữ liệu được nhận, bit RCIF sẽ được set và ngắt được kích hoạt (nếubit RCIE được set)

7 Đọc giá trị thanh ghi RCSTA để đọc bit dữ liệu thứ 9 và kiểm tra xem quá trìnhnhận dữ liệu có bị lỗi không

8 Đọc 8 bit dữ liệu từ thanh ghi RCREG

9 Nếu quá trình truyền nhận có lỗi xảy ra, xóa lỗi bằng cách xóa bit CREN

10 Nếu sử dụng ngắt nhận cần set bit GIE và PEIE (thanh ghi INTCON)

Các thanh ghi liên quan đến quá trình nhận dữ liệu bằng giao diện USART bấtđồng bộ:

Thanh ghi INTCON (địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): chứa các bit cho phép toàn

bộ các ngắt (bit GIER và PEIE)

Thanh ghi PIR1 (địa chỉ 0Ch): chứa cờ hiệu RCIE

Thanh ghi PIE1 (địa chỉ 8Ch): chứa bit cho phép ngắt RCIE

Thanh ghi RCSTA (địa chỉ 18h): xác định các trang thái trong quá trình nhận dữliệu

Thanh ghi RCREG (địa chỉ 1Ah): chứa dữ liệu nhận được

Thanh ghi TXSTA (địa chỉ 98h): chứa các bit điều khiển SYNC và BRGH

Thanh ghi SPBRG (địa chỉ 99h): điều khiển tốc độ baud

2.5.9 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA OSCILLATOR:

PIC16F877A có khả năng sử dụng một trong 4 loại oscillator, đó là:

xung hoạt động cho vi vi điều khiển Tần số tạo ra phụ thuộc vào các giá trị điện áp,giá trị điện trở và tụ điện, bên cạnh đó là sự ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ,chất lượng của các linh kiện.

Các linh kiện sử dụng cho mạch RC oscillator phải bảo đảm các giá trị sau:

3 K < REXT < 100 K

CEXT >20 pF

2.5.10 CÁC CHẾ ĐỘ RESET:

Có nhiều chế độ reset vi điều khiển, bao gồm:

Power-on Reset POR (Reset khi cấp nguồn hoạt động cho vi điều khiển)

Reset trong quá trình hoạt động

từ chế độ sleep

WDT reset (reset do khối WDT tạo ra trong quá trình hoạt động)

WDT wake up từ chế độ sleep

Brown-out reset (BOR)

Ngoại trừ reset POR trạng thái các thanh ghi là không xác định và WDT wakeup

không ảnh hưởng đến trạng thái các thanh ghi, các chế độ reset còn lại đều đưagiá trị các thanh ghi về giá trị ban đầu được ấn định sẵn Các bit và chỉ thị trạng tháihoạt động, trạng thái reset của vi điều khiển và được điều khiển bởi CPU reset: Khipin ở mức logic thấp, vi điều khiển sẽ được reset Tín hiệu reset được cung cấp bởimột mạch ngoại vi với các yêu cầu cụ thể sau:

Không nối pin trực tiếp lên nguồn VDD R1 phải nhỏ hơn 40 K để đảm bảo cácđặc tính điện của vi điều khiển R2 phải lớn hơn 1 K để hạn dòng đi vào vi điều khiển.reset còn được chống nhiễu bởi một bộ lọc để tránh các tín hiệu nhỏ tác động lên pin

Power-on reset (POR): Đây là xung reset do vi điều khiển tạo ra khi phát hiệnnguồn cung cấp VDD Khi hoạt động ở chế độ bình thường, vi điều khiển cần đượcđảm bảo các thông số về dòng điện, điện áp để hoạt động bình thường Nhưng nếu cáctham số này không được đảm bảo, xung reset do POR tạo ra sẽ đưa vi điều khiển vềtrạng thái reset và chỉ tiếp tục hoạt động khi nào các tham số trên được đảm bảo

Power-up Timer (PWRT): đây là bộ định thời hoạt động dựa vào mạch RC bêntrong vi điều khiển Khi PWRT được kích hoạt, vi điều khiển sẽ được đưa về trạng tháireset PWRT sẽ tạo ra một khoảng thời gian delay (khoảng 72 ms) để VDD tăng đếngiá trị thích hợp

Oscillator Start-up Timer (OST): OST cung cấp một khoảng thời gian delaybằng 1024 chu kì xung của oscillator sau khi PWRT ngưng tác động (vi điều khiển đã

đủ điều kiện hoạt động) để đảm bảo sự ổn định của xung do oscillator phát ra Tácđộng của OST còn xảy ra đối với POR reset và khi vi điều khiển được đánh thức từchế đợ sleep OST chỉ tác động đối với các lọai oscillator là XT, HS và LP

