Mạch báo động qua mạng điện thoại PSTN

- Tiếp nhận số được quay: khi đã nối với mạch điều khiển,thuê bao chủ bắt đầunghe thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bịgọi.- Kết nối cuộc gọi: khi các

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

1.6.KHẢO SÁT IC GHI ÂM KỸ THUẬT SỐ ISD2560 34

1.6.1.Sơ đồ khối 34

1.6.2.Sơ đồ chân 34

1.7.IC LM741 36

1.8.IC 7805 36

1.10.IC MT 8870 38

1.10.1.Sơ đồ chân 39

1.10.2.Sơ đồ khối và chức năng 41

CHƯƠNG 2: 45

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 45

2.1.CƠ SỞ THIẾT KẾ 45

2.1.1.Sơ đồ khối thiết kế 45

2.1.2.Chức năng các khối 45

2.2.KHỐI NGUỒN 46

2.3.KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM 47

2.4.KHỐI KẾT NỐI THUÊ BAO 48

2.5.KHỐI THU PHÁT ÂM THANH 49

2.6.KHỐI THU PHÁT DTMF 50

2.7.KHỐI GIẢI MÃ DTMF 51

2.8.KHỐI CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI 52

2.9.SƠ ĐỒ MẠCH XỬ LÝ CÁC TÍN HIỆU 53

2.10.SƠ ĐỒ MẠCH IN CỦA MẠCH XỬ LÝ TÍN HIỆU 54

2.11.SƠ ĐỒ MẠCH IN CỦA KHỐI CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI 55

2.12.KHỐI CẢM BIẾN NHẤN PHÍM 56

2.13.THIẾT KẾ PHẦN MỀM 57

2.13.1.Lưu đồ 57

2.13.2.Chương trình điều khiển 58

CHƯƠNG 3: 68

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 68

3.1.KẾT LUẬN 68

3.2.HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ Điện tử

đã trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn và được ứng dụng rộng rãi trong tất cả cáclĩnh vực như: thông tin liên lạc, tự động điều khiển, y học v.v…Những thành tựu củakhoa học kỹ thuật đã mang đến cho con người một cuộc sống tiện nghi, văn minh vàhiện đại

Một trong những ứng dụng của công nghệ điện tử là kỹ thuật báo động điện tử.Các thiết bị báo động điện tử như : Hệ thống chống trộm, hệ thống báo cháy, báođộng, hệ thống quá tải v.v… Các thiết bị này đã góp phần rất lớn trong việc bảo vệ

an toàn cho các dụng cụ và tài sản của con người Nhưng một khuyết điểm của cácphương pháp báo động nói trên là không thể truyền đi xa được

Xuất phát từ những nhu cầu thực tế trong cuộc sống, đi cùng với cơ sở vật chấthiện có Chúng em quyết định tìm hiểu đề tài: “Hệ thống báo trộm qua đường dâyđiện thoại” Phương pháp báo động này đã khắc phục được khuyết điểm khoảng cách

và linh hoạt hơn trong việc sử dụng

Mục đích nghiên cứu trước hết khi thực hiện đề tài này là để hoàn tất chươngtrình học để đủ điều kiện ra trường Cụ thể khi nghiên cứu đề tài, chúng em muốnphát huy những thành quả ứng dụng của vi điều khiển nhằm tạo ra những sản phẩm,những thiết bị tiên tiến có tính ứng dụng cao trong cuộc sống

Phạm vi của đồ án hoàn toàn nằm trong những kiến thức đã học Thực hiện thicông sản phẩm gồm có: board mạch điều khiển và các board mạch chức năng

Phương pháp nghiên cứu:

Phần thiết kế và tính toán các giá trị thông số trong mạch dựa vào những kiếnthức của các môn chuyên ngành có liên quan Quá trình thiết kế mạch nguyên lý,thiết kế mạch in được thực hiện bằng phần mềm Orcad 9.2

 Kết cấu của đề tài gồm có 3 chương :

Chương 1 : Cơ sở lý thuyết

Chương 2 : Thiết kế và thi công

Chương 3 : Kết luận và hướng phát triển

3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Trong giới hạn thời gian cho phép để hoàn thành đề tài này kết hợp với những kiếnthức tích lũy trong suốt khóa học không cho phép người thực hiện đề tài thực hiệnđược hoàn chỉnh toàn bộ các yêu cầu để tạo ra một sản phẩm ưu việt Do đó, ngườithực hiện đề tài chỉ tập trung đi sâu nghiên cứu về :

 Vi điều khiển 89C51 để điều khiển quá trình

 IC MT8888 chuyên dụng thu phát DTMF giao tiếp với vi điều khiển

IC MT8870 chuyên dụng giải mã DTMF ra nhị phân 4 bit

 ISD 2560 phát tín hiệu báo trộm trên line điện thoại

 IC LM741 khuếch đại tín hiệu so sánh

 Dùng cảm biến hồng ngoại để cảm biến có trộm để đưa về vi xử lý để điềukhiển

IC 7408

 Giới hạn của đề tài:

Trong quá trình thi công, do khó khăn trong việc thuê line điện thoại của bưuđiện để thử nghiệm, nên người thực hiện đề tài đã sử dụng tổng đài nội bộ 3 số có sẵn

để thực hiện đề tài này Do có vài sự khác biệt giữa tổng đài nội bộ và tổng đài bưuđiện, nên nếu ứng dụng hệ thống này sử dụng tổng đài bưu điện sẽ phải thay đổi một

số thông số về linh kiện cũng như phần mềm

CHƯƠNG 1:

CƠ SỞ LÝTHUYẾT

1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI

1.1.1 Định nghĩa về tổng đài

Tổng đài là hệ thống chuyển mạch có nhiệm vụ kết nối các cuộc liên lạc từ thiết

bị đầu cuối chủ gọi ( Calling Side ) đến thiết bị đầu cuối bị gọi ( Called Side )

Hay nói cách khác tổng đài là một hệ thống chuyển mạch có hệ thống kết nối cáccuộc liên lạc giữa các thuê bao với nhau, với số lượng thuê bao lớn hay nhỏ tùy thuộcvào từng loại tổng đài, từng khu vực

Hình 1.1.1: Sơ đồ khối của tổng đài

1.1.2 Chức năng của tổng đài

Tổng đài điện thoại có các chức năng sau:

- Nhận biết được khi thuê bao nào có nhu cầu xuất phát cuộc gọi

- Thông báo cho thuê bao biết mình sẵn sàng tiếp nhận các yêu cầu của thuê bao

- Nhận dạng thuê bao gọi: xác định khi thuê bao nhấc ống nghe và sau đó nốiđến mạch điều khiển

- Tiếp nhận số được quay: khi đã nối với mạch điều khiển,thuê bao chủ bắt đầunghe thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bịgọi.

