Luận văn TN đề tài tổng đài 2 trung kế , 8 thuê bao

- Trong tổng đài cơ điện, việc nhận dạng thuê bao gọi, xác định thuê bao bịgọi , cấp âm hiệu, kết nối thông thọai đều được thực hiện một cách tự động nhờ cácmạch điều khiển bằng điện tử

PHẦN 1 LÝ THUYẾT CƠ SỞ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 3

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ TỔNG ĐÀI

I KHÁI NIỆM TỔNG ĐÀI.

Tổng đài điện thoại là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối cáccuộc liên lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi (Calling Side) đến thiết bị đầu cuối bịgọi(Called Side)

Trong sự phát triển kỹ thuật về viễn thông, có hai bước ngoặc rõ ràng : + Vào thập kỷ 1960 là sự xóa bỏ khoảng cách điện thọai, gọi được đi khắp thếgiới, trái đất như co lại

+Vào thập kỷ 1980 là sự chinh phục thời gian, sự thành công của kỹ thuật sốphân theo thời gian lẫn về chuyển mạch lẫn truyền dẫn

Ngày nay, kỹ thụật số và chuyển mạch, truyền dẫn …… phân theo thời gian đãtrở nên rất phổ biến và là phương thức làm việc chủ yếu trong các hệ tổng đài hiệnnay Trong đó kỹ thuật điều chế xung mã(PCM) được sử dụng rất hiệu quả trongcác mạng truyền số liệu, tiếng nói, hình ảnh đang phát triển hiện nay, đó là mạngsố liên kết dịch vụ ISDN

II PHÂN LOẠI TỔNG ĐÀI.

1.Phân loại theo công nghệ: Được chia làm hai loại

1.1 Tổng đài nhân công.

Tổng đài nhân công ra đời từ khi mới bắt đầu hệ thống thôâng tin điện thọai.Trong tổng đài, việc định hướng thông tin được thực hiện bằng sức người Nói cáchkhác, việc kết nối thông thọai cho các thuê bao được thực hiện bằng thao tác trựctiếp của con người

Nhược điểm của tổng đài nhân công là :

 Thời gian kết nối lâu

 Dễ nhầm lẫn

 Khó mở rộng dung lượng

 Tốn nhiều nhân công

1.2 Tổng đài tự động: Được chia làm hai loại chính

a) Tổng đài cơ điện.

- Kỹ thuật chuyển mạch trong tổng đài cơ điện nhờ vào các bộ chuyểnmạch cơ khí, được điều khiển bằng các mạch điện tử, bao gồm :

 Chuyển mạch quay tròn

 Chuyển mạch từng nấc ( Step by Step)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 4

- Trong tổng đài cơ điện, việc nhận dạng thuê bao gọi, xác định thuê bao bịgọi , cấp âm hiệu, kết nối thông thọai đều được thực hiện một cách tự động nhờ cácmạch điều khiển bằng điện tử cùng với các bộ chuyển mạch bằng cơ khí.

- So với tổng đài nhân công, tổng đài cơ điện có những ưu điểm lớn :

 Thời gian kết nối nhanh chóng hơn chính xác hơn

 Dung lượng tổng đài có thể tăng lên nhiều

 Giảm nhẹ công việc của điện thọai viên

- Tuy nhiên tổng đài cơ điện có một số nhược điểm sau :

 Thiết bị cồng kềnh

 Tốn nhiều năng lượng

 Điều khiển kết nối phức tạp

b) Tổng đài điện tử.

-Trong các tổng đài điện tử , các bộ chuyển mạch gồm các linh kiện bán dẫn,

vi mạch cùng với các relay, analog Switch được điều khiển bởi các mạch điện tử, vimạch

-Ưu điểm :

Các bộ chuyển mạch bằng bán dẫn thay thế các bộ chuyển mạch cơ khí củatổng đài cơ điện làm cơ cấu của tổng đài gọn nhẹ đi nhiều, thời gian kết nối thôngthọai nhanh hơn, năng lượng tiêu tán ít hơn

Có thể tăng dung lượng thuê bao lớn mà thiết bị không phức tạp lên nhiều

2 Phân loại theo cấu trúc mạng điện thoại Việt Nam.

-Hiện nay trên mạng viễn thông Việt Nam có 5 lọai tổng đài sau :

 Tổng đài cơ quan PABE (Private Automatc Branch Exchange) : được sửdụng trong các cơ quan, khách sạn và chỉ sử dụng các trung kế CO-Line

 Tổng đài nông thôn RE (Rural Exchange) : được sử dụng ở các xã, khudân cư đông, chợ… và có thể sử dụng các lọai trung kế

 Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange) : được đặt ở trung tâm huyệntỉnh và sử dụng tất cả các lọai trung kế

 Tổng đài đường dài TE (Toll Exchange) : dùng để kết nối các tổng đàinội hạt ở các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trongnước, không có mạch thuê bao

 Tổng đài cửa ngõ quốc tế GWE ( Gate Way Exchange) : tổng đài nàyđược dùng chọn hướng và chuyển mạch cuộc gọi vào mạng quốc tế Đểnối các mạng quốc gia với nhau có thể chuyển quá giang các cuộc gọi

III CÁC CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI.

Mặc dù các hệ thống tổng đài được nâng cấp rất nhiều từ khi nó được phátminh ra, các chức năng cơ bản của nó như xác định các cuộc gọi thuê bao, kết nối

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 5

với thuê bao bị gọi và sau đó tiến hành phục hồi lại khi các cuộc gọi đã hoàn thànhhầu như vẫn như cũ Hệ thống tổng đài dùng nhân công tiến hành các quá trình nàybằng tay, trong khi hệ tổng đài tự động tiến hành những công việc này bằng cácthiết bị điện.

Trong trường hợp đầu, khi một thuê bao được gởi đi một tín hiệu thoại tới tổngđài, nhân viên cắm nút trả lời đường dây bị gọi vào ổ cắm của dây chủ gọi để thiếtlập cuộc gọi với phía bên kia Khi cuộc gọi đã hoàn thành, người vận hành rút dâynối ra và đưa nó về trạng thái ban đầu Hệ tổng đài nhân công được phân loạithành loại điện từ và hệ dùng ăc-qui chung Đối với hệ điện từ thì thuê bao lắpthêm cho mỗi ắc-qui một nguồn cung cấp điện Các tín hiệu gọi và tín hiệu hoànthành cuộc gọi được đơn giản chuyển đến người thao tác viên thông qua các đèn

Đối với hệ tổng đài tự động, các cuộc gọi được phát ra và hoàn thành thôngqua các bước sau:

Nhận dạng thuê bao gọi

Xác định khi thuê bao nhấc ống nghe và sau đó được nối với mạch điềukhiển

Tiếp nhận số được quay.

Khi đã nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ bắt đầu nghe thấy tínhiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bị gọi Hệ tổng đàithực hiện các chức năng này

Kết nối cuộc gọi.

Khi các số quay được ghi lại, thuê bao bị gọi đã được xác định, hệtổng đài sẽ chọn một bộ các đường trung kế đến tổng đài thuê bao bị gọi và sau đóchọn một đường rỗi trong số đó Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt thìmột đường gọi nội hạt được sử dụng

Chuyển thông tin điều khiển

Khi được nối tới tổng đài của thuê bao bị gọi hay tổng đài trungchuyển, cả hai tổng đài trao đổi với nhau các thông tin cần thiết như số thuê bao bịgọi

Kết nối trung chuyển.

Trong trường hợp tổng đài được nối đến là tổng đài trung chuyển, trên dâyđược nhấc lại để nối với trạm cuối và sau đó thông tin như số thuê bao bị gọi đượctruyền đi

Kết nối tại trạm cuối.

Khi trạm cuối được đánh giá là trạm nội hạt dựa trên số thuê bao bịgọi được truyền đi, bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao bị gọi được tiếnhành Nếu máy không ở trạng thái bận thì một đường nối được nối với các đườngtrung kế được chọn để kết nối các cuộc gọi

Truyền tín hiệu chuông

Để kết nối cuộc gọi, tín hiệu chuông được truyền và chờ cho đến khicó trả lời từ thuê bao bị gọi Khi trả lời, tín hiệu chuông bị ngắt và trạng thái đượcchuyển thành trạng thái máy bận

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 6

Tổng đài chủ gọi xác định câu trả lời của thuê bao bị gọi và nếu cầnthiết bắt đầu tính toán giá trị cước phải trả theo khoảng cách gọi và theo thời giangọi.

Truyền tín hiệu báo bận.

Khi tất cả các đường trung kế đều đã bị chiếm theo các bước trên đâyhoặc thuê bao bị gọi bận thì tín hiệu bận được truyền đến cho thuê bao chủ gọi

Hồi phục hệ thống.

Trạng thái này được xác định khi cuộc gọi kết thúc Sau đó tất cả cácđường nối đều được giải phóng

Như vậy, các bước cơ bản của hệ thống tổng đài tiến hành để xử lýcác cuộc gọi đã được trình bày ngắn gọn Trong hệ thống tổng đài điện tử, nhiềuđặc tính dịch vụ mới được thêm vào cùng với các chức năng trên

Do đó, các điểm cơ bản sau đây phải được xem xét khi thiết kế cácchức năng này:

1 Tiêu chuẩn truyền dẫn

Mục đích đầu tiên cho việc đấu nối điện thoại là truyền tiếng nói vàtheo đó là một chỉ tiêu của việc truyền dẫn để đáp ứng chất lượng gọi phải đượcxác định bằng cách xem xét sự mất mát khi truyền, độ rộng dãi tần số truyền dẫnvà tạp âm

2 Tiêu chuẩn kết nối.

Điều này liên quan đến vấn đề dịch vụ đấu nối cho các thuê bao Nghĩa làđó là chỉ tiêu về các yêu cầu đối với các thiết bị tổng đài và số các đường truyềndẫn nhằm bảo đảm chất lượng kết nối tốt Nhằm mục đích này, một mạng lướituyến tính linh hoạt có khả năng xử lý đường thông có hiệu quả với tỷ lệ cuộc gọi

bị mất ít nhất phải được lập ra

3 Độ tin cậy.

Các thao tác điều khiển phải được tiến hành phù hợp, đặc biệt các lỗixuất hiện trong hệ thống với những chức năng điều khiển tập trung có thể gặp phảihậu quả nghiêm trọng trong thao tác hệ thống Theo đó, hệ thống phải có đượcchức năng sửa chữa và bảo dưỡng hữu hiệu bao gồm việc chuẩn đoán lỗi, tìm vàsửa chữa

4 Độ linh hoạt

Số lượng các cuộc gọi có thể xử lý thông qua các hệ thống tổng đàiđã tăng lên rất nhiều và nhu cầu nâng cấp các chức năng hiện nay đã tăng lên Dođó, hệ thống phải đủ linh hoạt để mở rộng và sửa đổi được

5 Tính kinh tế.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 7

Do các hệ thống tổng đài điện thoại là cơ sở cho việc truyền thông đạichúng nên chúng phải có hiệu quả về chi phí và có khả năng cung cấp các dịch vụthoại chất lượng cao.

Căn cứ vào các xem xét trên, một số tổng đài tự động đã được triểnkhai và lắp đặt kể từ khi nó được đưa vào lần đầu tiên

IV CÁC THÔNG TIN BÁO HIỆU TRONG ĐIỆN THOẠI.

1 Giới thiệu.

Trong mạng điện thoại, việc thiết lập và giải tỏa đường kết nối tạm thời tùytheo các chỉ thị và thông tin nhận được từ các đường dây thuê bao Vì vậy các tínhiệu báo hiệu trong điện thoại có vai trò quan trọng trong việc hoạt động của toànbộ mạng lưới cũng như ở trong một số loại hình dịch vụ của mạng

2 Phân loại các thông tin âm hiệu

a Thông tin yêu cầu và giải tỏa cuộc gọi.

- Thông tin yêu cầu cuộc gọi: khi đó thuê bao gọi nhấc tổ hợp và tổng đài sẽkết nối đến thiết bị thích hợp để nhận thông tin địa chỉ (số bị gọi)

- Thông tin giải tỏa: khi đó cả hai thuê bao gác máy tổ hợp (on hook) và tổngđài sẽ giải tỏa tất cả các thiết bị được làm bận cho cuộc gọi, và xóa sạch bất kỳthông tin nào khác được dùng cho việc thiết lập và kiềm giữ cuộc gọi

b Thông tin chọn địa chỉ.

Khi tổng đài đã sẵn sàng nhận thông tin địa chỉ, nó sẽ gửi một tín hiệu yêucầu Đó chính là âm hiệu quay số đến thuê bao

c Thông tin chấm dứt chọn địa chỉ.

Thông tin này chỉ dẫn tình trạng của đường dây bị gọi hoặc lý do không hoàntất cuộc gọi

d Thông tin giám sát.

Chỉ rõ tình trạng nhấc/gác tổ hợp của thuê bao gọi và tình trạng on-off hookcủa thuê bao gọi sau khi đường nối thoại đã được thiết lập

- Thuê bao gọi nhấc tổ hợp

- Thuê bao bị gọi đã trả lời và việc tính cước đã bắt đầu

- Thuê bao bị gọi gác tổ hợp

- Thuê bao bị gọi đã gác tổ hợp kết thúc cuộc gọi và ngắt đường kết nối cuộcgọi sau một thời gian nếu thuê bao gọi không gác máy

3 Báo hiệu trên đường dây thuê bao

a Báo Hiệu Trên Đường Dây Thuê Bao Gọi.

Trong các mạng điện thoại hiện nay, nguồn tại tổng đài cung cấp đến các thuêbao thường là 48VDC -52VDC

* Yêu cầu cuộc gọi: khi thuê bao rỗi, trở kháng đường dây cao, trở kháng

đường dây xuống ngay khi thuê bao nhấc tổ hợp kết quả là dòng điện tăng cao

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 8

và sẽ cung cấp đến thuê bao âm hiệu mời quay số.

* Tín hiệu địa chỉ: Sau khi nhận tín hiệu mời quay số, thuê bao sẽ gửi các chữ

số địa chỉ Các chữ số địa chỉ có thể được phát đi bằng hai cách quay số, quay số ởchế độ Pulse và quay số ở chế độ Tone

* Tín hiệu chấm dứt việc lựa chọn: Sau khi nhận đủ địa chỉ, bộ phận địa chỉ

được ngắt ra Sau đó việc kết nối được thiết lập, lúc này tổng đài gởi một trong cáctín hiệu sau:

- Nếu đường dây gọi bị rỗi, âm hiệu hồi âm chuông đến thuê bao gọi và dòngđiện rung chuông đến thuê bao bị gọi

- Nếu đường dây bị bận hoặc không thể vào được thì âm hiệu bận sẽ đến thuêbao gọi

- Một thông báo đã được ghi sẵn gửi đến số thuê bao gọi để chỉ dẫn cuộc gọihiện tại bị thất bại, khác với trường hợp thuê bao bị gọi mắc bận

* Tín hiệu trả lời trở về: Ngay khi thuê bao bị gọi nhấc tổ hợp, một tín hiệu

đảo cực được phát lên thuê bao gọi.Việc này cho phép sử dụng để hoạt động thiết

bị đặc biệt đã được gắn vào thuê bao gọi (như máy tín cước)

* Tín hiệu giải tỏa: Khi thuê bao gọi giải tỏa có nghĩa là on hook, tổng trở

đường dây lên cao Tổng đài xác nhận tín hiệu này giải tỏa tất cả các thiết bị liênquan đến cuộc gọi và xóa các thông tin trong bộ nhớ đang được dùng để kiềm giữcuộc gọi Thông thường tín hiệu này có trong khoảng thời gian hơn 500ms

b Báo Hiệu Trên Đường Dây Thuê Bao Bị Gọi.

* Tín hiệu rung chuông: Đường dây thuê bao rỗi nhận cuộc gọi đến, tổng đài

sẽ gửi dòng điện rung chuông đến máy bị gọi Dòng điện này có tần số 20Hz,25Hz, 50Hz được ngắt khoảng thích hợp Âm hiệu hồi âm chuông cũng được gửi vềthuê bao gọi

* Tín hiệu trả lời:Khi thuê bao bị gọi nhấc tổ hợp nhận cuộc gọi, tổng trở

đường dây xuống thấp, tổng đài phát hiện việc này sẽ cắt dòng điện rung chuôngvà âm hiệu hồi âm chuông bắt đầu giai đoạn đàm thoại

* Tín hiệu giải tỏa: Nếu sau khi giai đoạn đàm thoại, thuê bao bị gọi ngắt tổ

hợp trước thuê bao gọi sẽ thay đổi tình trạng tổng trở đường dây, khi đó tổng đài sẽgởi tín hiệu đường dây lâu dài đến thuê bao gọi và giải tỏa cuộc gọi sau một thờigian

* Tín hiệu gọi lại bộ ghi phát: Tín hiệu gọi lại trong giai đoạn quay số trong

khoảng thời gian thoại được gọi là tín hiệu gọi lại bộ ghi phát

4 Hệ thống âm hiệu của tổng đài.

Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip vàRing có màu đỏ và xanh Chúng ta không cần quan tâm đến dây nào mang tên làTip hoặc Ring vì điều này thật sự không quan trọng Tất cả các điện thoại hiện nayđều được cấp nguồn từ tổng đài thông qua hai dây tip và ring Điện áp cung cấpthường là 48 VDC, nó cũng có thể thấp hoặc cao hơn một chút

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 9

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 Sau đây ta sẽtìm hiểu về các tín hiệu điện thoại và ứng dụng của nó.

a.Tín hiệu chuông (Ring signal).

Hình 1.1: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 bị gọi Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều AC thườngcó tần số 25Hz tuy nhiên nó có thể cao hơn đến 60Hz hoặc thấp hơn đến 16Hz.Biên độ của tín hiệu chuông cũng thay đổi từ 40 VRMS đến 130 VRMS thường là 90

VRMS Tín hiệu chuông được gửi đến theo dạng xung thường là 1 giây có và 2 giâykhông (như hình vẽ) Hoặc có thể thay đổi thời gian tùy thuộc vào từng tổng đài

b Tín hiệu mời gọi (Dial signal).

Hình 1.2:Tín hiệu mời gọi

Đây là tín hiệu liên tục không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khác đượcsử dụng trong hệ thống điện thoại Tín hiệu này được tạo ra bởi âm thanh (tone) cótần số 425Hz

c Tín hiệu báo bận (Busy signal).

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 10

2s1s

48V

Hình 1.3:Tín hiệu báo bận

Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe một tronghai 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 thuê bao gọi cũng nghe được tín hiệunày

Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng sin tần số 425Hz, có chu kỳ1s (0.5s có và 0.5s không)

d Tín hiệu chuông hồi tiếp.

Hình 1.4:Tín hiệu chuông hồi tiếp

Tín hiệu hồi âm chuông (RINGBACK TONE): là Tín hiệu sin tần số f=425 25Hz, biên độ 3VRMS trên nền DC 10v, phát ngắt quãng 1s có 4s không

e Gọi sai số.

Nếu bạn gọi nhầm một số mà nó không tồn tại thì bạn sẽ nhận được tín hiệu

báo bận Hoặc đối với các hệ thống điện thoại ngày nay bạn sẽ nhận được thôngbáo rằng bạn gọi sai số

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 11

0,5s0,5s

4s1s

10V

f Tín Hiệu Đảo Cực.

Hình 1.5:Tín hiệu đảo cực

Tín hiệu đảo cực chính là sự đảo cực tính của nguồn tại tổng đài, khi hai thuêbao bắt đầu cuộc đàm thoại, một tín hiệu đảo cực sẽ xuất hiện Khi đó hệ thốngtính cước của tổng đài sẽ bắt đầu thực hiện việc tính cước đàm thoại cho thuê baogọi Ở các trạm công cộng có trang bị máy tính cước, khi cơ quan bưu điện sẽ cungcấp một tín hiệu đảo cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước

BẢNG TÓM TẮT TẦN SỐ TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI

Vùng họat

Tín hiệu chuông hồi

+2450+2600

Xung 0,1s on 0,1soff

Hz

V TÍN HIỆU ĐIỆN THOẠI.