Brown-out reset (BOR): Nếu VDD hạ xuống thấp hơn giá trị VBOR (khoảng4V) và kéo dài trong khoảng thời gian lớn hơn TBOR (khoảng 100 us), BOR đượckích hoạt và vi điều khiển được đưa về trạng thái BOR reset Nếu điện áp cung cấpcho vi điều khiển hạ xuống thấp hơn VBOR trong khoảng thời gian ngắn hơn TBOR,

vi điều khiển sẽ không được reset Khi điện áp cung cấp đủ cho vi điều khiển hoạtđộng, PWRT được kích hoạt để tạo ra một khoảng thời gian delay (khoảng 72ms).Nếu trong khoảng thời gian này điện áp cung cấp cho vi điều khiển lại tiếp tục hạxuống dưới mức điện áp VBOR, BOR reset sẽ lại được kích hoạt Khi vi điều khiển đủđiện áp hoạt động Một điểm cần chú ý là khi BOR reset được cho phép, PWRT cũng

sẽ hoạt động bất chấp trạng thái của bit PWRT

Tóm lại để vi điều khiển hoạt động được từ khi cấp nguồn cần trải qua các bướcsau:

Đến thời điểm này vi điều khiển mới bắt đầu hoạt động bình thường

Thanh ghi điều khiển và chỉ thị trạng thái nguồn cung cấp cho vi điều khiển làthanh ghi PCON

2.5.11 NGẮT (INTERRUPT):

PIC16F877A có đến 15 nguồn tạo ra hoạt động ngắt được điều khiển bởi thanhghi INTCON (bit GIE) Bên cạnh đó mỗi ngắt còn có một bit điều khiển và cờ ngắtriêng Các cờ ngắt vẫn được set bình thường khi thỏa mãn điều kiện ngắt xảy ra bấtchấp trạng thái của bit GIE, tuy nhiên hoạt động ngắt vẫn phụ thuôc vào bit GIE và cácbit điều khiển khác Bit điều khiển ngắt RB0/INT và TMR0 nằm trong thanh ghiINTCON, thanh ghi này còn chứa bit cho phép các ngắt ngoại vi PEIE Bit điều khiểncác ngắt nằm trong thanh ghi PIE1 và PIE2 Cờ ngắt của các ngắt nằm trong thanh ghiPIR1 và PIR2

Trong một thời điểm chỉ có một chương trình ngắt được thực thi, chương trìnhngắt được kết thúc bằng lệnh RETFIE Khi chương trình ngắt được thực thi, bit GIE tựđộng được xóa, địa chỉ lệnh tiếp theo của chương trình chính được cất vào trong bộnhớ Stack và bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0004h Lệnh RETFIE được dùng

Cần chú ý là trong quá trình thực thi ngắt, chỉ có giá trị của bộ đếm chươngtrình được cất vào trong Stack, trong khi một số thanh ghi quan trọng sẽ không đượccất và có thể bị thay đổi giá trị trong quá trình thực thi chương trình ngắt Điều này nênđược xử lí bằng chương trình để tránh hiện tượng trên xảy ra.

Ngắt này dựa trên sự thay đổi trạng thái của pin RB0/INT Cạnh tác động gây rangắt có thể là cạnh lên hay cạnh xuống và được điều khiển bởi bit INTEDG (thanh ghiOPTION_ REG <6>) Khi có cạnh tác động thích hợp xuất hiện tại pin RB0/INT, cờngắt INTF được set bất chấp trạng thái các bit điều khiển GIE và PEIE Ngắt này cókhả năng đánh thức vi điều khiển từ chế độ sleep nếu bit cho phép ngắt được set trướckhi lệnh SLEEP được thực thi

b Ngắt Do Sự Thay Đổi Trạng Thái Các Pin Trong PortB:

Các pin PORTB<7:4> được dùng cho ngắt này và được điều khiển bởi bit RBIE(thanh ghi INTCON<4>) Cờ ngắt của ngắt này là bit RBIF (INTCON<0>)

Int16 a,b;

Void xu_ly_ADC () {

}

#INT_TIMER1 Void xu_ly_ngat_timer () {

} Main () {

} _Đầu tiên là các chỉ thị tiền xử lý : # có nhiệm vụ báo cho CCS cần sử dụngnhững gì trong chương trình C như dùng VXL gì, có dùng giao tiếp PC qua cổng COMkhông, có dùng ADC không, có dùng DELAY không, có biên dịch kèm các file haykhông

_Các khai báo biến

_Các hàm con do ta viết : xu_ly_ADC (),

_Các hàm phục vụ ngắt theo sau bởi 1 chỉ thị tiền xử lý cho biết dùng ngắt nào _Chương trình chính

b Khai Báo Và Sử Dụng Biến:

_Các loại biến sau được hỗ trợ :

int1 số 1 bit = true hay false (0 hay 1)

int8 số nguyên 1 byte (8 bit)

int16 số nguyên 16 bit

int32 số nguyên 32 bit

char ký tự 8 bit

float số thực 32 bit

short mặc định như kiểu int1

byte mặc định như kiểu int8

int mặc định như kiểu int8

long mặc định như kiểu int16

_Thêm signed hoặc unsigned phía trước để chỉ đó là số có dấu hay không dấu.Khai báo như trên mặc định là không dấu 4 khai báo cuối không nên dùng vì dễ nhầmlẫn Thay vào đó nên dùng 4 khai báo đầu

c Các Cấu Trúc Lệnh: