Đồ án Báo động qua đường dây điện thoại

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

MỞ ĐẦU

Trong cuộc sống công nghiệp hiện nay, với tất cả những phương tiện phục vụ

cho nhu cầu của con người đang ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Ngoài ra

con người cũng chú trọng đến vấn đề an toàn trong gia đình khi cuộc sống của họ

ngày càng nâng cao hơn. Cũng như việc đảm bảo an toàn trong việc cất giữ tài sản,

tài liệu mật trong công sở,…rất quan trọng. Để đảm bảo được việc đó người ta

phải sử dụng hệ thống báo động. Chính vì dựa vào những nhu cầu thiết thực đó mà

chúng em đã chọn đề tài “ Báo động qua đường dây điện thoaị” để làm đề tài tìm

hiểu cho đồ án tốt nghiệp. Trong suốt thời gian tìm hiểu đề tài chúng em đã cố

gắng để hoàn thành tốt đề tài của mình. Tuy nhiên chúng em vẫn còn nhiều thiếu

sót chưa hoàn chỉnh cho lắm, mong các thầy cô trong hội đồng phản biện góp ý

thêm để chúng em lấy đó làm kinh nghiệm cho mình.

Qua đây chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Thành Danh đã nhiệt

tình hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp.

Đồng thời chúng em cũng rất chân thành cảm ơn đến thầy Trần Minh Hồng

đã tạo điều kiện cho chúng em trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp.

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

.............................................................…………………………………………………………………………………

…...………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………................................................................................................

...................................................................................................................................

..................................................

Tp.HCM, ngày tháng năm

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

…………………………………………………………………………………...………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………............…………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

Tp.HCM, ngaøy thaùng naêm

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

PHẦN I

TỔNG ĐÀI

CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT TỔNG ĐÀI

I. TẦM QUAN TRỌNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA BÁO ĐỘNG QUA ĐƯỜNG

DÂY ĐIỆN THOẠI.

Đất nước ta hiện nay đang trên đà phát triển và hội nhập với nền kinh tế thế

giới. Một đất nước phát triển thì trình độ văn hóa và đời sống vật chất, tinh thần

của người dân được nâng cao hơn, việc sử dụng điện thoại để liên lạc là điều cần

thiết và đã trở nên quá thông dụng của người dân. Ngoài những vấn đề đó cung

ứng cho cuộc sống của người dân thì vấn đề an ninh cũng luôn là hàng đầu, không

những đối với quốc gia mà còn của cả các doanh nghiệp sản xuất cũng như của

người dân luôn được quan tâm đến. Chính vì thế mà biện pháp báo động trong gia

đình, doanh nghiệp và những nơi khác được mọi người chú ý đến nhằm đảm bảo

sự an toàn cho chính bản thân họ, tài sản của chính họ (hoặc của bất kỳ quốc gia

nào.)

Lúc này ta càng thấy sự cần thiết của các phương tiện báo động khi xãy ra

trộm hay hỏa hoạn, những lúc mà họ không có mặt ở tại hiện trường thì vấn đề

báo động cho họ phải làm cách nào? Với việc sử dụng điện thoại thông thường thì

báo động qua đường dây điện thoại sẽ làm công việc giúp họ biết được tình trạng

của nơi họ lắp đặt hệ thống báo động khi xảy ra sự cố để kịp thời giải quyết cũng

như tránh được những mất mát về người và của có thể xảy ra.

II. CÁC DẠNG BÁO ĐỘNG.

Dựa vào ứng dụng ta có thể chia ra hai cách báo động. Báo động tại chỗ và

báo động từ xa.

1. Báo động tại chỗ.

Ta có thể sử dụng các thiết bị điện có công suất lớn để phát báo động tại chỗ.

Nó được ứng dụng nhiều cho các thiết bị dân dụng.Dùng báo động tại chỗ cho mọi

người xung quanh biết để giải quyết tình huống.

2. Báo động từ xa.

Ta có thể sử dụng đường dây điện thoại thông thường để phát báo động khi

người chủ đi vắng hoặc báo động cho cơ quan chức năng biết(chẳng hạn như

PCCC hay công an nơi đang sống) .

III. Ý TƯỞNG THIẾT KẾ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐÔNG.

Trong đời sống của chúng ta luôn tồn tại những khu vực rất dễ bị cháy, nên

việc lắp đặt ,các hệ thống báo cháy có tầm quan trọng hết sức to lớn. Nó giúp ta

phát hiện nhanh chóng ,chữa cháy kịp thời ở thời kỳ đầu của vụ cháy đem lại sự

bình yên cho mọi người, bảo vệ tài sản cho nhân dân, nhà máy, xưởng sản xuất.

Ngày nay, việc phát hiện kẻ trộm đột nhập vào nhà, vào các kho chứa hàng,

vào các ngân hàng, những nơi cất những tài sản quí hiếm, những tài liệu mật … là

rất cần thiết đối với mọi người dân, các cơ quan chức năng, các ngân hàng … Nếu

ta chỉ sử dụng hệ thống báo trộm tại chỗ thì kẻ trộm có thể tìm cách khống chế tắt

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

tất cả các hệ thống báo động tại chỗ, làm cho chúng ta không phát hiện được hoăc

chúng ta đi xa thì hệ thống báo động tại chỗ cũng không có tác dụng. Nếu chúng ta

dùng mạng điện thoại để báo động khi có kẻ trộm đột nhập thì rất có hiệu quả.

Thông qua mạng điện thoại thì hệ thống báo động sẽ tự động quay số báo động đến

các cơ quan chức năng và những người có liên quan để xử lý kịp thời dù chúng ta

không có mặt ở hiện trường.

Ngày nay, đa số mọi nhà đều đã có điện thoại nên việc thiết kế một hệ thống

báo động qua line điện thoại là hoàn toàn có khả năng ứng dụng rộng rãi được.Dựa

vào đường truyền điện thoại, ta thiết kế mạch báo động ,với sự kết hợp của vi điều

khiển và IC chuyên dụng có khả năng lưu giọng nói và phát ra, qua line điện thoại

đến báo động cho các người ở đầu dây điện thoại. Hệ thống này có khả năng báo

động cho chúng ta khi có sự cố xảy ra ( cháy hoặc trộm) tại nơi chúng ta đặt báo

động. Mạch báo động được mắc song song với đường dây điện thoại.

CHƯƠNG II: MẠNG ĐIỆN THOẠI

I/ TÌM HIỂU VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI.

1. Phân loại theo công nghệ.

a.Tổng đài nhân công.

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

Tổng đài nhân công ra đời từ khi mới bắt đầu hệ thống

thông tin điện thoại. trong tổng đai, việc định hướng thông

tin được thực hiện bằng sức người. Nói cách khác, việc kết nối điện thoại cho thuê

bao được thực hiện bằng thao tác trực tiếp của con người (gọi là điện thoại viên).

Nhược điểm của tổng đài nhân công:

- Thời gian kết nối lâu.

- Dễ nhầm lẫn.

- Với dung lượng lớn, kết cấu và thiết bị của tổng đài phức tạp và có

nhiều điện thoại viên làm cùng một lúc mới đẩm bảo thông thoại cho

các thuê bao liên tục.

b. Tổng đài tự động: gồm có

- Tổng đài cơ điện.

- Tổng đài điện tử.

+ Tổng đài cơ điện:

Kỹ thuật chuyển mạch trong tổng đài cơ điện nhờ vào các bộ chuyển mạch cơ

khí, được điều khiển bằng các mạch điện tử, bao gồm :

- Chuyển mạch quay tròn.

- Chuyển mạch từng nấc (Step by Step)

- Chuyển mạch ngang dọc.

Trong tổng đài cơ điện, việc nhận dạng thuê bao gọi, xác định thuê bao bị

gọi, cấp âm hiệu, kết nối thông thoại đều được thực hiện một cách tự động nhờ các

mạch 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 thoại viên.

Tuy nhiên ttổng đài cơ điện có những nhược điểm sau

:

+ Thiết bị cồng kềnh.

+ Tốn nhiều năng lượng.

+ Điều khiển kết nối phức tạp.

Các nhược điểm này càng thể hiện rõ khi dung lượng tổng đài khá lớn.

c.Tổng đài điện tử.

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

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

mạch. Trong tổng đài điện tử, các bộ chuyển mạch bằng bán dẫn thay thế các bộ

chuyển mạch cơ khí của tổng đài cơ điện làm cơ cấu tổng đài gọn nhẹ đi nhiều,

thời gian kết nối thông thoại nhanh hơn, năng lượng tiêu tán ít hơn. Tổng đài điện

tử có ưu điểm lớn là 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 .

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

+ Tổng đài nội bộ PABX (Private Automatic Branch Exchange): được sử

dụng trong các cơ quan, khách sạn và chỉ sử dụng các trung kế CO-LINE.

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

+ Tổng đài nông thôn RE (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu

dân cư đông, chợ…và có thể sử dụng các loại trung kế.

+ Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): dùng đặt ở trung tâm huyện, tỉnh

và sử dụng các loại trung kế.

+ Tổng đài đường dài TE (Toll Exchange): dùng để kết nối các tổng đài nội

hạt ở các tỉnh khác nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước, không

có mạch thuê bao.

+ Tổng đài cửa ngõ quốc tế (Gate Way exchange) : tổng đài này được dùng

chọn hướng và chuyển mạch cuộc goi vào mạng quốc tế. Để nối các mạng quốc

gia với nhau có thể chuyển quá giang các cuộc gọi.

- Mạng điện thoại ở Bắc Mỹ sử dụng năm mức (hoặc cấp). Tổng đài chính

hay các đài chuyển mạch (Switching center). Mức cao nhất là cấp một, là trung

tâm miền, đài cấp năm có mức thấp nhất là đài cuối kết nối thuê bao.

3. Chuyển mạch mạch.

Chuyển mạch mạch là kỹ thuật quan trọng cho cả truyền thông thoại và dữ

liệu, hiện nay vẫn còn áp dụng trong mạng điện thoại. Truyền thông qua chuyển

mạch mạch là có đường truyền thông riêng được thiết lập giữa hai trạm muốn trao

đổi thông tin.

4.Vòng nội bộ và tín hiệu báo hiệu trên đường dây thuê bao.

a. Vòng nội bộ.

Vòng nội bộ của thuê bao là một đường hai dây cân bằng nối với đài cuối,

trở kháng đặc tính khoảng 500 đến 1000 (thường là 600  ).

Một nguồn chung của đài cuối cung cấp nguồn 48 VDC cho mỗi vòng thuê

bao. Hai dây dẫn được nối với tip và ring- thuật ngữ dùng để mô tả jack điện thoại.

Hình 3 minh họa vòng nội bộ và jack cắm điện thoại. Đường ring có điện thế –48

VDC đối với tip. Tip được nối đất (chỉ đối với DC) ở đài cuối.



+ tip

48V

_ ring

Khi thuê bao nhấc máy (off-hook) làm đóng tiếp điểm chuyển mạch, tạo

nên một dòng điện xấp xỉ 20 mADC chạy trong vòng thuê bao. Ở chế độ off-hook,

điện thế DC rơi trên đường dây giữa tip và ring khoảng 12V ở thiết bị đầu cuối của

thuê bao điện thoại.

Tín hiệu thoại âm tần được truyền trên mỗi hướng của đường dây khi có

sự thay đổi nhỏ của dòng điện vòng. Sự thay đổi của dòng điện gồm tín hiệu AC

chồng chập với dòng điện vòng DC.

b. Các tín hiệu báo hiệu của tổng đài.

+ Tín hiệu chuông (Ring Tone).

Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều hình sin thường có tần số 25Hz.

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

Tuy nhiên nó có thể cao đến 60Hz hoặc 16Hz. Điện áp của tín hiệu chuông cũng

thay đổi từ 40V_RMSđến 130V_RMS, thường là 90V_RMS. Tín hiệu chuông được gởi

đến theo dạng xung, thường là 1 giây có 2 giây không. Hoặc có thể thay đổi tùy

tổng đài.

1s

2s

+ Tín hiệu mời quay số (Dial Tone).

Đây là tín hiệu hình sin tần số f = 425Hz  25Hz, biên độ sấp xỉ 3V trên

nền DC 4V, phát liên tục.

+ Tín hiệu báo bận (Busy Tone).

Tín hiệu báo bận là tín hiệu hình sin, tần số f = 425V  25Hz, biện độ

khoảng 3V trên nền DC 4V ngắt quãng 0.5 giây có 0.5 giây không.

0,5s

+ Tín hiệu hồi âm chuông (Ring Back Tone).

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

Tín hiệu hồi âm chuông là tín hiệu hình sin tần số f = 425Hz  25Hz, biên

độ khoảng 3V trên nền DC 4V ngắt quãng 1 giây có, 2 giây không.

2s

4s

4V

+ Gọi sai số.

Nếu bạn gọi sai số nhầm một số mà đó không tồn tại thì bạn sẽ nhận được

một tín hiệu xung có chu kỳ 1Hz và tần số từ 200Hz đến 400hz. Hoặc đối với các

hệ thống điện thoại ngày nay bạn sẽ nhận được câu thông báo bằng lời nói “ Số

máy quý khách vừa gọi không có thực, mời quý khách kiểm tra lại hoặc gọi số

145”.

+ Các kiểu quay số.

Khi tổng đài cuối phát hiện trạng thái of hook, xung mời quay số (Dial

tone) được phát đến vòng thuê bao, đồng thời tổng đài nhận các số của vòng thuê

bao được gọi. Tín hiệu báo có thể dùng xung (Đĩa quay số) hoặc mỗi số có thể mã

hóa tần số bằng cách sử dụng các cặp tần số hoặc xung đặc biệt. Phương pháp

thích hợp cho việc quay số bằng phím bấm (Tuioch Tone) là DTMF (Dial Tone

Multi Frequency) quay bằng xung tần số kép.

+Phương pháp quay số pulse.

Tín hiệu quay số là chuỗi xung vuông, tần số chuỗi dự án = 10Hz,số điện

thoại bằng số xung ra, riêng số 0 sẽ là 10 xung, biên độ ở mức cao là 48v, ở mức

thấp là 10v, dạng sóng được cho ở hình dưới:

a

b

c

48v

10v

0v

Dạng sóng quay số kiểu PULSE

a: chu kỳ làm việc (thời gian 48v)

b: thời gian ở 10v, ta có a/b = 66/33 = 2

c: khoảng thời gian giữa 2 lần quay số trong một cuộc gọi

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

Số xung trên một giây 10 – 20 pulse/s

+ Phương pháp quay số dang DTMF.

Khi sử dung DTMF để quay số, các số được mã hóa với cặp tần số riêng

biệt được phát đồng thời với mỗi số. Mỗi cặp tần số xuất hiện tối thiểu 40ms, thời

gian tối thiểu giữa các số là 60ms. Sai số cho phép của mỗi cặp tần số là 1.5%.

Quay số bằng phím bấm có thể nhanh hơn 10 lần so với quay bằng đĩa quay.

Quay số kiểu Pulse chậm nên hiện nay ít được sử dụng:

Phím số

Nhóm f_thấp

Nhóm f_cao

1

2

3

4

5

6

7

8

9

*

0

#

A

B

C

D

697Hz1,5%

770Hz1,5%

852Hz1,5%

941Hz1,5%

697Hz1,5%

770Hz1,5%

852Hz1,5%

941Hz1,5%

1209Hz1,5%

1336Hz1,5%

1447Hz1,5%

1209Hz1,5%

1336Hz1,5%

1447Hz1,5%

1209Hz1,5%

1336Hz1,5%

1447Hz1,5%

1029Hz1,5%

1336Hz1,5%

1447Hz1,5%

1336Hz1,5%

1663Hz1,5%

Bảng : các cặp tần số DTMF

CHƯƠNG III: MÁY ĐIỆN THOẠI

I. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI.

1. Nguyên lý thông tin điện thoại.

Thông tin điện thoại là quá trình tiếng nói từ xa đến nơi khác, bằng dòng

điện qua máy điện thoại. Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của các mạng thông

tin điện thoại.

2. Sơ đồ mạch điện.

Mạch điện thoại đơn giản gồm:

- Ống nói.

- Ống nghe.

- Nguồn điện

- Đường dây.

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

Hình. Sơ đồ máy điện thoại đơn

a. Nguyên lý hoạt động.

Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm thanh của tiếng

nói sẽ tác động tương ứng trong mạch. Dòng điện biến đổi này được truyền qua

đường dây tới ống nghe của máy bị gọi, làm cho màng rung của ống nghe dao

động, lớp không khí trước màng rung dao động theo phát ra âm thanh tác động đến

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

b. Những yêu cầu cơ bản về máy điện thoại.

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

đường điện, trên đường dây chỉ có tín hiệu chuông.

Khi đàm thoại bộ phận phát và tiếp nhận tín hiệu chuông phải được tách

rời đường điện, trên đường dây chỉ có dòng điện thông thoại.

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.

Ở trạng thái nghĩ máy thường trực đóng nhận tín hiệu chuông từ tổng đài.

Ngoài ra máy cần phải chế tạo đơn giản, gọn nhẹ, bền đẹp, tiện lợi cho

người sử dụng.

c. Những chức năng cơ bản của máy điện thoại.

1. Chức năng báo hiệu: báo cho người sử dụng biết tổng đài đã sẳn sàng

tiếp nhận hoặc chưa tiếp nhận cuộc gọi đó bằng các âm hiệu (tone mời quay số,

tone báo bận).

2. Phát mã số của thuê bao bị gọi vào tổng đài bằng cách thuê bao chủ gọi

ấn số hay quay số trên máy điện thoại.

3. Thông báo cho người sử dụng điện thoại biết tình trạng diễn biến việc

kết nối mạch bằng các âm hiệu chuông hoặc âm hiệu báo bận.

4. Báo hiệu chuông kêu, tiếng nhạc, tiếng ve kêu,…cho thuê bao bị gọi

biết là có người đang gọi mình.

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

tín hiệu điện từ máy đối phương tới âm thanh.

6. Báo hiệu cuộc gọi kết thúc.

7. Khử trắc âm, chônngs tiếng dội, tiếng ken, tiếng clíc khi phát xung

quay số.

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

Ngoài ra còn có một số chức năng khác như: Hệ thống vi xử lí, hệ thống

ghi âm, màn hình và các hệ thống hổ trợ truyền dẫn làm cho máy có rất nhiều dịch

vụ rất tiện lợi. Cụ thể như:

Chuyển tín hiệu tính cước đến tổng đài.

Đồ án tốt nghiệp

Gọi rút ngắn địa chỉ.

Báo động qua đường dây điện thoại

Nhớ số thuê bao đặc biệt.

Gọi lại…

1. Sơ lược về máy điện thoại ấn phím thông thường.

Máy ấn phím thông thường gồm các bộ phận sau:

a. Mạch chống quá áp.

Chống quá áp do đường dây điện thoại trạm vào mạng điện lực hoặc sấm

sét ảnh hưởng làm hỏng máy.

b. Mạch chuông.

Thu tín hiệu chuông do tổng đài gửi đến, nắn thành dòng một chiều, lọc

phẳng và cách điện cho mạch dao động tầng số âm tần, khuyếch đại rồi đưa ra

loa hoặc đĩa phát âm thanh báo hiệu cho thuê bao biết có cuộc gọi đến. mạch

chuông có tín hiệu chọn lọc tần số và tín hiệu phi tuyến sao cho nó chỉ làm việc

với dòng chuông mà không liên quan đến dòng một chiều, dòng đàm thoại, tín

hiệu nhận số để tránh động tác nhầm.

c. mạch chống đảo cực.

Để cấp điện áp một chiều từ tổng đài đưa đến các khối của máy điện thoại

mà

luôn luôn có tính cố định, để chống ngược nguồn làm hỏng IC trong máy điện

thoại. Mạch thường dùng cầu diode.

d. Chuyển mạch nhấc máy, đặt được điều khiển bằng nút gác tổ hợp.

Ở trạng thái nghỉ, tổ hợp đặt trên máy điện thoại (on hook), mạch thu

chuông được đấu lên đường dây thuê bao để thường trực chờ đón dòng chuông

từ tổng đài gọi tới, còn các mạch khác (ấn phím, chọn số, đàm thoại,…) bị ngắt

ra khỏi đường dây. Trở kháng một chiều ở trạng thái on-hook R_DC= 200KΩ.

Ở trạng thái làm việc, tổ hợp được nhấc lên (of-hook), mạch thu chuông bị

ngắt, các mạch khác đấu vào mạch dây thuê bao (chọn số và đàm thoại…) R_DC

< 2KΩ, thường là 100Ω đến 400Ω. Chuyển mạch nhấc, đặt có thể bằng cơ khí,

từ quang…tùy theo loại máy.

e. Bộ phát âm hiệu.

Làm bằng đĩa quay số hay bằng bàn phím để phát hiện tín hiệu chọn số

của thuê bao bị gọi tới tổng đài ở dạng xung thập phân (pulse) hay tone (tín

hiệu DTMF).

f. Mạch diệt tiếng keng, clíc.

Khi gọi số, do ảnh hưởng của tín hiệu xung chọn số vào mạch thu chuông

kêu leng keng. Vì vậy cần phải diệt tiến động này bằng cách ngắt mạch thu

chuông khi phát tín hiệu chọn số. Khi phát tín hiệu chọn số còn xuất hiện các

xung số cảm ứng vào ống nghe làm nó kêu lọc cọc, đó là tiếng clíc. Do vậy khi

chọn số cần ngắt mạch đàm thoại.

g. Mạch điều chỉnh âm lượng.

Do độ dài của đường dây thuê bao biến động nên suy hao của nó cũng

biến đổi, nếu đường thuê bao càng dài thì suy hao tín hiệu càng lớn dẫn đến độ

nghe rõ bị giảm. Hoặc đường dây quá ngắn, tín hiệu thoại qua mạch có thể gây

tự kích. Vì vậy, để khắc phục hiện tượng đó trong các máy điện thoại người ta

thiêt kế các bộ khuyếch đại nói, nghe có bộ phận AGC (tự động điều chỉnh độ

lợi) để điều chỉnh hệ số khuyếch đại phù hợp. Nếu máy ở xa tổng đài, điện trở

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

vòng đường dây lớn thì hệ số khuyếch đại nghe, nói phải lớn. Còn máy ở gần

tổng đài thì hệ số khuyếch đại nghe, nói phải giảm xuống.

h. Mạch đàm thoại.

Gồm ống nói, ống nghe, mạch khuyếch đại nói, nghe dùng cho việc đàm

thoại giữa hai thuê bao.

i. Mạch sai động.

Phân mạch nói nghe, kết hợp với mạch cân bằng đường dây để khử trắc

âm.

PHẦN II

KHẢO SÁT LINH KIỆN

CHƯƠNG I: KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51

I. Giới thiệu MCS-51 (MSC-51: family overview).

MCS-51 là một họ vi điều khiển (Micro Controller), được chế tạo và bán trên

thị trường bởi hãng Intel của Mỹ. Họ IC này được cung cấp các thiết bị bởi nhiều

hãng sản xuất IC khác trên thế giới chẳng hạn: nhà sản xuất IC SIEMENS của

Đức, FUJITSU của Nhật và PHILIPS của Hà Lan. Mỗi IC trong họ đều có sự hoàn

thiện riêng và có sự hãnh diện riêng của nó, phù hợp với nhu cầu của người sử

dụng và yêu cầu đặt ra của nhà sản xuất.

AT89C51 của hãng ATMEL là vi đđiều khiển trong họ MCS-51, là vi điều

khiển 8-bit đơn chip chế tạo theo công nghệ CMOS có hiệu suất cao, công suất

tiêu thụ thấp, bộ nhớ Flash ROM xóa/lập trình được…

Vi điều khiển AT89C51 là một hệ vi tính 8-bit đơn chip mạnh cho ta một giải

pháp hiệu quả về chi phí và rất linh hoạt đối với các ứng dụng điều khiển.

Chúng có đặc điểm như sau:

 4KB ROM bên trong.

 128 byte RAM nội.

 4 Port xuất /nhập (I/O port) 8-bit.

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

 2 Bộ định thời (Timer) 16-bit.

 Mạch giao tiếp nối tiếp.

 Không gian nhớ chương trình (mã) ngoài 64K

 Không gian nhớ dữ liệu ngoài 64K.

 Bộ xử lý bit (thao tác trên các bit riêng rẽ)

 210 vị trí nhớ được định địa chỉ, mỗi vị trí 1bit

 4 s cho hoạt động nhân/chia.

II. Sơ đồ chân và chức năng AT89C51.

1. Sơ đồ chân.

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

hoặc hư các đường điều khiển hoặc là thành phần của bus dữ liệu.

VCC

39

38

37

36

35

34

33

32

21

22

23

24

25

26

27

28

P0.0/AD0

P0.1/AD1

P0.2/AD2

P0.3/AD3

P0.4/AD4

P0.5/AD5

P0.6/AD6

P0.7/AD7

P2.0/A8

P2.1/A9

P2.2/A10

P2.3/A11

P2.4/A12

P2.5/A13

P2.6/A14

P2.7/A15

1

2

3

4

5

6

7

8

10

11

12

13

14

15

16

17

P1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P1.6

P1.7

P3.0/RXD

P3.1/TXD

P3.2/INT0

P3.3/INT1

P3.4/T0

P3.5/T1

P3.6/WR

P3.7/RD

19

18

AT89C51

XTAL1

XTAL2

30

29

ALE/PROG

PSEN

31

9

EA/VPP

RST

Sơ đồ chân của AT89C51

2. CHỨC NĂNG CỦA CÁC CHÂN 89C51.

 Port 0: chân 32 – 39

Trong các thiết kế nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các

đường I/O. Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó trở thành bus địa chỉ

và bus dữ liệu đa hợp.

 Port 1: chân 1 – 8.

Port 1 chỉ có một chức năng là các đường xuất / nhập dữ liệu.

 Port 2: chân 21 – 28

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

Port 2 có 2 công dụng hoặc được dùng như các đường I/O hoặc là byte cao của

bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng.

 Port 3: chân 10 – 17

Port 3 có 2 chức năng. Khi không hoạt động xuất/nhập, các chân của port

này có nhiều chức năng riêng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặt tính

đặc biệt của AT89C51 như ở bảng sau:

Bit

Tên

Chức năng chuyển đổi

P3.0

P3.1

P3.2

P3.3

P3.4

P3.5

P3.6

P3.7

RxT

TxD

Chân nhận dữ liệu của port nối tiếp.

Chân phát dữ liệu port nối tiếp.

Ngõ vào ngắt cứng thứ 0.

INTO

Ngõ vào ngắt cứng thứ 1.

INT1

T0

Ngõ vào của TIMER/COUNTER 0.

Ngõ vào của TIMER/COUNTER 1.

Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài.

Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.

T1

WR

RD

 Chân Reset (RST) : chân số 9

Thiết lập lại trạng thái ban đầu cho hệ thống hay gọi tắt là reset hệ thống. Khi

ngõ vào này được treo ở mức logic 1 tối thiểu hai chu kì máy, các thanh ghi bên

trong 89C51 được nạp các giá trị thích hợp cho việc khởi động lại hệ thống.

 Ngõ tín hiệu

(Progam Store Enable): chân 29

PSEN

là tín hiệu 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 đọc các byte

mã lệnh.

PSEN

ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh. Các mã nhị phân của chương trình

PSEN

được đọc từ EPROM qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi bên trong 89C51

để giải mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong ROM nội (AT89C51) thì PSEN\

sẽ ở mức 1.

 Ngõ tín hiệu điều khiển

(Address Latch Enable ) : chân 30

ALE/PROG

Là chân xuất tín hiệu cho phép chốt địa chỉ ALE (address latch enable) để giải

đa hợp (demultiplexing) bus dữ liệu và bus địa chỉ.

Tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được

dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống.

 Ngõ tín hiệu EA/Vpp : chân 31

Chân cho phép truy xuất bộ nhớ ngoài, tích cực mức thấp chạy chương trình

ROM ngoài. Tích cực mức cao chạy chương trình ROM nội.

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

 Các chân XTAL1, XTAL2: chân 18, 19

Bộ dao động được tích hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 người thiết kế chỉ

cần kết nối thêm thạch anh và các tụ Tần số thạch anh thường sử dụng cho 89C51

là 12MHz

 Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn +5V, chân 20 nối xuống mass.

III. HOẠT ĐỘNG ĐỊNH THỜI TIMER.

1. Giới thiệu.

Timer là một chuỗi các flip-flop chia đôi tần sồ nối tiếp với nhau, chúng

nhận tín hiệu vào làm nguồn xung nhịp. Ngõ ra của tầng cuối làm xung nhịp cho

flip - flop báo tràn của timer (flip - flop cờ). Giá trị nhị phân trong các flip - flop

của timer có thể xem như đếm số xung nhịp (hoặc các sự kiện) từ khởi động timer.

Người ta sử dụng các timer để:

- Định khoảng thời gian.

- Đếm sự kiện.

- Tạo tốc độ baud cho port nối tiếp trong AT89C51

2. Thanh ghi định thời (TMOD).

GATE

M1

M0

GATE

M1

M0

C/T

Thanh ghi TOMD gồm hai nhóm 4 bit là: 4 bit thấp đặt mode hoạt động

cho Timer 0 và 4 bit cao đặt mode hoạt động cho Timer 1. Được tóm tắt như sau:

Bit Name Time

r

Description

7

6

GATE

1

Khi GATE = 1, Timer chỉ làm việc khi INT1=1

= 1 : Đếm sự kiện

C/T

= 0 : Ghi giờ đều đặn

5

4

3

2

M1

M0

GATE

1

0

Bit chọn mode của Timer 1

Bit cổng của Timer 0

Bit chọn Counter/Timer của Timer 0

C/T

M1

M0

1

0

Bit chọn mode của Timer 0

Hai bit M0 và M1 của TMOD để chọn mode cho Timer 0 hoặc Timer 1.

M1

M0 MOD

E

DESCRIPTION

0

1

0

1

0

1

0

1

2

3

Mode Timer 13 bit

Mode Timer 16 bit

Mode tự động nạp 8 bit

Mode Timer tách ra :

Timer 0 : TL0 là Timer 8 bit được điều khiển bởi các bit

của Timer 0. TH0 tương tự nhưng được điều khiển bởi

các bit của mode Timer 1.

Timer 1 : dừng, không hoạt động

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

3. Thanh ghi điều khiển timer (TCON).

TCON TCON TCON TCON TCON TCON TCON TCON

.7 .6 .5 .4 .3 .2 .1 .0

Thanh ghi điều khiển bao gồm các bit trạng thái và các bit điều khiển bởi

Timer 0 và Timer 1. Hoạt động của từng bit được tóm tắt như sau :

Bit

Symb Bit Address

ol

Description

TCON.

7

TF1

8FH

Cờ tràn Timer 1 được set bởi phần cứng ở sự

tràn, được xóa bởi phần mềm hoặc bởi phần

cứng khi các vectơ xử lí đến thủ tục phục vụ

ngắt ISR

TCON.

TR1

TF0

TR0

IE1

8EH

8DH

8CH

8BH

Bit điều khiển chạy Timer 1 được set hoặc xóa

bởi phần mềm để chạy hoặc ngưng chạy Timer.

Cờ tràn Timer 0(hoạt động tương tự TF1)

6

TCON.

5

TCON.

4

TCON.

3

Bit điều khiển chạy Timer 0 (giống TR1)

Cờ kiểu ngắt 1 ngoài. Khi cạnh xuống xuất hiện

trên INT1 thì IE1 được xóa bởi phần mềm hoặc

phần cứng khi CPU định hướng đến thủ tục phục

vụ ngắt ngoài.

TCON.

IT1

IE0

IT0

8AH

89H

88H

Cờ kiểu ngắt 1 ngoài được set hoặc xóa bằng

phấn mềm bởi cạnh kích hoạt bởi sự ngắt ngoài.

Cờ cạnh ngắt 0 ngoài

2

TCON.

1

TCON.

0

Cờ kiểu ngắt 0 ngoài.

4. Các chế độ Timer.

 Chế độ 0 (chế độ định thời 13-bit)

TLx (5bit)

THx (8bit)

TFx

Timer Clock

Overflow Flag

 Chế độ 1 (chế độ định thời 16-bit)

TLx

THx

TFx

Timer Clock

Overflow Flag

 Chế độ 2 (chế độ tự động nạp lại 8-bit)

TLx

TFx

Timer Clock

Overflow Flag

Reload

THx

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

 Chế độ 3 (chế độ định thời chia sẻ)

Timer Clock

TLx

THx

Timer Clock

TL0

TH0

TFx

Overflow Flag

Timer

Clock

TFx

Overflow Flag

Bảng tóm tắt các chế độ định thời

Chế độ

chế độ định

thời 13 bit

chế độ định

thời 16 bit

Mô tả

THx đặt làm LSB và 5 bit thấp của TLx làm MSB hợp thành

Timer 13 bit. 3 bit cao của TLx không dùng

0

1

Xung clock được dùng với sự kết hợp các thanh ghi cao và

thấp (TLx, THx). Khi xung clock được nhận vào, bộ đếm

Timer tăng lên 0000H, 0001H, 0002H, …, và một sự tràn sẽ

xuất hiện khi có sự chuyển trên bộ đếm Timer từ FFFH sang

0000H và sẽ set cờ tràn.

chế độ định Byte thấp TLx của Timer hoạt động như một Timer 8 bit

thời 8 bit tự trong khi byte cao THx của Timer giữ giá trị Reload. Khi bộ

2

3

động nạp lại

đếm tràn từ FFH sang 00H, không chỉ cờ tràn được set mà

giá trị trong THx cũng được nạp vào TLx: bộ đếm được tiếp

tục từ giá trị này lên đến sự chuyển trạng thái từ FFH sang

00H kế tiếp và cứ thế tiếp tục.

chế độ định

thời chia sẻ

Timer 0 ở chế độ 3 được chia là 2 timer 8 bit. TL0 và TH0

hoạt động như những Timer riêng lẻ với sự tràn sẽ set các bit

TL0 và TF1 tương ứng.

Timer 1 không hoạt động ở chế độ 3, nhưng có thể được khởi

động bằng cách chuyển timer này vào một trong các chế độ

khác. Nhược điểm là cờ tràn TF1 của Timer 1 không bị ảnh

hưởng bởi các sự tràn của Timer 1 bởi vì TF1 được nối với

bộ định thời 8-bit TH0.

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

CHƯƠNG II: KHẢO SÁT IC THU PHÁT TONE

MT8880.

I. KHẢO SÁT IC THU PHÁT DTMF MT8880.

IC MT8880 là một mạch tích hợp thu phát kèm với bộ lọc thoại (Call

Progress). Nó được sản xuất theo công nghệ CMOS với mức tiêu thụ công suất

thấp và độ chính xác cao. Phần thu của thiết bị dựa trên tiêu chuẩn công nghệ của

MT8870 trong khi phần phát dùng một bộ biến đổi D/A cho ra tín hiệu DTMF với

độ nhiễu thấp và độ chính xác cao. Bộ đếm bên trong hình thành chế độ Burst

Mode nhờ đó mà các tone phát ra với thời hằng chính xác.Bộ lọc Call Progress cho

phép bộ vi xử lý các tone trạng thái đường dây.

MT8880 dùng một vi mạch bên ngoài của Intel, điều này cho phép thiết bị có thể

kết nối tới một số vi mạch điều khiển với cổng logic rất nhỏ bên ngoài.

Chức năng các chân.

Chân 1 (IN+): ngõ vào không đảo

Chân 2 (IN-): ngõ vào đảo

Chân 3 (GS): chọn độ lợi cho bộ khuếch đại Op-amp.

Chân 4 (V_ref): đầu ra điện áp tĩnh V_DD/2 dùng cân bằng tĩnh ở đầu vào.

Chân 5 (V_SS): điện áp âm cung cấp.

Chân 6 (OSC1): đầu vào bộ dao động thạch anh. Nối 1 điện trở 4.7M xuống mass

nếu dùng bộ dao động thạch anh.

Chân 7 (OSC2): ngõ vào bộ dao động. thạch anh 3.579545 MHz được nối giữa

OSC1 và OSC2 tạo thành mạch dao động bên trong.

Chân 8 (TONE): ngõ ra của bộ phát DTMF.

Chân 9 (

): chân để CPU điều khiển việc viết data.

WR

Chân 10 ( ): ngõ vào chân chọn chip. Hoạt động ở mức thấp.

CS

Chân 11 (RS0): ngõ vào chân chọn thanh ghi.

Chân 12 ( RD): chân để CPU điều khiển việc đọc data.

Chân 13 ( IRQ/CP): ngõ ra CP/đề nghị ngắt. Trong chế độ ngắt, ngõ ra chân này sẽ

ở mức thấp khi một tone burst hợp lệ được phát hay nhận. Trong chế độ CP, ngõ ra

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

chân này sẽ là một tín hiệu xung vuông thể hiện tín hiệu ngõ vào. Ngõ vào tín hiệu

phải nằm trong giới hạn băng thông của bộ lọc CP.

Chân 14 đến 17 (D0-D3): bus dữ liệu, được nối với vi điều khiển.

Chân 18 (ESt): ngõ ra mạch steering. Cho mức logic cao khi phát hiện một cặp

tone hợp lệ. bất kì tín hiệu nào không hợp lệ cũng cho ra logic thấp.

Chân 19 (St/GT): Steering input/guard time output (2 chiều). Một mức điện áp lớn

hơn V_TStxuất hiện tại chân St làm cho thiết bị ghi nhận cặp tone và ngõ ra được

chốt. mức điện áp thấp hơn V_TStgiải phóng để thiết bị thu nhận một cặp tone mới.

Ngõ ra GT làm nhiệm vụ reset mạch định thì bên ngoài; trạng thái của nó là hàm

của Est và điện áp trên chân St.

Chân 20 (V_DD): nguồn dương.

II. MÔ TẢ CHỨC NĂNG.

IC thu phát DTMF MT8880 bao gồm bộ thu DTMF chất lượng cao kèm với

bộ khuếch đại và bộ tạo DTMF sử dụng Burst Counter giúp cho việc tổng hợp

đóng ngắt tone chính xác.Chế độ Call Progress có thể phát hiện các tần số nằm

trong giải thông thoại. Các IC vi điều khiển như 8080, 80C31/51 và 8085 được

truy cập tới thanh ghi bên trong của IC MT8880.

III. HÌNH DẠNG NGÕ VÀO.

Ngõ vào của IC MT8880 cung cấp một bộ khuếch đại vi sai như một ngõ vào

V_Refđể điều chỉnh điện áp đầu vào tại chân V_DD/2. Chân GS nối ngõ ra của bộ

khuếch đại với một điện trở hồi tiếp để điều chỉnh độ lợi.

IV. PHẦN THU.

Hai bộ lọc băng thông bậc 6 giúp tách các tone trong nhóm tone low và high

của tín hiệu DTMF. Đầu ra của mỗi bộ lọc thu điện dung giúp nén tín hiệu trước

khi qua điện trở hạn biên. Việc hạn biên được thực hiện bởi bộ so sánh có kèm

theo bộ trễ để tránh chọn nhầm tín hiệu ở mức thấp không mong muốn. Ngõ ra của

bộ so sánh cho ta các dao động có mức logic tại tần số DTMF thu được.

Tiếp theo phần lọc là bộ giải mã sử dụng kĩ thuật đếm số để kiểm tra tần số các

tone thu được và đảm bảo chúng tương ứng với các tần số DTMF. Một kỉ thuật lấy

trung bình phức giúp loại trừ các tone giả tạo thành do tiếng nói trong khi vẫn đảm

bảo một khoảng biến đổi cho tần số bị lệch hay thay đổi nhỏ. Kĩ thuật này phát

triển để đảm bảo chắc chắn một điều kiện tốt nhất để kết hợp tín hiệu mà không

chịu ảnh hưởng của những tần số không mong muốn và nhiễu. Khi bộ phận kiểm

tra nhận được hai tone đúng thì đầu ra “Early Steering” sẽ lên mức Active. Khi

không nhận được tín hiệu tone thì Est sẽ ở mức Inative.

V. MẠCH STEERING.

Trước khi thu nhận một cặp tone đã giải mã, bộ thu phải kiểm tra xem thời

hằng của tín hiệu đó có đúng không. Việc kiểm tra này được thực hiện bởi một bộ

RC mắc ở bên ngoài điều khiển bởi chân Est. Est lên mức cao thì làm cho Vc tăng

lên khi xả tụ. Khi Est vẫn còn trong một thời đoạn hợp lệ, Vc tiến tới điện áp

ngưỡng của logic Steering để nhận một cặp tone và chốt 4 mã tương ứng với nó

vào thanh ghi Receive Data Register. Lúc này đầu ra của GT được kích hoạt và

đẩy Vc lên V_DD. GT tiếp tục được đẩy lên mức cao trong khi Est vẫn giữ ở mức

cao. Cuối cùng, sau một khoảng thời gian ngắn cho phép chốt Data xong thì cờ của

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

mạch Steering lên mức high báo hiệu cặp tone thu đã được lưu vào thanh ghi. trạng

thái cờ Steering có thể được giám soát bằng cách kiểm tra các bit tương ứng trong

thanh ghi trạng thái. Nếu như khối ngắt được chọn, thì chân IRQ/CP sẽ ở mức thấp

khi cờ Steering được kích hoạt.

Nội dung của ngõ ra được cập nhật khi mạch Steering chuyển trạng thái hoạt động.

Dữ liệu này được đưa ra 4 bit trên Data bus 2 chiều khi thanh ghi Receive Data

được đọc. mạch Steering hoạt động theo chiều ngược lại để kiêm tra khoảng dừng

giữa hai tín hiệu.Vì vậy, bộ thu vừa bỏ qua tín hiệu quá ngắn không hợp lệ vừa

không chấp nhận các khoảng quá nhỏ. Chức năng này cũng như khả năng chọn

thời hằng Steering bằng mạch ngoài cho phép người thiết kế điều chỉnh hoạt động

cho phù hợp với các đòi hỏi khác nhau của từng ứng dụng.

DIFFERENTIAL INPUT AMPLIFIER

C1 = C2 = 10 nF

R1 = R4 = R5 = 100 kΩ

R2 = 60 kΩ, R3 = 37.5 kΩ

R3 = (R2R5)/(R2 + R5)

VOLTAGE GAIN

(A_Vdiff) – R5/R1

INPUT IMPEDANCE

(Z_INdiff) = 2 [R1²+ 1/wC)²]^1/2

Trên là một mạch steering cơ bản, giá trị các linh kiện được chọn như trên

VI. ĐIỀU CHỈNH THỜI GIAN BẢO VỆ.

Mạch Steering cơ bản như hình dưới thì phù hợp với hầu hết mọi ứng dụng.

Giá trị linh kiện được chọn theo các bất đẳng thức bên dưới.

t_REC≥ t_DPmax+ t_GTPmax

t _REC≤ t_DPmin+ t_GTPmin

t_DAmin

t_DAmax

t _ID≥ t_DAmax+ t_GTAmaxt_DPmin

t_DO≤ t_DAmin+ t_GTPmint_DPmax

Giá trị của t_DPlà một thông số của thiết bị và t_REClà thời gian tín hiệu nhỏ nhất

được nhận ra bởi thiết bị nhận. Giá trị của C1 là 0.1uF được dùng cho hầu hết các

ứng dụng, giá trị của R1 được chọn bởi người thiết kế. Sự lắp đặt steering khác

nhau có thể được chọn không phụ thuộc thời gian bảo vệ có tone hay ko có tone.

Điều này có lẽ cần thiết để chỉ rõ hệ thống nơi nào cần chấp nhận và không chấp

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

nhận giới hạn trong thời gian có tone và khoảng dừng số. điều chỉnh thời gian bảo

vệ cũng cho phép người thiết kế biến đổi các thông số của hệ thống như tắt tiếng

nói và giảm nhiễu.

Việc tăng t_RECcải thiện đặc tính talk- off khi nó giảm đến mức có thể các tone

tương tự bởi khả năng duy trì tín hiệu hợp lý đủ dài để được ghi lại. liên quan giữa

thời gian ngắn t_RECvới thời gian dài t_DOcó thể dành riêng cho môi trường tín hiệu

quá nhiễu.

VII. BỘ LỌC THOẠI (CALL PROGRESS ).

Mode call progress khi được chọn thì cho phép kiểm tra các tone khác nhau

thể hiện trạng thái đường dây. đầu vào của Call Progress và DTMF là chung, tuy

nhiên tone Call Progress chỉ có thể được nhận ra khi ta chọn chế độ CP. Tín hiệu

DTMF không thể được nhận ra nếu như dùng chế độ CP.

Các tần số đưa đến đầu vào nằm trong giới hạn băng thông chấp nhận của bộ lọc,

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 được phân tích bởi vi xử lý hoặc bộ đếm để xác định tính

chất các tone trạng thái đường dây. Các tần số nào trong vùng loại bỏ sẽ không

được kiểm tra và tín hiệu ở chân IRQ/CP sẽ ở mức thấp.

VIII. BỘ PHÁT DTMF.

Bộ phát DTMF dùng MT8888 có khả năng tạo ra 16 cặp DTMF chuẩn với độ

sai lệch thấp và độ chính xác cao. Tất cả tần số này đều được lấy từ 1 dao động

thạch anh 3,579Mhz bên ngoài. Dạng sóng sin của từng tone được tổng hợp tần số

bằng cách sử dụng bộ chia hàng cột tổng hợp được và bộ biến đổi D/A. Các tone

hàng cột được trộn vào và lọc cho ra 1 tín hiệu DTMF tương ứng với độ hài thấp

và độ chính xác cao. Để phát 1 tín hiệu DTMF, dữ liệu tương ứng với bảng mã 1

phải được ghi vào thanh ghi Data Register. Chú ý mã phát giống như mã nhận. Các

tone riêng lẻ bao gồm 2 nhóm là tone thấp và tone cao. Nhóm tần số thấp gồm các

tần số 697, 770, 852, và 941 Hz. Nhóm tần số cao là 1209, 1336, 1477, 1633. theo

tiêu chuẩn, tỉ lệ biên độ nhóm cao so với nhóm thấp là 2dB.

Thời hằng của mỗi tone bao gồm 32 thời đoạn. Thời hằng của một tone được thay

đổi bằng cách thay đổi độ dài của thời đoạn. Trong suốt quá trình hoạt động ghi

vào Transmit Data Register thì 4 bit dữ liệu trên bus được chốt và được biến đổi

thành 2 của 8 mã để sử dụng cho mạch chia hàng cột. Đoạn mã này chỉ rõ 1 thời

đoạn mà chủ yếu quyết định tone tần số. Khi bộ chia đạt đến giá trị đếm thích hợp

được quyết định bởi mã ở ngõ vào, thì 1 xung reset được phát ra và bộ đếm bắt đầu

hoạt động. Thời đoạn xác định là 32, tuy nhiên bằng cách thay đổi giá trị độ dài

đoạn như trên thì tần số có thể được thay đổi. Ngõ ra của bộ chia khóa các bộ đếm

khác mà địa chỉ của sóng sin tìm kiếm trong ROM.

IX. BURST MODE

Một ứng dụng điện thoại bất kì đều đòi hỏi tín hiệu DTMF được tạo ra với

một thời hằng hoặc qui định bởi ứng dụng đó hoặc bởi hệ thống hiện có. Thời hằng

DTMF chuẩn có thể được tạo ra bằng cách sử dụng Burst mode. Bộ phát có khả

năng tổng hợp các tone có khoảng tắc mở trong khoảng thời gian định trước. Thời

gian này là 51ms ± 1ms và là chuẩn cho bộ quay số tổng đài. Sau khoảng thời gian

tắc mở tone đã được phát đi, một bit tương ứng sẽ được set lên trong thanh ghi

trạng thái. Thời hằng 51ms ± 1ms đóng mở tone có được khi ta chọn mode DTMF.

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

Tuy nhiên, khi chọn mode CP thì thời hằng đóng ngắt thứ hai là 102 ± 2ms sẽ

được chọn. chú ý là khi Mode CP và Mode Burst cùng được chọn thì MT8888 chỉ

hoạt động ở chế độ phát thôi. Trong một ứng dụng nào đó ta cần sử dụng khoảng

thời gian đóng ngắt mà không theo chuẩn thì cần dùng vòng lặp phần mềm hoặc

bộ định thời bên ngoài và tắt chế độ Burst mode đi.

X. TẠO TONE ĐƠN.

Chế độ tạo tone đơn chỉ được dùng khi ta muốn tạo một tone nào đó trong

nhóm thấp hoặc cao.chế độ này dùng để kiểm tra thiết bị DTMF, tính toán nhiễu

và nó được chọn thanh ghi Control Progress B.

XI. MẠCH CLOCK DTMF.

Mạch clock bên trong được sử dụng kết hợp với tần số chuẩn màu ti vi có tần

số cộng hưởng là 3,579MHz. Một nhóm IC có thể kết nối với nhau dùng chung

một dao động thạch anh.

XII. BỘ GIAO TIẾP VỚI VI XỬ LÝ.

IC MT8880 kết hợp với một mạch giao tiếp vi xử lý Intel. Có tổng cộng 5

thanh ghi. Thanh ghi Receive Data bao gồm mã ngõ ra của những số DTMF cuối

cùng được nhận. Data đi vào chỉ được viết lên thanh ghi Transmit Data, nó sẽ

quyết định cặp tone được phát đi. Thanh ghi điều khiển thu phát bao gồm 2 thanh

ghi điều khiển CRA và CRB với cùng một địa chỉ. Muốn ghi vào thanh ghi CRB

thì trước hết phải set một bit tương ứng trong thanh ghi CRA. Chu kỳ ghi kế tiếp

vào cùng địa chỉ với CRA sẽ cho phép truy cập tới CRB. Và chu kỳ kế tiếp nữa sẽ

trở lại với CRA. Thanh ghi trạng thái chỉ đọc đòi hỏi dòng của thu phát.

Phần mềm reset phải bao gồm sự hoạt động của tất cả các chương trình để đặt giá

trị ban đầu cho thanh ghi điều khiển, theo nguồn mở hoặc nguồn reset.

Chân IRQ/CP có thể được lập trình để nó có thể cung cấp tín hiệu yêu cầu ngắt sau

khi đã nhận xung DTMF hợp lệ hay khi bộ phát đã sẵn sàng cho dữ liệu kế

tiếp.chân IRQ/CP là ngõ ra của một cực máng hở nên cần phải có một điện trở kéo

bên ngoài.

RS0

WR

0

1

0

1

RD CHỨC NĂNG

0

1

0

1

0

GHI VÀO THANH GHI PHÁT

ĐỌC TỪ THANH GHI NHẬN DỮ LIỆU

GHI VÀO THANH GHI ĐIỀU KHIỂN

ĐỌC TỪ THANH GHI TRẠNG THÁI

CRA (Control Register A):

BIT TÊN CÁCH SỬ DỤNG

B0

TONE

OUTPUT

Điều khiển tone ngõ ra. Tone ngõ ra ở mức cao. Bit

này điều khiển tất cả các chức năng chuyển phát tone.

Chọn chế độ Call Progress hoặc DTMF. Mức cao thì

chọn chế độ CP, mức thấp thì chọn chế độ DTMF.

Trong chế độ DTMF thiết bị có khả năng nhận và phát

B1

CP/ DTMF

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

tín hiệu DTMF. Trong chế độ CP, một tín hiệu sóng

vuông sẽ xuất hiện ở ngõ ra chân IRQ/CP nếu chân

này được cho phép.

B2

B3

IRQ

Cho phép ngắt. mức logic cao thì cho phép thực hiện

chức năng ngắt. khi chân IRQ được cho phép và chế

độ DTMF được chọn, ngõ ra chân này sẽ đi đến mức

thấp khi 1 tín hiệu DTMF hợp lệ được nhận trong 1

khoảng thời gian bảo vệ hợp lệ, hoặc phần phát sẵn

sàng cho dữ liệu kế tiếp.

REGISTER Chọn thanh ghi. Mức logic cao được chọn điều khiển

E SELECT

thanh ghi B cho chu kì ghi kế tiếp để điều khiển thanh

ghi. Sau khi ghi vào thanh ghi B, chu kì ghi kế tiếp sẽ

ghi trực tiếp vào thanh ghi A.

CRB (control register B):

BIT TÊN CÁCH SỬ DỤNG

B0

Chọn Burst Mode. Burst mode hoạt động ở mức

thấp. Khi hoạt động, các mã số thay thế cho tín hiệu

DTMF có thể được ghi vào thanh ghi phát, đó là kết

quả của tín hiệu DTMF gồm tone burst và pause.

Sau khoảng dừng, thanh ghi trạng thái sẽ được cập

nhật, và một quá trình ngắt sẽ diễn ra nếu chế độ

ngắt được cho phép.

BURST

Khi chế độ CP được cho phép, tổng thời gian tone

burst và pause bình thường từ 51ms đến 102ms.

Khi bit này ở mức cao, thời gian phát tone burst

được quyết định bởi bit TOUT.

B1

TEST

Điều khiển Test mode. Chế độ này được cho phép

ở mức cao. Khi bit này được cho phép và chế độ

DTMF được chọn, tín hiệu xuất hiện trên chân 13

sẽ tương tự như trạng thái của bit DELAYED

STEERING của thanh ghi trạng thái.

B2

B3

Mức logic cao cho ngõ ra tone đơn; mức logic thấp

cho ngõ ra là cặp tone.

Chọn tone hàng hay cột. chức năng này được dùng

S/ D

C/ R

kết hợp với bit S/ D

Thanh ghi trạng thái:

BIT TÊN

CỜ TRẠNG THÁI LẬP CỜ TRẠNG THÁI

XOÁ

B0

IQR

Ngắt xuất hiện. B1 hoặc Ngắt chưa kích hoạt.

B2 đã được lập.

Bị xóa sau khi thanh

ghi trạng thái đã được

đọc.

B1

THANH GHI

Thời hằng ngắt tone đã Bị xóa sau khi thanh

DỮ

LIỆU kết thúc và bộ phát đang ghi trạng thái được đọc

Đồ án tốt nghiệp

PHÁT RỖNG chờ dữ liệu kế tiếp.

Báo động qua đường dây điện thoại

hay

khi

chọn

(CHỈ TRONG

BURST MODE)

None_Burst Mode.

B2

B3

THANH

GHI Dữ liệu hợp lệ đang nằm Bị xóa sau khi thanh

DỮ LIỆU THU trong thanh ghi dữ liệu trạng thái được đọc.

ĐẦY

DELAY

STEERING

thu.

Được lập khi phát hiện Bị xóa sau khi phát

thấy sự không xuất hiện hiện một tín hiệu

không hợp lệ của tín hiệu DTMF hợp lệ.

DTMF.

+ QUAÙ TRÌNH GHI VAØ ÑOÏC CAÙC THANH GHI :

Baét ñaàu vôùi CS=1 , quaù trình ghi döõ lieäu trong thanh ghi thoâng qua caùc böôùc

sau:

1. Chuyeån bus döõ lieäu (cuûa VXL) ôû cheá ñoä xuaát .

2. Ñöa döõ lieäu ra bus

3. Thieát laäp cho bit RS0, RS0=1 :ghi döõ lieäu , = 0 ghi leänh

4. Xoaù bit R/W , thoâng baùo cho vieäc ghi döõ lieäu .

5. Xoaù bit CS , tích cöïc chip .

6. Set bit CS , ngöng quaù trình ghi döõ lieäu , ngöng choïn chip .

7.

Töông töï cho quaù trình ñoïc thanh ghi , baét ñaàu vôùi CS=1 :

1. Chuyeån bus döõ lieäu sang cheá ñoä nhaäp .

2. Set bit R/W , thoâng baùo cho vieäc ñoïc döõ lieäu

3. Thieát laäp bit RS0 , RS0=1 : ñoïc döõ lieäu , =0 : ñoïc traïng thaùi

.

4. Xoaù bit CS, tích cöïc MT8880

5. Ñoïc döõ lieäu treân bus

6. Set bit CS , ngöng quaù trình ñoïc döõ lieäu , ngöng choïn chip .

+ QUAÙ TRÌNH THU , PHAÙT DTMF :

Ñeå phaùt di moät caëp tone , caàn phaûi kieåm tra xem tone tröôùc ñoù ñaõ ñöôïc

phaùt xong chöa , ñieàu naøy thöïc hieän ñöôïc baèng caùch ñoïc bit b1 cuûa thanh ghi

traïng thaùi , neáu bit naøy

phaùt saün saøng cho vieäc

ñöôïc set leân 1 -> thanh ghi döõ lieäu

phaùt caëp tone keá tieáp.

BEGIN

Ñoïcthanh ghitraïng

thaùi

N

b1=1?

Y

Ghi digitra thanh

ghi döõlieäuphaùt .

END

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

Vieäc thu tín hieäu DTMF cuõng töông töï , tröôùc tieân kieåm tra bit b2 cuûa

thanh ghi traïng thaùi , neáu bit naøy ñöôïc set , töùc laø thanh ghi döõ lieäu thu ñaõ ñaày ,

VXL coù theå ñoïc ñöôïc maõ töø thanh ghi naøy .

BEGIN

Ñoïcthanh ghitraïng

thaùi

N

b2=1?

Y

Ñoïc digittöøthanh

ghi döõlieäu thu.

END

CHƯƠNG III: KHẢO SÁT ISD1400 SERIES

I. GIỚI THIỆU CHUNG.

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

Series ISD 1400 là seri chip đơn thu phát tiếng nói trong khoảng thời gian từ

16 đến 20s. Loại này thích hợp cho việc lưu trữ những thông điệp ngắn. Nó thì sử

dụng công nghệ CMOS bên trong bao gồm 1 bộ dao động trên chip, micro tiền

khuyếch đại, khối tự động điều chỉnh độ lợi, bộ lọc bảo vệ sự chồng quang phổ(khi

trải phổ), bộ lọc nhẵn(bộ lọc ổn định), loa khuyếch đại âm thanh, vài phần bị động

khác, 2 nút nhấn và 1 nguồn công suất. Những âm thanh đã thu thì được lưu cố

định vào ô nhớ với công suất lưu trữ bằng 0. Tín hiệu tiếng nói âm thanh thì được

lưu trữ trực tiếp vào ô nhớ một cách tự nhiên và cung cấp khả năng tái tạo lại âm

thanh rất thực và chất lượng cao.

II. ĐẶC ĐIỂM.

 Dễ sử dụng.

 Âm thanh và tiếng nói thì được tái tạo lại với chất lượng cao và rất thực.

 Chế độ phát có thể là tích cực cạnh hoặc tích cực mức áp logic.

 Lưu trữ được 16 và 20 giây.

 Chế độ tự động nguồn thấp: để tiết kiệm công suất tiêu thụ khi IC ở trạng

thái nghĩ. Điển hình dòng là 0.5 µA.

 Công suất lưu trữ thông điệp bằng 0.

 Có thể đánh dấu vùng địa chỉ để điều khiển nhiều lọai thông điệp.

 Thông điệp được lưu trữ lâu trong IC mà không cần nguồn nuôi.Và ghi âm

được nhiều lần.

 Có nguồn xung clock bên trong IC.

 Sử dụng nguồn đơn 5V.

III. GIẢI THÍCH CHI TIẾT.

1.Chất lượng thọai/âm thanh.

Seri ISD 1400 bao gồm những thiết bị cung cấp tần số lấy mẫu 6.4 và 8.0

Khz, cho phép người sử dụng lựa chọn chất lượng thọai. Những mẫu thọai thì

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

được lưu trữ trực tiếp không bị mất vào ô nhớ bên trong chip mà không cần đến sự

kết hợp của việc số hóa và nén dữ liệu với những môi trường khác nhau. Việc lưu

trữ tín hiệu trực tiếp tín hiệu analog thì cung cấp độ chính xác và tạo sự trung thực

trong việc tái tạo lại tiếng nói,music, âm thanh và các hiệu ứng âm thanh mà nó

không có giá trị trong trạng thái môi trường số.

2. EEPROM lưu trữ.

Một trong những lợi ích của ISD là sử dụng bộ nhớ không bị thay đổi bên

trong, trong điều kiện công suất lưu trữ mẫu thông điệp bằng 0. Mẫu thông điệp

tồn tại được trên chip với thời gian dài mà không cần đến nguồn cấp.Thêm vào đó,

thiết bị có thể ghi âm nhiều lần điển hình trên 100000 lần.

3. Họat động cơ bản.

Seri ISD 1400 được điều khiển bằng 1 tín hiệu ghi âm từ nút nhấn REC và 2

nút nhấn điều khiển tín hiệu phát âm là: PLAYE ( phát âm bằng tích cực cạnh),

PLAYL (phát âm tích cực mức áp logic). Các thành phần của ISD 1400 mang cấu

hình đơn giản cho những thiết kế trong ứng dụng ở những thông điệp ngắn. Việc

sử dụng đường địa chỉ sẽ cho phép những ứng dụng thông điệp đa dạng.

4. Kiểu tự động nguồn thấp.

Tại thời điểm kết thúc cùa chu kỳ phát âm hoặc thu seri ISD 1400 tự động trở

về phương án nguồn dự phòng công suất thấp, tiêu biểu là 0.5µA. Trong suốt chu

kỳ phát âm hoặc ghi âm phương án công suất thấp được thiết lập khi đến cuối cùng

của thông điệp hoặc sau khi chân REC là mức cao.

5. Địa chỉ (tùy chọn).

Dãy ô nhớ bên trong chip được chia thành 160 đọan có thể truy cập đựơc.

Việc định địa chỉ ô nhớ được quyết định bởi các chân địa chỉ từ A0 đến A7.

IV. DIỄN TẢ CHÂN.

1. Điện áp vào: (V_CCA,V_CCD, V_SSA,V_SSD).

Những mạch tương tự và số bên trong chip thì sử dụng những đường bus

nguồn và mas ngăn cách nhau để giảm thiểu nhiễu xảy ra trong chip. Những bus

nguồn này được lấy từ những chân ngăn cách bên ngòai trên vỏ của chip và nên

tránh sự tiếp xúc xảy ra bằng việc đóng ngắt nguồn.

2. REC(ghi âm).

Đầu vào REC tích cực mức thấp để ghi tín hiệu.Trong suốt quá trình ghi âm

tín hiệu vào chân REC phải được giữ ở mức thấp. Việc giữ chân REC thì không

quyết định kiểu phát âm là tích cực cạnh hay là tích cực mức áp logic. Nếu chân

REC bị kéo xuống mức thấp trong lúc đang phát âm thì quá trình phát sẽ dừng

ngay tức khắc và quá trình ghi âm được bắt đầu.

Một chu kỳ ghi âm được coi là hòan tất khi chân REC bị kéo lên mức cao hoặc

không gian bộ nhớ bị đầy.

Báo hiệu cuối cùng của thông điệp(EOM) được tạo trong quá trình ghi âm, sẽ cho

phép các thiết bị dùng để phát âm dừng làm việc 1 cách hợp lý. Khi chân REC ở

mức cao thì giải pháp tiết kiệm công suất nguồn tự động thay thế .

Đồ án tốt nghiệp

Báo động qua đường dây điện thoại

3. PLAYE (Phát âm, tích cực cạnh).

Khi trạng thái chuyển xuống mức thấp của tín hiệu đầu vào được dò tìm thì

chu kỳ phát âm sẽ bắt đầu. Quá trình phát vẫn tiếp tục cho đến khi bắt gặp báo

hiệu cuối thông điệp(EOM) hoặc cho tới giới hạn cuối cùng của bộ nhớ. Khi hòan

tất chu kỳ phát âm giải pháp tiết kiệm nguồn sẽ tự động thay thế. Để chân PLAYE

lên mức cao trong chu kỳ phát cũng không giới hạn được chu kỳ phát .

4. PLAYL (Phát âm ,tích cực mức).

Khi tín hiệu đầu vào chuyển từ mức cao xuống mức thấp thì 1 chu kỳ phát

được bắt đấu, chu kỳ phát vẫn tiếp tục cho đến khi chân PLAYL được kéo lên

mức cao hoặc báo hiệu cuối thông điệp được phát hiện, hoặc đã tới giới hạn cuối

cùng của bộ nhớ. Khi hòan tất quá trình trên thì giải pháp tiết kiệm nguồn tự động

thay thế

5. RECLED.

Chân ra RECLED thì ở mức thấp trong suốt quá trình ghi âm. Nó được sử

dụng để lái 1 led để báo hiệu chu kỳ ghi âm đang được thực hiện. Thêm vào đó,

chân RECLED cho xung mức thấp tại thời điểm mà báo hiệu cuối thông điệp được

bắt gặp trong chu kỳ phát.

6. Mic .

Microphone đầu vào của bộ tiền khuyếch đại tín hiệu. Mạch AGC trong chip

dùng để điều chỉnh độ lợi trong tầm từ -15 đến 24 dB một cách tự động.

7. MIC REF.

Là ngõ vào đảo của bộ tiền khuyếch đại. Nó cung cấp khả năng chống nhiễu

hoặc sự suy yếu của tín hiệu đồng pha khi bộ vi sai được kết nối với micro.

8. AGC (tự động điều chỉnh độ lợi).

Chân AGC tự động điều chỉnh độ lợi của bộ tiền khuyếch đại để bổ sung

thêm mức độ của tín vào từ micro.Nó cho điều chỉnh lại những âm thanh nhỏ

thành những âm thanh có mức độ lớn hơn để cho việc ghi âm có sự biến dạng tín

hiệu là nhỏ nhất.

9. ANA OUT(ngõ xuất tương tự).

Là đầu ra của bộ tiền khuyếch đại để xử dụng. Độ lợi điện áp của bộ tiền

khuyếch đại được xác định bởi mức độ điện áp tại chân AGC.

10. ANA IN (ngõ vào tương tự).

Chân này dùng để chuyển đổi tín hiệu đầu cho việc ghi âm, nếu ghi âm với

đầu vào là micro thì chân ANA OUT nên nối với chân ANA IN qua 1 cái tụ. Việc

lựa chọn giá trị của tụ sẽ làm gia tăng tần số cắt dưới của băng thông thoại . Ngòai

ra dữ liệu cũng có thể đưa trực tiếp vào chân này mà không cần qua micro.

11. XCLK(ngõ vào xung clock bên ngòai).

12. SP+,SP- (đầu ra của loa).

2 chân này dùng để lái trực tiếp tín hiệu ra loa với trở kháng thấp cỡ 16Ω.

Đầu ra đơn cũng có thể sử dụng, nhưng việc sử dụng đầu ra có 2 cực tính đảo