- Kết nối cuộc gọi: khi các số quay được ghi lại, thêu bao bị gọi đã được xác định,tổng đà sẽ chọn một bộ các đường trung kế đến tổng đài thuê bao bị gọi và sau

đó chọn một đường rỗi trong số đó Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nộihạt thì một đường gọi nội hạt được sử dụng

- Chuyển mạch thông tin điều khiển: khi được nối với tổng đài của thuê bao bị gọihay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi với nhau các thông tin cầnthiết như số thuê bao bị gọi

- Kết nối trung chuyển: trong trường hợp tổng đài được nối đến tổng đài trungchuyển, trên dây được nhấc lại để nối với trạm cuối và sau đó thông tin như sốthuê bao bị gọi được truyền đi

- Kết nối trạm cuối: khi trạm cuối được đánh giá là trạm nội hạt dựa trên số thuêbao bị gọi được truyền đi, bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao bị gọiđược tiến hành Nếu máy không ở trạng thái bận thì một đường nối được nối vớicác đường trung kế được chọn để kết nối các cuộc gọi

- Truyền tín hiệu chuông: để kết nối cuộc gọi, tín hiệu chuông được truyền và chờcho đến khi có trả lời từ thuê bao bị gọi Khi trả lời, tín hiệu chuông bị ngắt vàtrạng thái được chuyển thành trạng thái máy bận

- Tính cước: 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 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 cácbước trên đây hoặc thuê bao bị gọi bận thì tín hiệu bận được truyền đến cho thuêbao chủ gọi

- Hồi phục hệ thống: trạng thái này được xác định khi cuộc gọi kết thúc Sau đótất cả các đường nối đều được giải phóng

1.1.3 Phân loại tổng đài

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tổng đài ngày nay phù hợp vớiyêu cầu phát triển của xã hội Quá trình hình thành tổng đài bao gồm các loại tổng đàisau:

 Tổng đài công nhân:

Việc kết nối thông thoại chủ yếu dựa vào con người

 Tổng đài cơ điện:

Bộ phận thao tác chuyển mạch là hệ thống cơ khí, được điều khiển bằng hệ thốngmạch từ Gồm 2 hệ thống chuyển mạch cơ bản là : chuyển mạch từng nấc và chuyểnmạch ngang dọc

 Tổng đài điện tử:

Quá trình điều khiển hoàn toàn tự động, các bộ phận chuyển mạch gồm các linhkiện bán dẫn, vi mạch cùng với các relay, analog swich Tổng đài này có các bộ phậnbán dẫn bằng điện tử thay thế các thiết bị cơ khí nên cơ cấu của tổng đài gọn nhẹ đirất nhiều Thời gian kết nối nhanh hơn, năng lượng tiêu thụ ít hơn Tổng đài điện tử

có ưu điểm là có thể tăng dung lượng lớn mà thiết bị không phức tạp lên nhiều

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

 Tổng đài cơ quan PABX: được sử dụng trong các cơ quan, khách sạn và thường

sử dụng trung kế CO-Line(central office)

 Tổng đài nông thôn (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu dân cưđông, chợ và có thể sử dụng tất cả các loại trung kế

 Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): được đặt ở trung tâm huyện tỉnh và sửdụng tất cả các loại trung kế

các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước

 Tổng đài cửa ngõ quốc tế (Gateway Exchange): tổng đài này dùng để chọnhướng và chuyển mạch các cuộc gọi vào mạng quốc tế để nối các quốc gia với nhau,

có thể chuyển tải cuộc gọi quá giang

1.1.4 Các đường âm hiệu

Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip và Ring.Tất cả các điện thoại hiện nay đều được cấp nguồn từ tổng đài thông qua hai dây Tip

và Ring Điện áp cung cấp thường là 48VDC, nhưng nó cũng có thể thấp đến 47VDC hoặc cao đến 105 VDC tùy thuộc vào tổng đài

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

Tín hiệu chuông (Ring Signal) :

Hình 1.1.2: Dạng sóng tín hiệu chuông

Khi một thuê bao bị gọi thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến để báo cho thuê bao

đó biết có người được gọi Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều AC thường có tần số25Hz tuy nhiên nó có thể cao hơn đến 60Hz hoặc thấp hơn đến 16Hz Biên độ của tínhiệu chuông cũng thay đổi từ 40 VRMS đến 130 VRMS thường là 90 VRMS Tín hiệuchuông được gửi đến theo dạng xung ngắt quãng tùy thuộc vào từng loại tổng đàithường là 2 giây có và 4 giây không (như hình vẽ trên) Hoặc có thể thay đổi thời giantùy thuộc vào từng tổng đài

Tín hiệu mời quay số (Dial Tone):

Đây là tín hiệu liên tục không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khác được sửdụng trong hệ thống điện thoại Khi thuê bao nhấc tổ hợp để xuất phát cuộc gọi sẽ nghe

âm hiệu mời quay số do tổng đài cấp cho thuê bao gọi, là tín hiệu hình sin có tần sốlien tục Tín hiệu mời quay số là tín hiệu sin tần, được tạo ra bởi hai âm thanh (Tone)

có tần số số 350Hz và 440Hz, biên độ 2VRMS trên nền DC Tín hiệu này có dạng sóngsau:

Hình 1.1.3: Dạng sóng tín hiệu mời quay số

Tính hiệu báo bận (Busy Tone):

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 thực hiệncuộc gọi ngay lúc này Thuê bao phải chờ đến khi nghe được tín hiệu mời gọi Khi thuêbao bị gọi đã nhấc máy trước khi thêu bao gọi cũng nghe được tín hiệu này Tín hiệubáo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng xung được tổng hợp bởi hai âm có tần số 480Hz

và 620Hz Tín hiệu này có chu kỳ 1s (0.5s có và 0.5s không)

Hình 1.1.4: Dạng sóng tín hiệu báo bận

Tín hiệu chuông hồi tiếp:

Khi người gọi gọi đến một thuê bao nhưng không biết đã gọi được hay chưa thì thật

là khó chịu Người gọi không nghe một âm thanh nào cho đến khi thuê bao đó trả lời

Để giải quyết vấn đề này tổng đài sẽ gửi một tín hiệu chuông hồi tiếp về cho thuê baogọi tương ứng với tiếng chuông ở thuê bao bị gọi Tín hiệu chuông hồi tiếp này do tổngđài cấp cho thuê bao bị gọi, được tổng hợp bởi hai âm có tần số 440Hz và 480Hz Tínhiệu này cũng có dạng xung như tín hiệu chuông gửi đến cho thuê bao bị gọi, là tínhiệu hình sin có tần số khoảng 425 ± 25 Hz la hai tín hiệu ngắt quãng tương ứng nhịpchuông, biên độ 2VRMS trên nền DC 10V, phát ngắt quãng 2s có 4s không

Hình 1.1.5: Dạng sóng tín hiệu hồi tiếp

Gọi sai số:

Nếu người gọi gọi nhầm một số mà nó không tồn tại thì bạn sẽ nhận được tín hiệuxung có chu kỳ 1Hz và có tần số 200Hz–400Hz Hoặc đối với các hệ thống điện thoạingày nay bạn sẽ nhận được thông báo rằng bạn gọi sai số

Tín hiệu đảo cực:

Tín hiệu đảo cực chính là sự đảo cực tính của nguồn tại tổng đài, khi hai thuê baobắt đầu cuộc đàm thoại, một tín hiệu đảo cực sẽ xuất hiện Khi đó hệ thống tính cướccủa tổng đài sẽ bắt đầu thực hiện việc tính cước đàm thoại cho thuê bao gọi Ở các trạmcông cộng có trang bị máy tính cước, khi cơ quan bưu điện sẽ cung cấp một tín hiệuđảo cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước

1.1.5 Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử

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

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

 Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch thời gian (TDM : TimingDevision Multiplexer) : có hai loại

 Tổng đài điện tử dùng phương thức ghép kênh theo tần số (FDM: FrequenceDevision Multiplexer

1.1.6 Trung kế

Trung kế là đường dây liên lạc giữa hai tổng đài

Kết nối hai dây cáp.

Sử dụng đường dây thuê bao của tổng đài khác làm trung kế của tổng đài mình

Có chức năng như máy điện thoại (nhận khung quay)

 Trung kế tương tự ( E&M ) (Ear and Mouth Trunk):

Hình 1.1.8: Trung kế tương tự ( E&M )

Kết nối dây trên bốn dây Cable Hai dây để thu tín hiệu thoại Một dây để thu tínhiệu trao đổi Một dây để phát tín hiệu trao đổi

 Trung kế số ( PCM ):

Cung cấp đường truyền kết nối giữa tổng đài nội hạt của các đơn vị cung cấp dịch

vụ viễn thông công cộng với thiết bị đầu cuối thuê bao nhiều đường (tổng đài nội bộPABX), thiết bị truy nhập mạng của các đơn vị cung cấp dịch vụ Internet (ISP) vàthiết bị chuyển mạch của các mạng dùng riêng

Thời gian kết nối nhanh, chất lượng thoại tốt và bảo mật thông tin cao là các ưu điểmnổi bật của dịch vụ trung kế số E1 so với trung kế tương tự (trung kế CO; E&M)

Trung kế số E1 bao gồm 30 kênh thoại (dữ liệu) và 02 kênh báo hiệu Tốc độ luồngE1: 2.048Kbps = 32 x 64Kbps (mỗi kênh có tốc độ 64kbps)

1.2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI BÀN

1.2.1 Chức năng của máy điện thoại bàn

Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của hệ thống điện thoại, nó được lắp đặt tạiđơn vị thuê bao để 2 người ở xa liên lạc được với nhau

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

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

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

- Phải gởi được mã số thuê bao bị gọi vào tổng đài Điều này được thực hiện bằngcách quay số hay nhấn phím

- Chỉ dẫn cho người sử dụng biết tình trạng diễn biến kết nối bằng các âm hiệu hồi

âm chuông hay báo bận

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

- Chuyển đổi tiếng nói thành tín hiệu điện truyền đi đến đối phương và chuyển đổitín hiệu điện từ đối phương đến thành tiếng nói

- Có khả năng báo cho tổng đài khi thuê bao nhấc máy

- Chống tiếng gọi lại, tiếng keng, tiếng click khi phát xung số

- Ngoài ra người ta còn chú ý đến tính năng tự động điều chỉnh mức âm thanhnghe, nói Tự động điều chỉnh nguồn nuôi, phối hợp trở kháng với đường dây.Ngoài chức năng trên người ta còn chế tạo các máy điện thoại có khả năng sau:

- Gọi bằng số rút gọn

- Nhớ số thuê bao đặc biệt

- Gọi lại tự động: Khi gọi một thuê bao nào đó mà thuê bao này đang bận, ta cóthể đặt máy trong khi số thuê bao vừa được lưu trữ trong bộ nhớ máy điện thoại Sau

đó ta nhấn một nút tương ứng, số điện thoại vừa gọi này được phát đi, hoặc sau thờigian nào đó dù không nhấn nút gọi thì số điện thoại này cũng tự động phát đi, khithuê bao rảnh thì máy tự động reo chuông từ hai phía.

- Tổng đài được nối với các thuê bao qua 2 đường truyền TIP và RING Thôngqua 2 đường dây này thông tin từ tổng đài qua các thuê bao được cấp bằng nguồndòng từ 25 mA đến 40 mA đến cho máy điện thoại

1.2.2 Các thông số liên quan

Tổng trở DC khi gác máy lớn hơn từ 20 KΩ

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

Tổng trở DC khi nhấc máy khoảng 300Ω

Tổng trở AC khi nhấc máy khoảng 600Ω

Các thông số giới hạn của mạch thuê bao cơ bản

Bảng 1.2.1 : Bảng các thông số của mạch thuê bao điện thoại

Tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy của thuê bao hay gác máy bằng cách sửdụng nguồn một chiều 48VDC

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 nhận biếttrạng thái này thông qua dòng DC xuất hiện trên đường dây Sau đó, tổng đài cấp tínhiệu mời gọi lên đường dây đến thuê bao

Dòng điện cấp chuông: Tổng đài cấp dòng chuông cho thuê bao bị gọi, dòngchuông tổng đài cấp là dòng điện xoay chiều hình sin hoặc xung có tần số f = 25Hz,

có áp từ 75VRMS đến 110VRMS

1.2.3 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.

Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm thanh của tiếng nói sẽtác động vào màng rung của ống nói làm cho ống nói thay đổi, xuất hiện dòng điệnbiến đổi tương ứng trong mạch Dòng điện biến đổi này được truyền qua đường dâytới ống nghe của máy đối phương, làm cho màng rung của ống nghe dao động, lớpkhông khí trước màng rung dao động theo, phát ra âm thanh tác động đến tai ngườinghe và quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự

1.2.4 Quay số

Người gọi thông báo số mình muốn gọi cho tổng đài biết bằng cách gởi số máyđiện thoại của mình muốn gọi đến cho tổng đài Có hai cách gởi số đến tổng đài:

Quay số bằng xung (Pulse – Dialing): Được thực hiện bằng cách thay đổi tổng

trở DC của mạch thuê bao tạo nên xung dòng với số xung tương đương với số muốnquay.Các số quay của thuê bao được truyền đến tổng đài bằng cách ngắt dòng đườngdây theo tỉ số thời gian qui định tạo thành chuỗi xung quay số Số quay số là là xungtrên đường dây nên phương pháp này được gọi là phương pháp quay số bằng xungthập phân

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 : DualTone Multi Frequence) Khi sử dụng DTMF để quay số, các cặp tần số DTMF nhưsau:

Bảng 1.2.2 : Phân loại tần số tín hiệu Tone

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

1.2.5 Kết nối thuê bao

Tổng đài nhận được các số liệu sẽ xem xét:

Nếu các đường dây nối thông thoại đều bị bận thì tổng đài sẽ cấp tín hiệu báo bận.Nếu đường dây nối thông thoại không bị bận thì tổng đài sẽ cấp cho người bị gọi tínhiệu chuông và người gọi tín hiệu hồi chuông Khi người được gọi nhấc máy, tổngđài nhận biết trạng thái này, thì tổng đài ngưng cấp tín hiệu chuông để không làm hưmạch thoại và thực hiện việc thông thoại Tín hiệu trên đường dây đến máy điện thoạitương ứng với tín hiệu thoại cộng với giá trị khoảng 300 mV đỉnh – đỉnh Tín hiệu rakhỏi máy điện thoại chịu sự suy hao trên đường dây với mất mát công suất trongkhoảng 10 dB ÷ 25 dB Chẳng hạn suy hao là 20dB, suy ra tín hiệu ra khỏi máy điệnthoại có giá trị khoảng 3 V đỉnh – đỉnh

Ngưng thoại:

Khi một trong 2 thuê bao gác máy, thì tổng đài nhận biết trạng thái này, cắt thôngthoại cho cả 2 máy đồng thời cấp tín hiệu báo bận cho máy còn lại

Tín hiệu thoại:

Tín hiệu thoại trên đường dây là tín hiệu điện mang các thông tin có nguồn gốc từ

âm thanh trong quá trình trao 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 trên đường dây do bức xạ sóng trên đường dây với cáctần số khác nhau Để đảm bảo tín hiệu điện thoại nghe rõ và trung thực, ngày nay trênmạng điện thoại người ta sử dụng tín hiệu thoại có tần số từ 300 Hz ÷ 3400 Hz

1.3 PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG GIỮATỔNG ĐÀI VÀ MÁY ĐIỆN

THOẠI

1.3.1 Nguyên lý hoạt động

Khi thuê bao nhấc máy làm đóng tiếp điểm chuyển mạch tạo nên một dòng điệnkhoảng 20-80mA chạy trong vòng thuê bao Ở chế độ nhấc máy, điện thế DC rơi trên

Hình 1.3.1: Mô tả đường

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

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

Dial Tone là tín hiệu mời quay số hình sin có tần số 425 ± 25 Hz Khi thuê baonhận biết được tín hiệu Dial Tone, người gọi sẽ hiểu là được phép quay số Người gọibắt đầu tiến hành gửi các xung quay số thông qua việc quay số hoặc nhấn nút chọn

số Tổng đài nhận biết được các số được quay nhờ vào các chuỗi xung quay số phát

ra từ thuê bao gọi Thực chất các xung quay số là các trạng thái nhấc máy hoặc gácmáy của thuê bao

Nếu các đường kết nối thông thoại bị bận hoặc thuê bao được gọi bị bận thì tổngđài sẽ phát tín hiệu báo bận cho thuê bao Tín hiệu này có tần số f = 425 ± 25Hz ngắtnhịp 0,5s có 0,5 s không Tổng đài nhận biết các số thuê bao gọi đến và kiểm tra, xemxét

Nếu số đầu nằm trong tập thuê bao thì tổng đài sẽ phục vụ như cuộc gọi nội đài.Nếu số đầu là số qui ước gọi ra thì tổng đài phục vụ như một cuộc gọi liên đàiqua trung kế và gửi toàn bộ phần định vị số quay sang tổng đài đối phương để giảimã

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

Nếu thuê bao được gọi rảnh, tổng đài sẽ cấp tín hiệu chuông cho thuê bao vớiđiện áp 90VRMS (AC), f = 25Hz, với chu kỳ 3s có 4s không Đồng thời cấp âm hiệu

hồi chuông (Ring Back Tone) cho thuê bao gọi, âm hiệu này là tín hiệu sin, tần số f =

425 ± 25Hz cùng chu kỳ nhịp với tín hiệu chuông gởi cho thuê bao được gọi

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

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

Khi hai thuê bao đang đàm thoại mà 1 thuê bao gác máy, tổng đài nhận biếttrạng thái gác máy này, cắt thông thoại cho cả hai bên, cấp tín hiệu bận (Busy Tone)cho thuê bao còn lại, giải tỏa link để phục vụ cho các đàm thoại khác Khi thuê baocòn lại gác máy, tổng đài xác nhận trạng thái gác máy, cắt âm hiệu báo bận, kết thúcchương trình phục vụ thuê bao

Tất cả hoạt động nói trên của tổng đài điện tử đều được thực hiện một cách hoàntoàn tự động Nhờ vào các mạch điều khiển bằng điện tử, điện thoại viên có thể theodõi trực tiếp toàn bộ hoạt động của tổng đài ở mọi thời điểm nhờ vào các bộ hiển thị,cảnh báo

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

Hệ thống vận hành của điện thoại bàn như sau:

Hình 1.3.2: Sơ đồ vận hành điện thoại bàn

Khi tất cả các máy điện thoại để bàn đều gác tay thoại Lúc này mức áp trênđường dây sẽ là trên dưới 48VDC và không có dòng điện chạy trên đường dây

Khi máy điện thoại A nhấc tay thoại: Nội trở nhỏ của máy sẽ tạo ra dòng điệnchạy trên đường dây, dấu hiệu này sẽ báo cho tổng đài điện thoại điện tử biết máy A

đã nhấc tay thoại Tổng đài điện thoại sẽ gửi tín hiệu mời tín hiệu mời quay số đếnmáy A

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

Nếu máy điện thoại bên A đang đặt ở mode Tone, thì mỗi phím số sẽ tương ứngvới một tín hiệu âm thanh song tần, tín hiệu nhận dạng số này sẽ theo dây nối gửi vềtổng đài điện thoại

Nếu máy điện thoại đặt ở mode Pulse, thì mỗi phím số, mạch điều khiển bànphím sẽ cho ngắt dây nối bằng số lần của phím số Tổng đài sẽ ghi nhận số điện thoại

mà máy A gửi về Tổng đài sẽ tiến hành tìm số điện thoại mà máy A xin liên thông.Nếu tổng đài điện thoại điện tử phát hiện máy B đang bận ( như đang nhấc taythoại), thì tổng đài sẽ phát tín hiệu báo bận đến máy A Tín hiệu báo bận này có dạngSin, tần số khoảng 480Hz ÷620Hz, phát theo nhịp 0.5s ngưng 0.5s (nhịp nhanh)

Nếu tổng đài điện thoại điện tử phát hiện máy B không bận ( chưa nhấc taythoại), thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu báo chuông đến máy B Lúc này bên máy B sẽ đổchuông Cùng lúc tổng đài cũng gửi tín hiệu hồi chuông đến máy A Tín hiệu hồichuông có tần số khoảng từ 440Hz ÷ 480Hz, phát theo nhịp 2s ngưng 4s Tín hiệunày cho biết máy B đang trong trạng thái đổ chuông và chờ người đến nhấc tay thoại.Khi ở máy B đã có người nhấc tay thoại: Lúc này dòng điện chạy trên dây sẽbáo cho tổng đài điện thoại điện tử biết là máy B đã có người đến tiếp nhận Tổng đàiđiện thoại sẽ cho ngắt ngay tín hiệu báo chuông và cho nối dây, tạo sự liên thông giữamáy A và máy B

Bảng 1.2.3: Các tín hiệu thường nghe thấy trên đường dây điện thoại để bàn

Tín hiệu báo bận 480 Hz ÷ 620 Hz Phát theo nhịp 0.5 s ngưng 0.5 s

Tín hiệu đổ chuông 440 Hz ÷ 480 Hz Phát theo nhịp 2 s ngưng 4 s

Tín hiệu hồi chuông 440 Hz ÷ 480 Hz Phát theo nhịp 1 s ngưng 3 s

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

1.4 GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51

AT89C51 là một Microcomputer 8 bit, loại CMOS, có tốc độ cao và công suấtthấp với bộ nhớ Fash có thể lập trình được Nó được sản xuất với công nghệ bộ nhớbay hơi mật độ cao của hãng Atmel, và tương thích với chuẩn công nghiệp của 80C51

và 80C52 về chân và bộ lệnh

Hình 1.4.1: Hình dạng của IC AT89C51

Hình 1.4.2: Sơ đồ khối của AT89C51

Các thành viên của họ MCS-51 (Atmel) có các đặc điểm chung như sau:

Có 4/8/12/20 Kbyte bộ nhớ FLASH ROM bên trong để lưu chương trình Nhờvậy,Vi điều khiển có khả năng nạp xoá chương trình bằng điện đến 10000 lần

128 Byte RAM nội

4 Port xuất/nhập 8 bit

Từ 2 đến 3 bộ định thời 16-bit

Có khả năng giao tiếp truyền dữ liệu nối tiếp

Có thể mở rộng không gian nhớ chương trình ngoài 64KByte (bộ nhớ ROMngoại): khi chương trình do người lập trình viết ra có dung lượng lớn hơn dung lượng

bộ nhớ ROM nội, để lưu được chương trình này cần bộ nhớ ROM lớn hơn, cách giảiquyết là kết nối Vi điều khiển với bộ nhớ ROM từ bên ngoài (hay còn gọi là ROMngoại) Dung lượng bộ nhớ ROM ngoại lớn nhất mà Vi điều khiển có thể kết nối là64Kbyte

Có thể mở rộng không gian nhớ dữ liệu ngoài 64KByte (bộ nhớ RAM ngoại)

Bộ xử lí bit (thao tác trên các bit riêng rẽ) 210 bit có thể truy xuất đến từng bit

1.4.1 Sơ lược về chức năng các chân của AT89C51

AT89C51 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập Trong đó có

24 chân có tác dụng kép, mỗi đường có thể hoạt động như các đường xuất nhập hoặcnhư các đường điều khiển hoặc là thành phần của bus dữ liệu và bus địa chỉ

Hình 1.4.3: Sơ đồ chân của AT89C51

 Port 0:

Port 0 là port có hai chức năng ở các chân từ 32-39 Trong các thiết kế cỡ nhỏkhông dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường xuất nhập Đối với cácthiết kế lớn có bộ nhớ mở rộng, port 0 trở thành bus địa chỉ và bus dữ liệu đa hợp.

 Port 1:

Port 1 có công dụng xuất nhập ở các chân từ 1-8 trên 89C51 Các chân được kýhiệu là P1.0, P1.1, P1.2,…P1.7, có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoàinếu cần Port 1 không có chức năng khác vì vậy nó chỉ dùng cho giao tiếp với cácthiết bị bên ngoài (chẳng hạn ROM, RAM…)

Bảng 1.4.1: Chức năng của các chân port 3

P3.0 RXD Ngõ vào dữ liệu cho phép

P3.1 TXD Ngõ ra dữ liệu nối tiếp

P3.2 INT0\ Ngõ vào ngắt ngoài thứ 0

P3.3 INT1\ Ngõ vào ngắt ngoài thứ 1

P3.4 T0 Ngõ vào của bộ định thời/đếm thứ 0

P3.5 T1 Ngõ vào của bộ định thời/đếm thứ 1

P3.6 WR\ Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài

P3.7 RD\ Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

 Ngõ tín hiệu PSEN\ (Progam store enable):

PSEN\ là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình

mở rộng và thường được nối với chân OE\ (output enable) của EPROM cho phép đọccác byte mã lệnh

PSEN ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh Các mã nhị phân của chương trìnhđược đọc từ EPROM qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi bên trong 89C51đểgiải mã lệnh Khi thi hành chương trình trong ROM nội thì PSEN\ sẽ ở mức 1

 Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address latch enable):

89C51 sử dụng chân 30, chân xuất tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để giải đa hợpbus dữ liệu và bus địa chỉ Khi port 0 được sử dụng làm bus địa chỉ/bus dữ liệu đahợp, chân ALE xuất tín hiệu để chốt địa chỉ

Chân ALE còn được dùng làm ngõ vào xung lập trình cho EPROM trong 89C51

 Ngõ tín hiệu EA\ (External Access: truy xuất dữ liệu bên ngoài)

Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0 Nếu ở mức 1thì 89C51 thi hành chương trình trong ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 4k Nếu ởmức 0 (và chân PSEN\ cũng ở mức 0) thì 89C51 thi hành chương trình từ bộ nhớngoài

Chân EA\ được lấy làm chân cấp nguồn 21v lập trình cho EPROM trong 89C51

RAM bên trong 89C51 được phân chia như sau:

- Các Bank thanh ghi có địa chỉ 00H ÷ 1FH

- RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ 20H ÷ 2FH

- RAM đa dụng có địa chỉ 30H ÷ 7FH

- Các thanh ghi có chức năng đặc biệt 80H ÷ FFH

Hình 1.4.4: Bản đồ bộ nhớ của 89C51

1.4.3 Các thanh ghi

 Thanh ghi từ trạng thái chương trình PSW ( Program Status Word )

Công dụng : cho biết trạng thái làm việc của CPU , mỗi bit của PSW có 1 chứcnăng Địa chỉ byte : D0H , địa chỉ bit : D0H – D7H

Từ trạng thái chương trình ở địa chỉ D0H chứa các bit trạng thái như bảng tóm tắtsau:

Bảng 1.4.2: Các bit trạng thái của thanh ghi PSW

 Thanh ghi con trỏ SP:

Là 1 thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H chỉ địa chỉ của dữ liệu đang ở đỉnh SP

 Thanh ghi con trỏ dữ liệu DPTR:

Được dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài hoặc bộ nhớ dữ liệu bênngoài DPTR là thanh ghi 16 bit có địa chỉ là 82H(DPL,byte thấp) và 83H (DPH,bytecao)

 Các thanh ghi port xuất nhập:

Các port của 89c51 bao gồm port 0 ở địa chỉ 80H, port 1 ở địa chỉ 90H, port 2 ởđịa chỉ A0H và port 3 ở địa chỉ B0H Tất cả các port đều được địa chỉ hoá từng bit.Điều đó cùng cấp một khả năng giao tiếp thuận lợi.

 Thanh ghi TMOD:

M1,M0 : chọn mode đếm của bộ timer/counter

Bảng 1.4.4: Chức năng của mode đếm M1,M0

0 0 Mode 0 timer/counter 13 bit

0 1 Mode 1 timer/counter 16 bit

1 0 Mode 2 bộ định thời tự độ nạp lại

1 1 Mode 3 bộ định thời tách ra

Gate :cổng

Gate=0 bộ định thời chạy khi TRx=1(x=0,x=1)

Gate=1 bộ định thời chạy khi TRx=1(x=0,x=1) và chân INTRx\ =1

 Thanh ghi TCON:

Thanh ghi điều khiển timer có định địa chỉ bit ở địa chỉ 88h trên 89S51

Bảng 1.4.5: Vị trí các bit trong thanh ghi TCON

TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0

TR0,TR1: điều khiển bộ định thời Nếu=1 thì bộ định thời chạy, ngược lại bộ địnhthời ngưng chạy

TF0,TF1: cờ tràn của bộ định thời Nếu = 1 thì bộ đếm tràn, ngược lại bộ đếm chưatràn

IE0, IE1: cho phép ngắt ngoài tác động

IT0,IT1=0 tác động bằng mức, ngược lại tác động bằng cạnh

 Thanh ghi THx,TLx:

Chứa kết quả của bộ định thời timer/counter

 Thanh ghi ngắt IE:

Không định địa chỉ bit có địa chỉ là A8H trên 89S51

Bảng 1.4.6: Vị trí các bit trong thanh ghi IE

EA: cho phép hoặc không cho phép ngắt tất cả

ET2 cho phép timer T2 ngắt khi tràn

ES: cho phép ngắt của port nối tiếp

ET1: cho phép ngắt của timer T1

ET0: cho phép ngắt của timer T0

EX1: cho phép ngắt ngoài thứ 1

EX0: cho phép ngắt ngoài thứ 0

Cho phép =1, không cho phép =0

ra với thời hằng chính xác Bộ lọc Call Progress cho phép bộ vi xử lý phân tích cáctone trạng thái đường dây Bus chuẩn của nó kết hợp MPU và đặc biệt thích hợp họ

6800 của Motorola MT8888 có 5 thanh ghi bên trong để giao tiếp với vi xử lý, có thểchia làm 3 loại:

Nhận phát dữ liệu: 2 thanh ghi

Thanh ghi trạng thái

Nhận từ điều khiển: 2 thanh ghi

Sơ đồ khối bên trong IC MT8888

MT8888 bao gồm bộ thu DTMF chất lượng cao (kèm bộ khuếch đại) và một bộtạo DTMF sử dụng Burst Counter giúp cho việc tổng hợp đóng ngắt Tone được chínhxác Ngoài ra ta có thể chọn chế độ Call Progress để giúp phát hiện các tần số nằmtrong giải thông thoại Đó là các tín hiệu trạng thái đường dây.

Bảng 1.5.1 : Chức năng các chân của IC MT8888

3 GS Chọn độ lợi cho bộ khuếch đại OP – AMP

4 VREF Đầu ra điện áp tĩnh VDD/2 được dùng để cân bằng tĩnh ở đầu vào

9 WR\ Chân ra để CPU điều khiển trực tiếp viết dữ liệu

10 CS\ Ngõ vào chip Select, tác động mức thấp

12 RD\ Chân để CPU điều khiển trực tiếp đọc dữ liệu

Yêu cầu ngắt gởi tới MPU (Chân cực máng hở) Khi Mode CallProgress (CP)và Mode Interrupt cùng được chọn, chân IRQ/CP sẽđưa ra dạng sóng hình chữ nhật đặc trưng cho tín hiệu đầu vàoOP.AMP với điều kiện tín hiệu đầu vào này phải nằm trong dải thôngcủa bộ lọc thông dải

14÷17 D0-D3 Data Bus

(Early Steering Output) Cho ra mức logic 1 khi phát hiện được mộtcặp tone hợp lệ Bất kì trạng thái nào không có tín hiệu hợp lệ đềucho ra logic 0

19 St/GT (Steering Output/ Guard Time Output 2 chiều) Một cặp điện áp lớn

hơn VEST khi xuất hiện tại ST làm cho thiết bị ghi nhận cặp tone vàtruy cập bộ chốt ngõ ra.Một điện áp nhỏ hơn VEST giải phóng thiết

bị để thu nhận cặp tone mới Ngõ ra GT làm nhiệm vụ reset mạchđịnh thời bên ngoài Trạng thái của nó là một hàm của VEST theo

điện áp tại chân ST.

20 VDD Nguồn cung cấp dương (cỡ 5V)

 Bộ thu:

Hai bộ lọc băng thông bậc 6 giúp tách các tone trong các nhóm tone LOW vàHIGH Đầu ra mỗi bộ lọc điện dung giúp nắn dạng tín hiệu trước khi qua bộ hạnbiên Việc hạn biên được đảm nhiệm bởi bộ so sánh (Comparator) có kèm theo bộ trễ

để tránh chọn lầm tín hiệu mức thấp không mong muốn Đầu ra của bộ so sánh cho tacác dao động có mức logic tại tần số DTMF thu được

Tiếp theo phần lọc là bộ giải mã sử dụng kỹ thuật đếm số để kiểm tra tần số củacác tone thu được và bảo đảm chúng tương ứng với các tần số DTMF chuẩn Một kỹthuật lấy trung bình phức giúp loại trừ các tone giả tạo thành do tiếng nói trong khivẫn đảm bảo một khoảng biến động cho tone thu do bị lệch Khi bộ kiểm tra nhậndạng được hai tone đúng thì đầu ra “early steering” (EST) sẽ lên mức kíchhoạt( Active) Lúc không nhận được tín hiệu tone thì EST sẽ ở mức Inactive

Bảng 1.5.2: Bảng mã hóa các tín hiệu quay số DTMF

F LOW F HIGH DIGIT D 3 D 2 D 1 D 0

Trước khi thu nhận một cặp tone đã giải mã, bộ thu phải kiểm tra xem thời hằngcủa tín hiệu có đúng không Việc kiểm tra này được thực hiện bởi một bộ RC mắcngoài Khi Est lên HIGH làm cho Vc tăng lên khi tụ xả Khi mà Est vẫn còn HIGHtrong một thời đoạn hợp lệ( tone) thì Vc tiến tới mức ngưỡng VSTt của logic Steering

để nhận một cặp tone và chốt 4 bit mã tương ứng với nó vào thanh ghi Receive DataRegister Lúc này, đầu ra GT được kích hoạt và đẩy Vc lên tới VDD Cuối cùng saumột thời gian delay ngắn cho phép việc chốt Data thực hiện xong thì cờ của mạchSteering lên HIGH báo hiệu rằng cặp tone thu được đã được lưu vào thanh ghi Ta cóthể kiểm tra bit tương ứng trong thanh ghi trạng thái Nếu ta cho Mode Interrupt thìchân IRQ/CP sẽ xuống LOW khi cờ này được kích hoạt Dữ liệu thu được sẽ đi raDatabus (2 chiều) khi thanh ghi Receive Data được đọc Mạch steering lại hoạt độngnhưng theo chiều ngược lại để kiểm tra khoảng dừng giữa hai số được quay Vì vậy

bộ thu vừa bỏ qua tín hiệu quá ngắn không hợp lệ vừa không chấp nhận các khoảngngắt quá nhỏ không thể coi là khoảng dừng giữa các số Chức năng này cũng như khảnăng chọn thời hằng Steering bằng mạch ngoài cho phép người thiết kế điều chỉnhhoạt động cho phù hợp với các đòi hỏi khác nhau của từng ứng dụng

Hình 1.5.2: Mạch Steering

 Bộ lọc thoại:

Mode Call Progress khi được chọn thì cho phép kiểm tra các tone khác nhau thểhiện trạng thái đường dây Đầu vào của Call Progress và mode tone DTMF là chungnhưng tone Call Progress chỉ có thể kiểm tra nếu ta chọn mode CP DTMF tone lạikhông thể nhận dạng được nếu ta chọn mode CP

Các tần số đưa đến đầu vào +IN và –IN nằm trong giới hạn băng thông chấp nhậncủa bộ lọc (280-550 Hz) sẽ đưa qua bộ so sánh có độ lợi cao và đến chân IRQ/CP.Dạng sóng ở đầu ra tạo bởi mạch trigger có thể phân tích bởi vi xử lý để xác định tínhchất của các tone trạng thái đường dây Các tần số trong vùng loại bỏ sẽ không đượckiểm tra và như vậy sẽ không có tín hiệu nào ở chân IRQ/CP khi gặp các tần số này

 Bộ phát DTMF:

Bộ phát DTMF trong MT8888 có khả năng tạo tất cả 16 cặp tone DTMF chuẩnvới nhiễu tối thiểu và độ chính xác cao Tất cả tần số này đều lấy từ dao động thạchanh 3.579545 MHz mắc ngoài Dạng sóng sin của từng tone được tổng hợp số bằngcách sử dụng bộ phận chia hàng và cột tổng hợp được, và bộ biến đổi D/A biến dung.Các tone hàng và cột được trộn lại và lọc để cho ra tín hiệu DTMF với ít hài và độchính xác cao Để phát một tín hiệu DTMF thì dữ liệu tương ứng với dạng mã ở bảng

1 sẽ phải được viết vào thanh ghi Transmit Data Chú ý rằng mã phát này phải tươngứng với mã nhận Các tone riêng lẻ được phân thành hai nhóm là: nhóm thấp vànhóm cao (low và high)

Tuy nhiên khi CP mode (Call Progress Mode) được chọn thì một thời hằng đóngngắt thứ hai là 102ms ± 2ms sẽ được sử dụng Chú ý rằng khi CP mode và burstmode cùng được chọn thì MT8888 chỉ hoạt động ở chế độ phát mà thôi Trong mộtứng dụng nào đó khi ta cần một khoảng thời gian đóng ngắt khác (không theo chuẩn)thì phải dùng vòng lặp phần mềm hay một bộ định bên ngoài và tắt chế độ BusrtMode đi IC MT8888 khi khởi động sẽ mặc nhiên chọn chế độ DTMF mode và Burstmode đồng thời

 Tạo Tone đơn (Single Tone):

Chế độ tạo tone đơn được dùng khi ta chỉ muốn tạo một tone nào đó trongnhóm thấp hoặc cao Chế độ này dùng để kiểm tra thiết bị DTMF và để tính toánnhiễu, và được chọn thanh ghi Control Register B

Mạch Clock tần số có tần số cộng hưởng là 3.579545 MHz Một nhóm ICMT8888 có thể nối chung lại với nhau dùng chung một dao động thạch anh.

Hình 1.5.3: Mạch Clock DTMF

 Bộ giao tiếp với vi xử lý:

MT8888 sử dụng một bộ giao tiếp vi xử lý cho phép điều khiển một cách chínhxác với chức năng thu và phát Có tổng cộng 5 thanh ghi chia làm ba loại: Thanh ghi

dữ liệu thu /phát, thanh ghi điều khiển thu /phát và thanh ghi trạng thái Có hai thanhghi dữ liệu: thanh ghi Receive data chứa mã xuất ra của cặp tone DTMF hợp lệ gầnnhất và là thanh ghi chỉ đọc Data đưa vào thanh ghi Transmit Data sẽ qui định cặptone nào được phát đi, Data chỉ có thể được vào thanh ghi này

Điều khiển thu phát tone được đảm nhận bởi 2 thanh ghi Control Register A vàControl Register B( RA và CRB) có cùng một địa chỉ Muốn ghi vào thanh ghi CRBthì trước đó phải có set một bit tương ứng ở CRA Chu kỳ ghi kế tiếp vào cùng địachỉ với CRA sẽ cho phép truy cập tới CRB Và chu kỳ ghi kế tiếp nữa sẽ trở lại CRA.Khi cấp điện, mạch điện reset nội sẽ xóa các thanh ghi điều khiển Tuy vậy, để ngănngừa thì chương trình phần mềm nên có một dòng lệnh để kích khởi các thanh ghinày Giả sử rằng thanh ghi phát rỗng sau khi reset, ta xem qua các bảng bên dưới đểthấy rõ chi tiết về các thanh ghi điều khiển Chân IRQ/CP có thể được lập trình saocho nó có thể cung cấp tín hiệu yêu cầu ngắt sau khi nhận xung DTMF hợp lệ hay khi

bộ phát đã sẵn sàng cho data kế tiếp (chỉ trong Burst mode) Chân IRQ/CP là ngõ racực máng hở và vì thế cần có một điện trở kéo lên

Thanh ghi nhận data chứa mã lệnh xuất của giá trị cuối cùng cặp tone DTMFđược giải mã và chỉ là thanh ghi đọc data vào Tín hiệu data vào trong thanh ghi phát

sẽ được định rõ với cặp tone nào mà được phát sinh ra Data chỉ có thể được viết vớithanh ghi phát

Hai thanh ghi điều khiển CRA và CRB chỉ chiếm chỗ trong một khoảng địa chỉtương ứng ghép ghi với CRB có thể được thực hiện bằng cách đặt dành riêng bittrong CRA phép ghi tiếp theo tới địa chỉ tương tự sẽ được trực tiếp đưa tới CRB vàtiếp theo sau cho chu kỳ ghi sẽ được trực tiếp trở lại CRA.

Bảng 1.5.3: Cách truy cập thanh ghi

Bảng 1.5.4: Trạng thái thanh ghi CRA

Bảng 1.5.5: Chức năng CRA (Control Register A)

Mức logic 1 cho phép tone được phát ra Chức năng này

có thể được thực hiện trong Busrt mode hoặc None –Busrt mode

Chọn mode DTMF (mức 0) cho phép thu và phát toneđồng thời Khi chọn mode CP (mức1 bộ lọc dãi bậc6) được kích hoạt cho phép kiểm tra các tone trạngthái đường dây( call progress tone) Các tone này nếunằm trong dãi thông qui định thì được thể hiện ở chânIRQ/CP ở dạng sóng hình chữ nhật nếu bit IRQđược chọn (CRA, B2=1)

ENABLE

Logic 1 cho phép mode Interrup Khi mode này mứctích cực và mode DTMF được chọn (CRA, 1=0), ngõ raIRQ/CP sẽ bị kéo xuống mức 0 khi:

+ Một tín hiệu DTMF hợp lệ được nhận và đã hiện hữuđược trong khoảng thời gian an toàn

+ Bộ phát sẵn sàng cho data kế tiếp( chỉ trong Busrtmode).

SELECT

Logic 1 cho phép CRB trong chu kỳ ghi kế tiếp trêncùng địa chỉ này Chu kỳ ghi kế sau nữa sẽ trở lại ghivào CRA

Bảng 1.5.6: Trạng thái thanh ghi CRB

COLUMN/ROW

TONE\

SINGLE/DUAL

Bảng 1.5.7: Chức năng CRB (Control Register B)

Cho phép chọn Test Mode (logic 1) Khi đó chân IRQ/CP sẽ xuất hiệntín hiệu Steering được làm trễ từ bộ thu DTMF DTMF Mode phảiđược chọn (CRA, B1=0) trước khi Test Mode được kích hoạt

Mức logic 0 cho phép tín hiệu Dual Tone Multi Frequency Logic 1chọn chế độ tone đơn (single tone) cho phép tạo ra một tone nhóm thấphoăc nhóm cao dựa vào trạng thái của bit B3 trong thanh ghi CRB

Sử dụng với bit B2 ở trên Bộ phát có thể được chọn để phát tần số nằmtrên hàng hay cột và mức logic 1 sẽ chọn tần số cột, mức logic thấp chophép chọn hàng

Bảng 1.5.8: Thanh ghi trạng thái

Bị xóa sau khi thanh ghitrạng thái được đọc hay khichọn None_Burst Mode

B2 Thanh ghi dữ

liệu thu đầy

Dữ liệu hợp lệ đangnằm trong thanh ghi dữliệu thu

Bị xóa sau khi thanh trạngthái được đọc

B3 Delay

Steering

Được lập khi phát hiệnthấy sự không xuất hiệnkhông hợp lệ của tínhiệu DTMF

Bị xóa sau khi phát hiện tínhiệu DTMF hợp lệ

1.6 KHẢO SÁT IC GHI ÂM KỸ THUẬT SỐ ISD2560