Khi ta nói vào ống nói, ống nói đã biến đổi sóng âm thanh thành dao độngđiện, tức là thành tín hiệu điện thoại Một trong những yêu cầu quan trọng của điệnthoại là độ nghe rõ và độ hiểu Hai chỉ tiêu này liên quan chặt chẽ đến đặc tính củatín hiệu điện thoại là mức động, dải động và băng tần điện thoại

1 Mức Động.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 12

Đảo cực

Biết rằng: thính giác có quán tính, tai không phản ứng đối với quá trình tứcthời của âm mà chỉ cảm thụ sau một khoảng thời gian nhất định để gom góp cácnhân tố của âm Vậy tại thời điểm đang xét, cảm thụ thính giác không chỉ được xácđịnh bởi công suất tín hiệu tại thời điểm đó mà còn bởi các giá trị vừa mới quakhông lâu của năng lượng tín hiệu Vậy mức động của tín hiệu điện thoại là cảmthụ thính giác có được nhờ tính bình quân trong khoảng thời gian xác định các giátrị tức thời đã san bằng của tín hiệu đó.

3 Độ rõ và độ hiểu

a/ Độ rõ là tỷ số giữa số phần tử tiếng nói nhận đúng ở đầu thu trên tổng số

phần tử tiếng nói truyền đạt ở đầu phát

Ví dụ: Ta nói vào điện thoại 50 từ mà bên đối phương chỉ nghe được 45từ thìđộ rõ là: 45/ 50 x 100% = 90%

b/ Độ hiểu lại tùy thuộc vào chủ quan của từng người.

Thông thường độ rõ đạt 85% thì độ hiểu rất tốt, nếu độ rõ giảm dưới 70% thìđộ hiểu rất kém

c/ Độ trung thực truyền tín hiệu thoại: là tỷ số giữa các giọng nói mà người

nghe nhận biết đúng trên tổng số các giọng nói được truyền đạt

4 Băng tần điện thoại.

Qua quá trình nghiên cứu, người ta thấy rằng năng lượng tiếng nói con ngườichỉ tập trung lớn nhất trong khoảng tần số từ 300HZ – 4KHz và người ta hoàn toànnghe rõ, còn trong khoảng tần số khác năng lượng không đáng kể Song băng tầncàng mở rộng thì tiếng nói càng trung thực, chất lượng âm thanh càng cao Đối vớiđiện thoại chủ yếu là yêu cầu nghe rõ, còn mức độ trung thực của tiếng nói chỉ cầnđạt đến một mức độ nhất định Mặt khác trong thông tin điện thoại nếu truyền cảbăng tần tiếng nói thì yêu cầu chất lượng của các linh kiện, thiết bị như ống nói,ống nghe, biến áp … phải cao hơn Đặc biệt với thông tin nhiều kênh, nếu truyền cảbăng tần tiếng nói thì sẽ ghép được ít kênh, và thiết bị đầu cuối, các trạm lập phảicó yêu cầu kỹ thuật cao hơn Cho nên băng tần truyền dẫn của điện thoại hiện nayđược chọn từ 300 đến 4000Hz, gọi là băng tần truyền dẫn hiệu dụng của điện thoại

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 13

CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ

MÁY ĐIỆN THOẠI

I NGUYÊN LÝ THÔNG TIN ĐIỆN THOẠI.

Thông tin điện thoại là quá trình truyền đưa tiếng nói từ nơi này đến nơi khác,

bằng dòng điện qua máy điện thoại Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của mạngthông tin điện thoại Quá trình thông tin đó được minh họa như sau:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 14

Sóng âm thanhống nghe

ống nóiSóng âm thanh

Nguồn

Đường dây

tai người nghe và quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự.

II NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI.

1 Khi thu phát tín hiệu chuông thì bộ phận đàm thoại phải được tách rời

đường điện, trên đường chỉ có dòng tín hiệu chuông

2 Khi đàm thoại, bộ phận phát và tiếp nhận tín hiệu chuông phải tách ra khỏi

đường điện, trên đường dây chỉ có dòng điện điện thoại

3 Máy phải phát được mã số thuê bao bị gọi tới tổng đài và phải nhận được

tín hiệu chuông từ tổng đài đưa tới

4 Trạng thái nghỉ, máy thường trực đón nhận tín hiệu chuông của tổng đài.

Ngoài ra máy cần phải chế tạo ngắn gọn, nhẹ, đơn giản, bền, đẹp, tiện lợi chomọi người sử dụng

III

NHỮNG CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI.

1 Chức năng báo hiệu: báo cho người sử dụng điện thoại biết tổng đài sẳn

sàng tiếp nhận hoặc chưa tiếp nhận cuộc gọi đó bằng các âm hiệu: Tone mời quaysố, tone báo bận

2. Phát mã số của thuê bao bị gọi vào tổng đài bằng cách thuê bao chủ gọi ấnphím số … trên máy điện thoại

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

4. Báo hiệu bằng chuông kêu, tín hiệu nhạc, … Cho thuê bao bị gọi biết là cóngười đang gọi mình

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

6.Báo hiệu cuộc gọi kết thúc

7.Khử trắc âm, chống tiếng dội, tiếng keng, tiếng clíc khi phát xung số

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

Một số các chức năng khác:

Có hệ thống vi xử lý, hệ thống ghi âm, màn hình và các hệ thống hỗ trợtruyền dẫn làm cho máy có rất nhiều dịch vụ rất tiện lợi như:

- Chuyển tín hiệu tính cước đến tổng đài

- Gọi rút ngắn địa chỉ

- Nhớ số thuê bao đặc biệt

Là một thiết bị đầu cuối (terminal – equipment), có chức năng:

- Chuyển đổi qua lại giữa tiếng nói và dòng điện truyền trên dây dẫn

- Gởi các số quay đến tổng đài xử lý

- Nhận các tín hiệu gọi từ đối phương gởi đến (chuông kêu)

- Quay lại số máy gọi sau cùng (redial)

- Ghi âm cuộc đàm thoại đang diễn ra

- Cài đặt bức điện thông báo đến người gọi (Trong trường hợp vắng nhà)

- Lưu trữ số điện thoại đối phương vào bộ nhớ

- Kiềm giữ cuộc đàm thoại và phát tín hiệu chờ (tín hiệu nhạc)

2 Phân loại.

Máy điện thoại có thể phân làm 02 loại chính như sau:

a Máy điện thoại cơ điện.

Là loại máy thời sưa dùng đĩa quay số,khi quay số nó sẽ phát ra tín hiệu dạngxung với loại máy này chức năng cung cấp dịch vụ bị giới hạn Nó có khả năngđàm thoạiùá, nhận chuông mà không mà không có các chức năng như kể trên

b Máy điện thoại điện tử.

Là loại máy dùng nút ấn để gọi số Với loại máy này cung cấp được nhiềuchức năng phục hơn, được dùng rộng rãi hiện nay và có rất nhiều chủng loại:

* Máy điện thoại ấn phím loại thông thường (standar – tel).

Có chức năng sau:

-Đàm thoại (Nói và nghe)

- Quay số dùng chế độ

+ T: Tone

+ P: Pulse

- Rung chuông điện tử

- Gọi lại số sau cùng (Redial)

- Đàm thoại không dùng tổ hợp (spker – phone)

- Kèm giữ và phát nhạc (hold on music)

- Lưu trữ số điện thoại vào bộ nhớ

- Điều chỉnh âm lượng nghe

- Điều chỉnh âm lượng chuông

- Lấy lại âm hiệu mời quay số mà không cần gác tổ hợp (chức năng của nútflash)

Trong loại máy này cũng tùy từng kiểu mà có thể bớt đi một vài chức năng đãliệt kê

* Máy điện thoại ấn phím có màn hình (Display – tel).

Ngoài các chức năng máy điện thoại thông thường, loại máy này có thêm cácchức năng như sau:

- Hiển thị thời gian như một đồng hồ trên màn hình tinh thể lỏng

- Hiển thị số thuê bao bị gọi khi tiến hành quay số

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 16

quá trình sử dụng.

* Máy điện thoại ấn phím có phần ghi âm (Cassette – tel)

Ngoài chức năng của máy điện thoại thông thường, loại này có thêm các chứcnăng như sau:

- Cài đặt vào máy bức điện báo tin vắng nhà và trả lời tự động khi có đốiphương gọi đến

- Tự động ghi nhận các thông tin của đối phương gởi đến, sau khi đã trả lờibức điện báo tin vắng nhà

- Điều khiển thay đổi bức điện cài đặt, nghe các bức điện của đối phương ở xa(Remote control) và ở gần (Local control)

* Máy điện thoại ấn phím không dây (Cordless – tel)

Ngoài chức năng như máy thông thường, loại máy này có thêm các chức năngnhư sau:

- Thiết lập cuộc gọi nội bộ giữa máy chính (Base Unit) và máy cầm tay(Portable Unit)

- Thiết lập cuộc gọi ra đường dây từ máy cầm tay hoặc từ máy chính

- Nhận cuộc gọi từ bên ngoài trên máy chính hay máy cầm tay

- Cự ly liên lạc từ máy cầm tay đến máy chính tùy thuộc vào nhà sản xuất vàmôi trường liên lạc

* Máy điện thoại truyền hình (Video – tel)

Ngoài chức năng thông thường của một máy điện thoại ấn phím, loại máy nàycho phép thấy được hình của đối phương đang đàm thoại với ta trên màn hình tinhthể lỏng Hệ thống có ống thu hình đặt phía trước máy Màn hình có kích cỡkhoảng 3 inch

V PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MẠCH ĐIỆN CHO MỘT MÁY ĐIỆN THOẠI.

Bất kỳ một máy điện thoại nào đều phải có hai phần mạch điện cơ bản, đó làmạch thu, phát tín hiệu chuông và tín hiệu đàm thoại

Vì vậy để xây dựng mạch điện cho máy điện thoại, người ta sử dụng cácphương pháp sau:

1.Phương pháp hở mạch

Phương pháp này được trình bày trên sơ đồ Hình 2 –2

Hình 2.2 : Trạng thái chờ chuông

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 17

TH: Mạch tín hiệu chuông

NN: Mạch nói nghe

S : Tiếp điểm tổ hợp

a/ Trạng thái chờ chuông.

Tổ hợp đặt trên giá đỡ của máy, nút gác tổ hợp làm tiếp điểm S2 chập S1.Mạch thu chuông được đấu thường trực lên đường dây để đón tín hiệu chuông từtổng đài phát tới

S3 hở tách mạch đàm thoại ra khỏi đường dây

b/ Trạng thái đàm thoại.

Thuê bao nhấc tổ hợp lên khỏi giá đỡ, nút gác tổ hợp làm cho tiếp điểm S2chập S3, mạch nói nghe đấu lên đường dây S1 tách mạch chờ tín hiệu chuông.Khi phát tín hiệu chuông tới tổng đài Mạch phát pulse hoặc Tone đấu lêndây

Hình 2.3

2.Phương pháp chập mạch.

Phương pháp này trình bày trên.Hình 2.3

a/ Trạng thái chờ chuông.

Tổ hợp đặt trên giá đỡ của máy, làm S2 chập S3 Mạch thu chuông được đấulên đường dây, còn mạch nói nghe bị đoản mạch

b/ Trạng thái đàm thoại, S2 chập S1.

Do vậy mạch nói nghe được đấu lên đường dây còn mạch thu chuông bị đoản

VI LẮP ĐẶT MÁY ĐIỆN THOẠI.

Thiết bị bao gồm dây, máy và các thiết bị phụ khác, đảm bảo để máy làmviệc tốt trong mạng điện thoại, an toàn cho máy và người sử dụng

Các thiết bị được đặt từ hộp phân dây đến máy điện thoại là thiết bị thuê baogồm:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 18

NN N

Hình2.4: Đấu máy điện thoại từ hộp đấu dây vào máy điện thoại.

- Cáp thuê bao từ hộp phân dây đến máy điện thoại

- Thiết bị bảo an

- Dây đất

- Máy điện thoại

Sơ đồ đấu thiết bị theo mạch hình trên

1 Nguyên tắc lắp đặt thiết bị thuê bao.

Dây ngoài trời được kéo từ hộp đầu dây Ev (hộp cáp) vào máy điện thoại,chiều dài thông thường từ vài mét đến vài chục mét; dùng dây cáp thuê bao hai sợi.Dây phải kéo thẳng, nên đi kín đáo, cho vòng đi vuông góc dùng đinh kẹp chặt vàotường, cách xa điện đèn ít nhất 15 cm, những chỗ xuyên qua tường phải lồng vàoống nhựa, sứ…

2 Lắp đặt thiết bị bảo an, đấu theo sơ đồ sau.

Hình2.5: Cách đấu thiết bị bảo an

Dây ngoài trời vào được đấu qua cầu chì, đến bộ thu lôi có dây đất, rồi mớiđấu vào máy điện thoại

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 19

Hộp đấu dây

Máy điện thoại

Dây cáp

2 sợi

Cáp về tổng đài

Cầu chì bị cháy đứt, ngắt đường dây ra khỏi máy khi trên đường dây có dòngtăng đột ngột cao hơn dòng cho phép qua cầu chì Nếu trên đường dây có điện ápcao, thu lôi sẽ phóng điện giải tỏa điện áp cao xuống đất để đảm bảo an toàn chomáy và người sử dụng.

Dùng bộ bảo an bằng varistor (hình trên)

Varistor là điện trở nhạy áp, đặt tính V-A ngược chiều và thuận chiều giốngđặt tính V-A ngược chiều của diode ổn áp

Khi điện áp ở hai đầu điện trở RM cao hơn điện áp đánh xuyên thì dòng điệnchạy qua điện trở tăng vọt, nhưng điện áp 2 đầu của điện trở nhạy áp không tăng(hoặc tăng rất ít) như vậy bảo vệ được máy điện thoại

Hình 2.6:Cách đấu dây an toàn

VII 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 điệnthoại hiện đại hiện nay Hệ thống này còn gọi là hệ thống Touch-Tone, hệ thốngđược hình thành vào năm 1960 nhưng mãi đến năm 1970 mới được phát triển rộngrãi Hệ thống DTMF giờ đây trở thành chuẩn thay thế cho hệ thống xung kiểu cũ.DTMF (dual tone multi frequency) là tổng hợp của hai âm thanh Nhưng điểmđặc biệt của hai âm này là không cùng âm nghĩa là: tần số của hai âm thanh nàykhông có cùng ước số chung với âm thanh kia Ví dụ như 750 và 500 thì có cùngước 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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 20

RM

Ống cầu chì

Đấu vào đường dâyNối vào

điện thoại

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 hầuhết các hệ thống điện thoại đều sử dụng tín hiệu DTMF Bàn phím chuẩn của loạiđiện thoại này có dạng ma trận chữ nhật gồm có 3 cột và 4 hàng tạo nên tổng cộnglà 12 phím nhấn: 10 phím cho chữ số (0-9), hai phím đặc biệt là ‘* ’ và ‘# ’ Mỗimột hàng trên bàn phím được gán cho một tần số tone thấp, mỗi cột được gán chotần số tone cao (hình 2) Mỗi một phím sẽ có một tín hiệu DTMF riêng mà đượctổng hợp bởi hai tần số tương ứng với hàng và cột mà phím đó đang đứng Nhữngtần số này đã được chọn lựa rất cẩn thận.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 21

1209Hz 1336Hz 1477Hz

697Hz

Ngày nay để tăng khả năng sử dụng của điện thoại người ta phát triển thêmmột cột nữa cho bàn phím điện thoại chuẩn tạo nên bàn phím ma trận 4x4 như hình.

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

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

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

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

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

là mạch truyền đưa số liệu tốc độ thấp

3 So sánh thời gian gửi số.

Gửi số bằng lưỡng âm đa tần DTMF nhanh hơn cách quay số rất nhiều về mặt nguyên 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 gởi đi

10 số:

Với DTMF mất: 100 ms x 10 = 1s.

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

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

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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 22

4 Yêu cầu đối với bộ phát âm hiệu DTMF.

Để kết nối tốt đối với đường dây là:

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

định dù máy ở xa hay ở gần tổng đài

- Âm hiệu phải có mức điện ổn định

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

Vấn đề nguồn nuôi đặt ra cho hai trường hợp đặc biệt: đường dây xa và đườngdây gần Đường dây xa làm giảm dòng và điện áp đến máy để nuôi bộ tạo daođộng, 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 năngtrang bị khả năng này

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 23

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN

AT89C51

I

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

1 Giới thiệu IC họ MSC- 51.

Là họ IC vi điều khiển do hãng Intel sản xuất Các IC tiêu biểu cho họ là8031và 8051,8951 các sản phẩm họ MCS-51 thích hợp cho nhữnh ứng dụng điềukhiển

Các đặc điểm IC 8951 được tóm tắt như sau:

 4KB Rom nội, có thể lập trình lại nhanh và có thể chịu được hơn 1000 chu kìghi/xóa

 Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz

 2 Bộ định thời 16 bit

 128byte ram nội

 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit

 Giao tiếp nối tiếp

 64 KB vùng nhớ mã ngoài

 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài

 Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn)

 210 vị trí nhớ có thể định vị bit

 4 s cho hoạt động nhân hoặc chia

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 24

OTHER REGISTE R

128 byte RAM

128 byte RAM 8051\8052

ROM 4K: 8031 4K: 8051 EPROM 4K: 8951

2.Sơ đồ khối của AT89C51

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 25

INT1\

INT0\

SERIAL PORT TIMER1

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

1 Sơ đồ chân 89C51.

2 Chức năng của các chân 8951.

của IC 8951.Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó cóchức năng như các đường IO Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mởrộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu

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

21-28 được dùng như các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đốivới các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng

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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 26

T0T1WR\

RD\

Ngõ vào dữ liệu nối tiếp

Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp

Ngõ vào ngắt cứng thứ 0

Ngõ vào ngắt cứng thư 1

Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 0

Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 1

Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài

Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

3 Các ngõ tín hiệu điều khiển

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

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

 Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip vàcó thể được dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống

được lên mức 1 hoặc mức 0 Nếu ở mức 1, 8951 thi hành chương trình từROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte Nếu ở mức 0, 8951 sẽ thi hànhchương trình từ bộ nhớ mở rộng Chân EA\ được lấy làm chân cấp nguồn21V khi lập trình cho Eprom trong 8951

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

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

III CẤU TRÚC BÊN TRONG VI ĐIỀU KHIỂN.

1 Tổ chức bộ nhớ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 27

CODE Memory

Enable via PSEN

DATA Memory

Enable via

RD & WR

ON-CHIP Memory

E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW

23 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 8D không được địa chỉ hoá bit TH1

22 17 16 15 14 13 12 11 10 8C không được địa chỉ hoá bit TH0

21 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 8B không được địa chỉ hoá bit TL1

20 07 06 05 04 03 02 01 00 8A không được địa chỉ hoá bit TL0

10

07 Bank thanh ghi 0 81 không được địa chỉ hoá bit SP

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

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

Hai đặc tính cần chú ý là:

 Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được định vị (xác định) trongbộ nhớ và có thể truy xuất trực tiếp

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

A RAM

Bên trong 8951 được phân chia như sau:

 Các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH

 RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H đến 2FH

 RAM đa dụng từ 30H đến FFH

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

RAM đa dụng:

 Ta thấy 80 byte đa dụng chiếm các địa chỉ từ 30H đến 7FH, 32 bytedưới từ 00H đến 1FH cũng có thể dùng với mục đích tương tự Mọi địachỉ trong vùng RAM đa dụng đều có thể truy xuất tự do dùng kiểu địachỉ trực tiếp hoặc gián tiếp

 RAM có thể truy xuất từng bit: 8951 chứa 210 bit được địa chỉ hóa,trong đó có 128 bit có chứa các byte có chứa các địa chỉ từ 20F đến2FH và các bit còn lại chứa trong nhóm thanh ghi có chức năng đặcbiệt Ý tưởng truy xuất từng bit bằng phần mềm là các đặc tính mạnhcủa Microcontroller xử lý chung Các bít có thể được đặt, xóa, AND,

OR, …, với 1 lệnh đơn Đa số các Microcontroller xử lý đòi hỏi mộtchuỗi lệnh đọc– sửa- ghi để đạt được mục đích tương tự Ngoài ra cácport cũng có thể truy xuất được từng bit

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

B Các bank thanh ghi.

 32 byte thấp của bộ nhớ nội được dành cho các bank thanh ghi.Bộ lệnh 8951 hỗ trợ 8 thanh ghi có tên là R0 đến R7 và theo mặc địnhsau khi reset hệ thống, các thanh ghi này có các địa chỉ từ 00H đến07H

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 29

 Các lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 sẽ ngắn hơn và nhanhhơn so với các lệnh có chức năng tương ứng dùng kiểu địa chỉ trựctiếp Các dữ liệu được dùng thường xuyên nên dùng một trong cácthanh ghi này.

 Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một bankthanh ghi được truy xuất bởi các thanh ghi R0 đến R7 đề chuyển đổiviệc truy xuất các bank thanh ghi ta phải thay đổi các bit chọn banktrong thanh ghi trạng thái

C Các thanh ghi có chức năng đặc biệt.

Các thanh ghi nội của 8951 được truy xuất ngầm định bởi bộ lệnh.Các thanh ghi trong 8951 được định dạng như một phần của RAM trênchip vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một địa chỉ (ngoại trừ thanh ghi bộ đếm chươngtrình và thanh ghi lệnh vì các thanh ghi này hiếm khi bị tác động trực tiếp) Cũngnhư R0 đến R7, 8951 có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt (SFR: Special FunctionRegister) ở vùng trên của RAM nội từ địa chỉ 80H đến FFH

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

D Thanh ghi trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word).

00=Bank 0; address 00H07H01=Bank 1; address 08H0FH10=Bank 2; address 10H17H11=Bank 3; address 18H1FH

Bảng trạng thái chương trình ở địa chỉ D0HChức năng từng bit trạng thái chương trình

được dùng cho các lệnh toán học

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 30

(Binary Code Decimal), cờ nhớ phụ AC được set nếu kết quả 4 bit thấp nằmtrong phạm vi điều khiển 0AH 0FH Ngược lại AC= 0

Những bit chọn bank thanh ghi truy xuất:

 RS1 và RS0 quyết định dãy thanh ghi tích cực Chúng được xóa sau khi resethệ thống và được thay đổi bởi phần mềm khi cần thiết

 Tùy theo RS1, RS0 = 00, 01, 10, 11 sẽ được chọn Bank tích cực tương ứng làBank 0, Bank1, Bank2, Bank3

nếu có sự tràn toán học

 Bit tự động được set hay Clear ở mỗi chu kỳ máy để lập Parity chẵnvới thanh ghi A Sự đếm các bit 1 trong thanh ghi A cộng với bit Parityluôn luôn chẵn

 Bit Parity thường được dùng trong sự kết hợp với những thủ tục củaPort nối tiếp để tạo ra bit Parity trước khi phát đi hoặc kiểm tra bitParity sau khi thu

 Con trỏ ngăn xếp SP (Stack Pointer): Con trỏ ngăn xếp là một thanhghi 8 bit ở địa chỉ 81H Nó chứa địa chỉ của byte dữ liệu hiện hànhtrên đỉnh ngăn xếp Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm các lệnh cất dữliệu vào ngăn xếp (PUSH) và lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp (POP).Lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp sẽ làm tăng SP trước khi ghi dữ liệu vàlệnh lấy ra khỏi ngăn xếp sẽ làm giảm SP Khi Reset 8951, SP sẽmang giá trị mặc định là 07H và dữ liệu đầu tiên sẽ được cất vào ônhớ ngăn xếp có địa chỉ 08H Nếu phần mềm ứng dụng không khởiđộng SP một giá trị mới thì bank thanh ghi 1 có thể cả 2 và 3 sẽ khôngdùng được vì vùng RAM này đã được dùng làm ngăn xếp

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 31

 Con trỏ dữ liệu DPTR (Data Pointer): được dùng để truy xuất bộ nhớ

ngoài là một thanh ghi 16 bit ở địa chỉ 82H (DPL: byte thấp) và 83H (DPH:byte cao)

địa chỉ 90H, Port2 ở địa chỉ A0H, và Port3 ở địa chỉ B0H Tất cả các Port nàyđều có thể truy xuất từng bit nên rất thuận tiện trong khả năng giao tiếp

8951 có chứa hai bộ định thời/bộ đếm16 bit được dùng cho việc định thờiđược đếm sự kiện Timer0 ở địa chỉ 8AH (TL0: byte thấp) và 8CH (TH0: byte cao).Timer1 ở địa chỉ 8BH (TL1: byte thấp) và 8DH (TH1: byte cao) Việc khởi độngtimer được SET bởi Timer Mode (TMOD) ở địa chỉ 89H và thanh ghi điều khiểnTimer (TCON) ở địa chỉ 88H Chỉ có TCON được địa chỉ hóa từng bit

8951 chứa một Port nối tiếp cho việc trao đổi thông tin với các thiết bị nốitiếp như máy tính, modem hoặc giao tiếp nối tiếp với các IC khác Một thanhghi đệm dử liệu nối tiếp (SBUF) ở địa chỉ 99H sẽ giữ cả hai dữ liệu truyền vàdữ liệu nhập

8951 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên Các ngắt bị cấm sau khi bịreset hệ thống và sẽ được cho phép bằng việc ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE)

ở địa chỉ A8H Cả hai được địa chỉ hóa từng bit

Thanh ghi điều khiển nguồn PCON (Power Control Register):

Thanh ghi PCON không có bit định vị Nó ở địa chỉ 87H chứa nhiều bit điềukhiển

Thanh ghi PCON được tóm tắt như sau:

CHƯƠNG 1 : SƠ ĐỒ KHỐI TOÀN MẠCH

I SƠ ĐỒ KHỐI.

1 Khối điều khiển trung tâm.

Bao gồm vi xử lý 8951 Khối này điều khiển toàn bộ hoạt động của tổng đài,thực hiện các chức năng giám sát và nhận biết các trạng thái của thuê bao rồi từ đógởi các lệnh điều khiển

2.Khối chuyển mạch.

Các IC chuyển mạch là thành phần chủ yếu trong khối này Các IC chuyểnmạch có nhiệm vụ:

 Kết nối thông thoại giữa các thuê bao

 Kết nối âm hiệu cần thiết cho thuê bao trong quá trình kết nối thông thoại,giải tỏa thông thoại

 Kết nối thuê bao với mạch thu DTMF

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 34

KHỐI ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM

KHỐI CHUYỂN MẠCH

KHỐI GIAO TIẾP THUÊ BAO

KHỐI TẠO TONE

KHỐI THU DTMF KHỐI NGUỒN

5V, 12V,24V

Tạo ra các loại âm hiệu cần thiết như: âm hiệu mời quay số (Dial tone), âmhiệu báo bận (Busy Tone), âm hiệu chuông, âm hiệu hồi chuông (Ring Back) ….

4 Khối thu DTMF.

Ghi nhận giải mã đa tần DTMF và giải mã thành các số thuê bao ở dạng nhịphân

5 Khối giao tiếp thuê bao

 Tạo giao tiếp thuê bao với chuyển mạch, khối điều khiển…., cung cấpdòng DC cho thuê bao

 Truyền tín hiệu từ thuê bao đến thuê bao gồm tín hiệu thoại, tín hiệumã đa tần, tín hiệu tone, ringback, busy…

 Thực hiện cách ly tổng đài với thuê bao nhằm tránh chập, chạm dẫnđến hư hại tổng đài

 Nhận biết được trạng thái nhấc máy gác máy

II KHỐI TẠO ÂM HIỆU.

Cung cấp các loại âm hiệu cần thiết cho thuê bao Bao gồm:

 Dial tone có tần số 425  25 Hz, có biên độ 5VP-P thời gian liên tục

 Busy tone có tần số 425  25 Hz, có biên độ 5VP-P, 0.5s có, 0.5s không

 Ring back tone : có tần số 425  25 Hz, có biên độ 5VP-P , 1s có, 2skhông

Để đơn giản ta dùng LM555 để tạo dao động đa hài có tần số mong muốn, sauđó qua bộ lọc thông thấp để tạo tần số mong muốn

SƠ ĐỒ MẠCH TẠO ÂM HIỆU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 36

1 Mạch tạo tín hiệu mời quay số(Dial Tone).

Ta chọn dao dộng dùng IC 555 với hai diode ngăn cách đường xả và đườngnạp tạo thành dao động với chu kỳ làm việc là 50% (R1=R2)

Tần số dao động được tính theo công thức :

Hz C

R

1 1

* 69 , 0

* 2

* 22 , 0

* 69 , 0

* 2

* 425

* 14 , 3

* 2

2 Âm hiệu báo bận(busy tone).

Tần số cơ bản được lấy từ ngỏ ra của tín hiệu dial tone và được ra bộ ngắtnhịp 0,5s có và 0,5s không

Vì chu kỳ làm việc là 50% nên chọn R3=R4

Chọn C3=10 F

425

* 10

* 10

* 2

* 69 , 0

5 , 0

6

Chọn R3=R4=68K

Các linh kiện C3,Rf,D3và D4:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 37

* 425

* 14 , 3

* 2

1

8

Chọn Rf=39K

3.Âm hiệu hồi âm chuông(Ring back tone).

Tần số cơ bản được lấy tín hiệu dial tone và được đưa qua bộ ngắt nhịp 1scó, 2s không

* 69 , 0

C6 là tụ chống nhiễu Chọn C6=0,1 F

Chọn các linh kiện Cf ,Rf giống mạch dial tone

4 Mạch tạo chuông.

Theo tiêu chuẩn thì dòng cấp chuông cho điện thoại phải có điện áp từ 75đến 90V và có tần số từ 20 đến 25Hz, với chu kỳ xung nhịp 1s có và 2s không đượclấy từ ngõ ra của mạch dao động hồi âm chuông Ở đây ta dùng rơle để ngắt nhịp,

do cuộn dây của rơle có trở kháng 300, điện áp cấp cho rơle hoạt động là 12V.Tín hiệu ngắt nhịp được lấy từ ngỏ ra của IC 555 đưa vào ngỏ vào của cổng AND.Chọn Transistor loại C1815



Chọn mức điện áp logic1 của IC TTL là 3,5V

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 38

8 , 0 5 , 3 5

, 3

Chọn R7 = 3,3K

III KHỐI THU DTMF.

1 Sơ lược về IC MT8870

a)Mô tả các chân

+ Chân 1 (IN+) : Ngõ vào(Non_Inverting_Opamp)

+ Chân 2 (IN-) : Ngõ vào(Inverting_Opamp)

+ Chân 3 (GS) : Gain select, giúp truy xuất ngõ ra của bộ khuếch đại vi saiđầu cuối qua điện trở hồi tiếp

+ Chân 4 (Vref) : Reference Voltage( ngõ ra), thường bằng Vdd/2

+ Chân 5&6 : nối với Vss

+ Chân 7 : OSCM

+ Chân 8 : OSC2

+ Chân 9 : Vss

+ Chân 10 : TOE Ngõ ra Q1- Q4 hoạt động khi TOE ở mức cao

+ Chân 11-14 (Q1-Q4) : Khi TOE ở mức cao các chân này cung cấp mãtương ứng với các cặp tone tìm được (theo bảng giải mã chức năng) Khi TOE ởmức thấp, các chân này ở trạng thái tổng trở cao

+ Chân 15 (STD) : ở mức cao khi cặp tần số tone thu được đã ghi nhận vàngõ ra chốt thích hợp, trở về mức thấp khi điện áp trên ST/GT nhỏ hơn điện ápngưỡng(Vtst)

+ Chân 16 (EST) : ở mức cao ngay khi bộ thuật toán số đã dò tìm được cặptone thích hợp (Signal Condition) Sự mất Signal Condition tức thời làm cho ESTtrở lại mức thấp

MT88701

2

15 16 17

11 12 13 14

3 4 7

Q1 Q2 Q3 Q4

GS VREF OSC1

OSC2

TOE

+ Chân 18 : Vdd = 5V

b) Giải thích hoạt động.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 40

mã tone được qua bộ lọc tần số (dial tone filter) Bộ này sẽ tách tín hiệu thành 2nhóm Một nhóm tần số thấp, một nhóm tần số cao Việc này thực hiện được nhờbộ lọc thông dãy bậc 6 Nhóm thứ nhất sẽ lọc thông dãy tần số từ 697 Hz đến 941

Hz và nhóm thứ hai sẽ lọc thông dãy tần số từ 1209 Hz đến 1633 Hz Hai nhóm tínhiệu này được biến đổi thành xung vuông bởi bộ dò Zero crossing Sau khi có đượcxung vuông, xung này được xác định tần số và kiểm tra chúng có tương ứng với cặptần số chuẩn DTMF hay không Nhờ thuật toán trung bình phức hợp (complexaveraging) Nhờ kỹ thuật này mà mạch sẽ bảo vệ được các tone gây ra từ tín hiệubên ngoài mà tín hiệu này làm cho sai lệch tần số nhỏ Khi bộ dò cũng nhận đủ có

2 tone thích hợp thì ngõ ra EST sẽ lên mức cao EST lên mức cao sẽ làm cho VCtăng đến ngưỡng nào đó mà lớn hơn VTST thì sẽ tác động vào ngõ ST/GT làm cặptone được ghi nhận Lúc này điện thế tại VC tiếp tục tăng lên Sau một thời gian trễđến khi STD ở mức cao Lúc này, cặp tone đã được ghi nhận và sẵn sàng truy xuất

ở ngõ ra nếu ngõ TOE ở mức tích cực cao thì 4 bit mã đã giải mã được sẽ truy xuất

ra bên ngoài

c) Bảng mã chức năng.

2 Sơ đồ mạch thu DTMF.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 41

4 7

Các giá trị linh kiện do nhà sản xuất cung cấp

IV KHỐI GIAO TIẾP THUÊ BAO.

1 Sơ đồ mạch