Giáo trình Thiết kế mạch điều khiển từ xa qua mạch dây thoại

Nội dung text: Giáo trình Thiết kế mạch điều khiển từ xa qua mạch dây thoại

1. ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠCH DÂY THOẠI PHẠM HỒNG PHONG ĐẠI HỌCĐÀ NẴNG - 2010
2. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi PHAÀN MOÄT Chöông I LYÙ THUYEÁT TOÅNG QUAN I./ Taàm quan troïng vaø öùng duïng cuûa ñieàu khieån töø xa. Ñaát nöôùc ta ñang treân ñaø phaùt trieån vaø hoäi nhaäp vôùi neàn kinh teá theá giôùi. Moät ñaát nöôùc phaùt trieån khoâng theå döïa vaøo moät ngaønh noâng nghieäp, laâm nghieäp, ngö nghieäp maø caàn phaûi coù moät ngaønh coâng nghieàp phaùt trieån maïnh. Moät neàn coâng nghieàp phaùt trieån maïnh luoân ñi ñoâi vôùi caùc thieát bò maùy moùc tinh vi hôn, phöùc taïp hôn. Vôùi neàn coâng nghieäp phaùt trieån nhö theá, ñieàu khieån töø xa ñoùng vai troø quan troïng trong coâng cuoäc coâng nghieäp hoùa hieän ñaïi hoùa ñaát nöôùc. Trong coâng nghieäp, taïi caùc loø phaûn öùng, caùc nhaø maùy, hay taïi nhöõng nôi coù möùc ñoä nguy hieåm cao maø con ngöôøi khoâng theå tieáp caän ñeå ñieàu khieån ñöôïc. Ta phaûi caàn ñeán boä ñieàu khieån töø xa ñeå ñieàu khieån. Trong coâng cuoäc nghieân cöùu vuõ truï, ñieàu khieån töø xa ñöôïc söû duïng trong caùc phi thuyeàn khoâng ngöôøi laùi, caùc taøu do thaùm khoâng gian. Ñieàu khieån töø xa khoâng nhöõng phuïc vuï cho coâng nghieäp, quaân söï, hay nghieân cöùu khoa hoïc, maø noù coøn goùp moät phaàn khoâng nhoû vaøo phuïc vuï cho nhu caàu cuoäc soáng haèng ngaøy cuûa chuùng ta. Trong coâng cuoäc coâng nghieäp hoùa hieän ñaïi hoaù ñaát nöôùc. Con ngöôøi phaûi lao ñoäng caän löïc, luoân ôû cô quan, xí nghieäp, hay taïi coâng tröôøng. Neân ít coù thôøi gian ôû nhaø. Vì vaäy ñieàu khieån töø xa giuùp chuùng ta khoâng caàn phaûi veà nhaø maø cuõng coù theå ñieàu ñoùng nhaéc caùc thieát bò, hoaëc töï ñoäng baùo cho ta bieát khi ôû nhaø coù söï coá. II./ Caùc daïng dieàu khieån töø xa. Döïa vaøo caùc öùng duïng thöïc tieån cuûa ñieàu khieån töø xa ta coù theå chia laøm hai daïng . Ñieàu khieån töø xa baèng voâ tuyeán vaø ñieàu khieån töø xa baèng höûu tuyeán. 1./ Ñieàu khieån töø xa baèng voâ tuyeán. Ta coù theå ñieàu khieå töø xa baèng tia saùng hoàng ngoaïi, hay soùng sieâu aâm. Moâi tröôøng truyeàn laø khoâng khí.Vôùi tia hoàng ngoaïi ta chæ coù theå ñieàu khieån caùc thieát bò ôû khoaûng caùch gaàn. Vì vaäy noù ñöôïc öùng döïng nhieàu cho caùc thieát bò daân duïng. 2./ Ñieàu khieån töø xa baèng höûu tuyeán. Vôùi daøng ñieàu khieån naøy ta lôïi duïng vaøo ñöôøng truyeàn cuûa ñieän thoaïiñeå ñieàu khieån caùc thieát bò töø xa. Coù theå söû duïng daây song haønh, caùp ñoàng truïc, caùp quang ñeå truyeàn taûi tín hieäu. a./ Daây song haønh.
3. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Loaïi daây naøy choáng aåm, choáng ñöôïc nhieåu ñieän töø, Tuy nhieân khi söû duïng daây naøy ôû taàn soá cao seõ bò suy hao. Söï suy hao naøy phuï thuoäc vaøo chieàu daøi vaø ñöôøng kính daây daãn. Vôùi ñieän trôû ñaëc tính laø: 120 ⎡2D⎤ R0 = ln ε r ⎣⎢ d ⎦⎥ b./ Caùp ñoàng truïc. Caùp ñoàng truïc coù khaû naêng choáng nhieåu cao. Tuy nhieân caùp ñoàng truïc thì khoù gheùp noái, khi nôi phaùt vaø nôi thu quaù xa seõ gaây maát caân baèngveà masse, laøm sinh ra doøng ñieän treân löôùi ngoaøi, seõ taùc ñoäng ñeán laøm nhieãu. Vôùi ñieän trôû ñaët tính laø: 60 ⎡ D⎤ R0 = ln ε r ⎣⎢ d ⎦⎥ c./ Caùp quang. Caùp quang coù baêng thoâng raát roäng ( Töø vaøi chuïc MHz ñeán vaøi GHz ). Caùp quang cho pheùp truyeàn thoâng tin vôùi toác ñoä cao, ñoä suy hao thaáp, khoâng bò aûnh höôûng cuûa nhieåu tröôøng ñieän töø, ít thay ñoåi ñaëc tính theo nhieät ñoä, caùch ñieän hoaøn toaøn giöõa phaàn thu vaø phaàn phaùt. III./ YÙ töôûng thieát keá vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng. Döïa vaøo ñöôøng truyeàn cuûa maïng ñieän thoaïi, ta thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây ñieän thoaïi. Heä thoáng naøy thieát keá ñeå ñieàu khieån ñoùng ngaét caùc thieát bò töø xa vôùi söï giuùp ñôû cuûa vi ñieàu khieån. Heä thoáng ñöôïc thieát keá treân moâ hình ñoùng ngaét 4 thieát bò vaø phaûn hoài keát quûa baèng gioïng noùi ñöôïc löu tröû trong chip ISD 2560. Maïch ñieàu khieån töø xa ñöôïc maéc song vôùi ñöôøng daây thoaïi. Khi coù cuoäc goïi vaøo soá thueâ bao. Sau nhöõng hoài chuoâng nhaát ñònh (Soá laàn ñoå chuoâng do ta ñaëc ). Boä söû lyù trung taâm kích hoaït maïch taïo taûi giaû hoaït ñoäng ñeå keát noái thueâ bao. Sau khi hai thueâ bao ñaõ keát noái. Maïch ñieàu khieån seõ phaùt ra caâu thoâng baùo: ” Chöông trình ñieàu khieån töø xa xin chaøo, môøi nhaäp maät maõ “. Khi ñoù ngöôøi ñieàu khieån seõ nhaäp maät maõ. Neáu nhaäp ñuùng, maïch seõ phaùt ra caâu thoâng baùo: “Môøi nhaäp thieát bò” Neáu nhaäp sai maïch seõ phaùt ra thoâng baùo: “ Maät maõ nhaäp sai, môøi nhaäp laïi”. Lieân tieáp nhaäp sai ba laàn thì maïch töï ñoäng thoâng baùo: “ Ñaõ heát laàn nhaäp maät maõ, chöông trình ñieàu khieån keát thuùc. Taïm bieät” vaø ngaéc taûi giaû, trôû veà traïng thaùi ban ñaàu chôø chuoâng. Neáu coù ai muoán thaâm nhaäp vaøo heä thoáng maø khoâng nhaäp ñuùng maät maõ thì heä thoáng seõ thoaùt sau 60 giaây. Khi nhaäp ñuùng maät maõ, ngöôøi ñieàu khieån coù theå taét hoaëc môû caùc thieát bò. ( Coù theå ñieàu khieån caùc thieát bò cuøng moät luùc). Neáu ngöôøi ñieàu khieån muoán kieåm tra taát caû caùc traïng thaùi cuûa thieát bò tröôùc khi ñieàu khieån thì nhaán soá 5 ( Soá 5 ñöôïc quy ñònh laø maõ kieåm tra traïng thaùi taát caû caùc thieát bò ). Sau khi nhaán soá 5 ngöôøi ñieàu khieån seõ ñöôïc nghe thoâng baùo veà traïng thaùi cuûa thieát bò. Baây giôø ngöôøi ñieàu khieån coù theå taét hay môû thieát bò. Neáu muoán taét thieát bò thì baám maõ “0” (Maõ “0” ñöôïc quy
4. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi ñònh laø taét thieát bò). Neáu muoán baät thieát bò thì baám maõ “1” (Maõ “1”ñöôïc quy ñònh laø môû thieát bò). Coøn muoán taét hoaëc môû thieát bò naøo thì tuøy thuoäc vaøo maõ thieát bò. Trong heä thoáng naøycaùc soá ñöôïc quy ñònh cho caùc thieát bò nhö sau: • Soá 1 töông öùng cho thieát bò 1 • Soá 2 töông öùng cho thieát bò 2 • Soá 3 töông öùng cho thieát bò 3 • Soá 4 töông öùng cho thieát bò 4 Khi ñieàu khieån song, muoán kieåm tra laïi traïng thaùi caùc thieát bò thì baám laïi maõ soá 5. Luùc naøy heä thoáng seõ thoâng baùo laïi traïng thaùi caùc thieát bò. Ví duï: Thieát bò 1 taét, thieát bò 2 taét, thieát bò 3 môû, thieát bò 4 môû. Sau khi ñieàu khieån song vaø gaùc maùy, luùc ñoù toång ñaøi caáp tín hieäu baytone, döïa vaøo tín hieäu naøy maïch töï ñoäng ngaéc taûi giaû, trôû veà traïng thaùi ñaàu.
5. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Chöông II MAÏNG ÑIEÄN THOAÏI I./ Tìm hieåu veà maïng ñieän thoaïi. 1./ Caùc loaïi toàng ñaøi. Hieän nay treân maïng vieãn thoâng Vieät Nam coù naêm loaïi toång ñaøi. • Toång ñaøi cô quan PABX ( Private Auto matic Branch Exchange ).Ñöôïc söû duïng trong caùc cô quan, khaùch saïn. Thöôøng söû duïng trung keá CO – Line (Centrol office ) • Toång ñaøi noâng thoân ( Rural Exchange ). Ñöôïc söû duïng ôû caùc xaõ, khu ñoâng daân cö, coù theå söû duïng taát caû caùc loaïi trung keá. • Toång ñaøi ñöôøng daøi TE ( Toll Exchange ). Duøng ñeà keát noái caùc toång ñaøi noäi haït ôû caùc tænhvôùi nhau, chuyeån maïch caùc cuoäc goïi ñöôøng daøi trong nöôùc. • Toång ñaøi noäi haït LE ( Local Exchange ). Ñöôïc ñaët ôû trung taâm huyeän, tænh. Söû duïng taát caû caùc loaïi trung keá. • Toång ñaøi cöûa ngoû quoác teá Gateway Exchange ). Toång ñaøi naøy duøng ñeå choïn höôùng vaø chuyeån maïch caùc cuoäc vaøo maïng quoác teá ñeå noái caùc quoác gia vôùi nhau. Coù theå chuyeån taûi quaù gian. Maïng ñieän thoaïi ôû Baéc Myõ söû duïng naêm möùc ( hoaëc caáp ). Toång ñaøi chính hay caùc ñaøi chuyeån maïch ( Switching center ). Möùc cao nhaát laø caáp moät, laø trung taâm mieàn, ñaøi caáp naêm coù möùc thaáp nhaát laø ñaøi cuoái keát noái vôùi thueâ bao. 2./ Chuyeån maïch maïch ( Circuit switching ). Chuyeån maïch maïch laø kyû thuaät quan troïng cho caû truyeàn thoâng thoaïi vaø döõ lieäu, hieän nay vaãn coøn ñöôïc aùp duïng trong maïng ñieän thoaïi. Truyeàn thoâng qua chuyeån maïch maïch laø coù ñöôøng truyeàn thoâng rieâng ñöôïc thieát laäp giöõa hai traïm muoán trao ñoåi thoâng tin. Ñöôøng daãn naøy laø chuoåi cuûa caùc keát noái giöõ caùc nuùt treân maïng. Coù ba giai ñoaïn ñeå thieát laäp söï truyeàn thoâng treân chuyeån maïch maïch (hình 2.1 ) a./ Thieát laäp maïch. Tröôùc khi baát kì moät tín hieäu naøo ñöôïc phaùt ñi, moät maïch noái traïm tôùi traïm phaûi ñöôïc thieát laäp. Ví duï traïm A göûi moät yeâu caàu tôùi nuùt 4, yeâu caàu noái tôùt traïm E. Con ñöôøng noái A vôùi nuùt 4 luoân luoân toàn taïi. Nuùt 4 phaûi tìn moät ñöôøng noái tôùi nuùt 6. Döïa treân thoâng tin taïo tuyeán vaø döïa treân caùc ño löôøn veà giaù caû, nuùt 4 choïn ñöôøng noái tôùi nuùt 5 laø moät keânh roåi. Nhö vaäy ñeå xaùc ñònh ñöôïc ñöôøng noái töø A qua 4 vaø 5. Vì coù nhieàu traïm coù theå noái tôùi nuùt 4, neân coù theå xaùc laäp nhieàu ñöôøng töø nhieàu traïm ñeán nhieàu nuùt. Tieáp tuïc nhö vaäy, nuùt 5 noái tôùt nuùt 6 vaø nuùt 6 noái tôùi E. Ñeå hoaøn thieän vieäc noái naøy, phaûi kieåm tra xem E coù saün saøng nhaän vieäc noái khoâng.
6. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi C B 1 2 3 D 5 F A 4 6 E 7 Hình 2.1 Maïng chuyeån maïch toång quaùt b./ Trao ñoåi tín hieäu. Baây giôø caùc tín hieäu coù theå ñöôïc phaùt töø A qua maïng löôùi tôùi E . Tín hieäu naøy coù theå laø tín hieäu töông töï, tín hieäu soá, soá lieäu daïng nhò phaân tuyø thuoäc vaøo caáu truùc cuûa maïng. Trong maïng soá lieân keát (IDN) caû tieáng noùi vaø döõ lieäu ñöôïc truyeàn döôùi daïng tín hieäu soá nhò phaân. Con ñöôøng laø: Ñöôøng noái A ñeán 4, chuyeån maïch noäi taïi qua 4, keânh 4-5; chuyeån maïch noäi taïi qua 5 keânh 5-6; chuyeån maïch noäi taïi qua 6, ñöôøng noái 6-E. Toång quaùt, vieäc noái laø song coâng vaø tín hieäu coù theå ñöôïc truyeàn theo caû hai höôùng moät caùch ñoàng thôøi. c.\ Ngaét maïch(keát thuùc maïch). Sau khi trao ñoåi döõ lieäu ñaõ xong, vieäc noái maïch ñöôïc keát thuùc bôûi haønh ñoäng cuûa moät trong hai traïm. Caùc nuùt 4,5,6 ñöôïc giaûi phoùng ñeå saün saøng noái caùc cuoäc goïi khaùc. Löu yù raèng ñuôøng truyeàn thoâng phaûi ñöôïc xaùc laäp tröôùc khi döõ lieäu naøo baét ñaàu trao ñoåi. Nhö vaäy dung löôïng keânh phaûi ñöôïc daønh rieâng giöõa caùc caëp nuùt chuyeån maïch vaø trong moãi nuùt cuoäc noái naøy phaûi giöõ trong suoát cuoäc ñaøm thoaïi hoaëc truyeàn döõ lieäu cho ñeán khi ñöôïc keát thuùc. 3.\ Caùc phöông phaùp taïo tuyeán. Taïo tuyeán cho maïng chuyeån maïch maïch laø xaùc ñònh ñöôøng ñi töø thueâ bao goïi ñeán thueâ bao bò goïi qua moät chuoãi chuyeån maïch vaø trung keá. Coù hai phöông phaùp ñuoäc söû duïng laø taïo tuyeán luaân phieân coù phaân caáp vaø taïo tuyeán ñoäng khoâng gian caáp. a./ Taïo tuyeán luaân phieân coù phaân caáp (Alternate Hierarchical Routing). Caáu truùc phaân caáp goàm 5 lôùp (maïng ôû hoa kyø).
7. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Lôùp 1: Trung taâm mieàn (Regional center). Lôùp 2: Trung taâm vuøng (sectional center). Lôùp 3: Trung taâm caáp (Primary center ). Lôùp 4: Trung taâm ñöôøng daøi (Toll center). Lôùp 5: Toång ñaøi cuoái , toång ñaøi noäi haït (End office). Trung taâm mieàn Trung taâm vuøng Trung taâm caáp Trung taâm ñöôøng daøi Trung taâm mieàn noäi haït Hình 2.2 Toå chöùc maïng chuyeån maïch coâng coäng ôû Hoa Kyø Caùc thueâ bao ñöôïc noái tröïc tieáp ñeán caùc toång ñaøi noäi haït. Tröôùc ñaây trong maïng ñieän thoaïi coâng coäng ngöôøi ta duøng giaûi thuaät taïo tuyeán ñôn giaûn gioïi laø taïo tuyeán tröïc tieáp (Direct routing) theo quy luaät thieát laäp keát noái sau. • Neáu caû hao thueâ bao ñöôïc noái vôùi cuøng toång ñaøinoäi haït, thì noù seõ taïo keát noái (Switching). • Neáu caû hao thueâ bao ñöôïc noái vôùi cuøng toång ñaøinoäi haït khaùc nhau maø cuøng trung taâm ñöôøng daøi, thì keát noái seõ ñöôïc thieát laäp giöõa caùc toång ñaøi noäi haït thoâng qua trung taïm ñöôøng daøi vaø quaù trình seõ ñöôïc tieáp dieãn nhö vaäy cho ñeán khi tìm thaáy ñieåm chung. Caáu truùc naøy coù nhieàu nhöôïc ñieåm nhö: • ÔÛ giôø cao ñieåm, löu löôïn taäp trung töø caáp döôùi leân caáp treân seõ bò ngheõn. • Chaát löôïng cuûa tín hieäu giaûm neáu nhö soá chuyeån maïch vaø trung keá taêng leân • Chaát löôïng cuûa tín hieäu giaûm neáu nhö soá chuyeån maïch vaø trung keá taêng leân.
8. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Ñeå khaéc phuïc nhöôïc ñieåm keå treân coù hai phaàn töû ñöôïc theâm vaøo cho caáu truùc cô baûn ñaõ trình baøy ôû hình 2.2 Chuyeån maïch chuyeån tieáp ñöôïc duøng ñeå keát noáigiöõa caùc toång ñaøi noäi haït keá caän nhau. Nhieàu trung keá tieän ích cao (HU) ñöôïc duøng ñeå keát noái giöõa caùc trung taâm chuyeån maïch vôùi löu löôïng cao giöõa caùc nuùt. FINAL Trung taâm mieàn D Trung taâm mieàn E (Lôùp 1) (Lôùp 1) FINAL FINAL Trung taâm vuøng C HU6 Trung taâm vuøng F (lôùp 2) (Lôùp 2) HU5 FINAL FINAL Trung taâm caáp 1(B) HU4 Trung taâm caáp 1 (G) (Lôùp3) (Lôùp 3) FINAL FINA HU3 HU2 Trung taâmñöôøng daøi H Trung taâmñöôøng daøi A HU1 (Lôùp 4) (Lôùp 4) Noái ñöôøng Noái ñöôøng daøi Noái ñöôøng daøi daøi Trung Trung taâm ñaàu taâm cuoái chuyeån (Toång tieáp noäi ñaøi noäi haït haït) Lôùp 5 Telephone1 Telephone 2 Hình 2.3 Tìm ñöôøng luaân phieân coù phaân caùp Vôùi caùc thaønh phaàn ñöôïc theâm vaøo, ta coù theå duøng duøng giaûi thuaät luaân phieân coù phaân caáp ñeå tìm ñöôøng. Löu löôïng luoân luoân xuaát phaùt töø möùc thaáp nhaát cuûa maïng. Hình 2.3 chæ ra thöù töï cô sôû cuûa vieäc choïn löïa caùc ñöôøng ñi luaân phieân. Ñöôøng trung keá HU kí hieäu baèng caùc ñöôøng neùt ñöùt vaø maïng phaân caáp chính ñöôïc kí hieäu baèng caùc ñöôøng neùt ñaäm.
9. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Quy luaät cô baûn laø hoaøn taát keát noái ôû möùc thaáp nhaát, coù theå laø cuûa söï phaân caáp. Nhö vaäy töùc laø duøng caùc ñöôøng trung keá ít nhaát trong chuyeån caáp. b./ Taïo tuyeán ñoäng khoâng phaân caáp (Dunamic Nonhhierarchical Routing- DNHR ). Caáu truùc khoâng phaân caáp laø caáu truùc trong ñoù caùc nuùt chuyeån maïch maïch coù quan heä bình ñaúng nhö nhau. • Taát caû caùc nuùt ñeàu thöïc hieän cuøng chöùc naêng • Giaûi thuaät tìm ñöôøng phöùc taïp nhöng seõ meàm deûo hôn Giaûi thuaät taïo tuyeán ñoäng aùp duïng treân caác truùc khoâng nhaân caáp cho pheùp khaû naêng choïn ñöôøng döïa treân löu löôïng, Töùc laø choïn caùc ñöôøng coù löu löôïng ít hôn ñeå traùnh tröôøng hôïp bò ngheõn (Blooking) ñöôøng truyeàn. Löu löôïng coù theå coù theå laø quy luaät (Ví duï nhö giôø trong moät ngaøy, thôøi tieát ) hoaëc coù theå laø ngaãu nhieân. Muoán söû duïng giaûi thuaät taïo tuyeán ñoäng treân moät caáu truùc ñoàng ñaúng, maïng chuyeån maïch maïch coù khaû naêng sau: • Caùc chuyeån maïch phaûi ñöôïc caûi thieän ñeå coù khaû naêng taïo ra caùc quyeát ñònh taïo tuyeán ñoäng vaø phaûi coù khaû naêng truyeàn thoâng laãn nhau caùc thoâng tin traïng thaùi veà löu löôïng cho caùc phaàn khaùc nhau cuûa maïng. • Moät hoaëc nhieàu caùc trung taâm quaûn lyù laø caàn thieát ñeå xaùc ñònh ñöôøng vaø truyeàn ñi tieáp caùc thoâng tin taïo tuyeán ñoù • Kyõ thuaät ñieàu khieån baùo hieäu, hay laø caùc nghi thöùc, laø caàn thieát cho pheùp gôûi thoâng tin traïng thaùiveà löu löôïng ñeán trung taâm quaûn lyù maïng vaø cho caùc trunh taâm naøy phaûn hoài caùc thoâng tin veà taïo tuyeán ñeán caùc chuyeån maïch. 4./ Truyeàn tín hieäu ñieàu khieån (Control Signaling). Trong moät maïng duøng chuyeån maïch. Tín hieäu ñieàu khieån laø phöông tieän ñeå ñieàu haønh maïng vaø nhôø ñoù coù theå thieát laäp , duy trì vaø keát thuùc caùc cuoäc goïi. Giöõa thueâ bao vaø chuyeån maïch, giöõa caùc chuyeån maïch vôùi nhau, giöõa chuyeån maïch vaø trung taâm ñieàu haønh caàn phaûi trao ñoåi thoâng tin cho nhau ñeå quaûn lyù ñöôïc cuoäc goïi vaø toaøn maïng. Ñoái vôùi moät maïng thoâng tin coâng coäng roäng lôùn thì caàn moät sô ñoà truyeàn tín hieäu ñieàu khieån khaù phöùc taïp. Tín hieäu ñieàu khieån raát caàn thieát cho hoaït ñoäng cuûa moät maïng duøng chuyeån maïch. Moät khi maø maïng trôû neâ phöùc taïp thì chöùc naêng cuûa vieät truyeàn tín hieäu ñieàu khieån cuõng gia taêng theo. Caùc chöùc naêng, nhieäm vuï sau ñaây laø quan troïng nhaát: 1. Cho ta nghe ñöôïc thoâng tin cuûa thueâ bao, keå caû tieáng quay soá, tieáng chuoâng, tín hieäu baùo baän, . 2. Truyeàn soá ñaõ ñöôïc quay veà traïm chuyeån maïch (Switching offices ) ñeå noù thöïc hieän ñöôøng noái hoaøn taát. 3. Thoâng baùo giöõa caùc chuyeån maïch vôùi nhau raèng cuoäc goïi khoâng thöïc hieän ñöôïc.
10. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi 4. Truyeàn tín hieäu baùo baän. 5. Tín hieäu laøm rung chuoâng. 6. Truyeàn nhöõng thoâng tin cho muïc ñích thoâng baùo. 7. Thoâng tin veà tình traïng thieát bò hoaëc trung keá trong maïng. Thoâng tin naøy coù theå duøng ñeå taïo tuyeán vaø quaûn lyù maïch. 8. Thoâng tin trong vieät tìm choå hoûng vaø coâ laäp nhöõng phaàn ñoù. 9. Söï ñieàu khieån cuûa vaøi thieát bò ñaëc bieät nhö nhöõng thieát bò duøng keânh veä tinh. II./ Caùc chöùc naêng cuûa heä thoáng toång ñaøi. Maëc duø caùc heä thoáng toång ñaøi ñöôïc naâng caáp raát nhieàu töø khi noù ñöôïc phaùt minh ra, caùc chöùc naêng cô baûn cuûa noù nhö: xaùc ñònh caùc cuoäc goïi cuûa thueâ bao, keát noái thueâ bao goïi vôùi thueâ bao bò goïi vaø sau ñoù tieán haønh phuïc hoài traïng thaùi bang ñaàu khi cuoäc goïi ñaõ hoaøn taát. Heä thoáng toång ñaøi baèng nhaân coâng tieán haønh quùa trình naøy baèng tay, trong khi heä thoáng toång ñaøi töï ñoäng thöïc hieän caùc quùa trình naøy baèng ñieän töû. Cuï theå caùc cuoäc goïi ñöôïc phaùt ra vaø hoaøn thaønh thoâng qua toång ñaøi goàm caùc böôùc sau: • Nhaän daïng thueâ bao goïi: Toång ñaøi nhaän daïng thueâ bao goïi khi thueâ bao nhaát oáng nghe vaø sau ñoù thueâ bao ñöôïc noái vôùi maïch ñieàu khieån. • Tieáp nhaän soá ñöôïc quay: Khi ñaõ noái vôùi maïch ñieàu khieån, thueâ bao chuû baéc ñaàu nghe thaáy tín hieäu môøi quay soá vaø sau ñoù chuyeån soá ñieän thoaïi cuûa thueâ bao bò goïi ñeán toång ñaøi. Toång ñaøi tieáp nhaän soá thueâ bao naøy. • Keát noái cuoäc goïi: Khi thueâ boao bò goïi ñaõ ñöôïc xaùc ñònh, toång ñaøi seõ choïn moät boä phaän caùc ñöôøng trung keá ñeán toång ñaùi thueâ bao bò goïi vaø sau ñoù choïn moät ñöôøng roåi trong soá ñoù ñeå keát noái. Khi thueâ bao bò goïi naèm trong toång ñaøi noäi haït thì cuoäc goïi noäi haït ñöôïc söû duïng. • Chuyeång thoâng tin ñieàu khieån: Khi ñöôïc noái vôùi toång ñaøi cuûa thueâ bao bò goïi hay toång ñaøi trung chuyeån, caû hai toång ñaøi trao ñoåi vôùi nhau caùc thoâng tin caàn thieát nhö soá thueâ bao bò goïi. • Keát noái trung chuyeån: Trong tröôøng hôïp toång ñaøi ñöôïc keát noái ñeán toång ñaøi trung chuyeån, hai böôùc treân ñöôïc laëp laïi ñeå noái vôùi traïm cuoái vaø sau ñoù thoâng tin ñöôïc truyeàn ñi. • Keát noái traïm cuoái: Boä ñieàu khieån traïng thaùi maùy baän cuûa thueâ bao bò goïi ñöôïc hoaït ñoäng (neáu maùy baän) hay keát noái baèng moät ñöôøng trung keá roåi (neáu maùy khoâng baän). • Truyeàn tín hieäu chuoâng: Ñeå keát noái cuoäc goïi, tín hieäu chuoâng ñöôïc truyeàn vaø chôø cho ñeán khi coù traû lôøi töø thueâ bao bò goïi. Khi coù traû lôøi tín hieäu chuoâng bò ngaét vaø thueâ bao goïi ñöôïc chuyeån thaønh traïng thaùi baän. • Tính cöôùc: Toång ñaøi chuû goïi tính toaùn giaù trò cöôùc theo khoaûng caùch vaø theo thôøi gian.
11. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi • Truyeàn tín hieäu baùo baän: Khi taát caû caùc ñöôøng trung keá ñeàu ñaõ bò chieám theo caùc böôùc treân daây hoaëc thueâ bao bò goïi baän thì tín hieäu baùo baän ñöôïc truyeàn ñeán thueâ bao chuû goïi. • Hoài phuïc heä thoáng: Traïng thaùi naøy ñöôïc xaùc ñònh khi cuoäc goïi ñöôïc keát thuùc. Sau ñoù taát caû caùc ñöôøng noái ñeàu ñöôïc giaûi phoùng. Nhö vaäy caùc böôùc cô baûn cuûa heä thoáng toång ñaøi ñeå xöû lyù caùc cuoäc goïi ñaõ ñöôïc trình baøy. Trong heä thoáng toång ñaøi ñieän töû nhieàu dòch vuï môùi ñöôïc theâm vaøo cuøng vôùi caùc chöùc naêng treân. 1./ Phöông thöùc laøm vieäc giöõa caùc toång ñaøi vaø caùc thueâ bao. Nhaän daïng thueâ bao goïi nhaát maùy: Toång ñaøi nhaän daïng traïng thaùi cuûa thueâ bao thoâng qua söï bieán ñoåi toång trôû maïch voøng cuûa ñöôøng daây. Khi thueâ bao ôû traïng thaùi gaùc maùy (on hook) thì toång trôû cuûa ñöôøng daây voâ cuøng lôùn (hôû maïch). Khi thueâ bao nhaát maùy (off hook) ñieän trôû maïch voøng khoaûng töø 150 Ω ñeán 1500Ω (thöôøng laø 600 Ω ). Toång ñaøi nhaän bieát ñöôïc söï thay ñoåi naøy thoâng qua boä caûm bieán traïng thaùi ñöôøng daây thueâ bao. Khi thueâ bao goïi nhaát maùy thì toång ñaøi seõ caáp tính hieäu môøi goïi (dial tone) treân ñöôøng daây deán thueâ bao, chæ khi nhaän tín hieäu naøy thì thueâ bao môùi quay soá, soá coù theå quay döôùi daïng DTMS hoaëc FULFE. Toång ñaøi nhaän caùc soá do thueâ bao gôûi ñeán vaø kieåm tra, neáu soá ñaàu naèm trong taäp theå soá thueâ bao cuûa toång ñaøi thì toång ñaøi thöïc hieän cuoäc goïinoäi ñaøi. Ngöôïc laïi thì noù thöïc hieän cuoäc goïi lieân ñaøi thoâng qua trung keá giöõ toaøn boä phaàn ñònh vò quay soá toång ñaøi coù thueâ bao bò goïi. Neáu soá ñaàu laø maõ thì chöùc naêng ñaëc bieät cuûa toång ñaøi seõ thöïc hieän caùc chöùc naêng coù theå thöïc hieän thueâ bao. Neáu thueâ bao bò goïi khoâng thoâng thoaïi hoaëc caùc ñöôøng daây keát noái bò baän thì toång ñaøi caáp tín hieäu baùo baän (Busy Tone) veà cho thueâ bao goïi. Ngöôïc laïi, toång ñaøi caáp tín hieäu chuoâng cho thueâ bao bò goïi vaø tín hieäu hoài aâm chuoâng (Ring Back Tone) cho thueâ bao goïi. Khi thueâ bao bò goïi nhaát maùy thì toång ñaøi bieát tín hieäu naøy vaø caét doøng chuoâng kieäp thôøi ñeå traùnh hö hao cho thueâ bao, ñoàng thôøi caét Ring Back Tone ñeán thueâ bao goïi vaø keát noái thoâng thoaïi cho hai thueâ bao. Khi hai thueâ bao thoâng thoaïi, coù moät thueâ bao gaùc maùy, toång ñaøi caét thoâng thoaïi moät thueâ bao vaø caáp aâm hieäu Busy Tone cho thueâ bao coøn laïi, giaûi toûa caùc thieát bò phuïc vuï thoâng thoaïi. Khi thueâ bao coøn laïi gaùc maùy , toång ñaøi ngaét Buisy Tone vaø keát thuùc chöông trình phuïc vuï thueâ bao. 2./ Voøng noäi boä vaø tín hieäu baùo hieäu treân ñöôøng daây thueâ bao. a./ Voøng noäi boä. Voøng noäi boä cuûa thueâ bao laø moät ñöôøng hai daây caân baèng noái vôùi ñaøi cuoái. Trôû khaùng ñaëc tính khoaûng 500 Ω ñeán 1000 Ω (thöôøng laø 600 Ω ).
12. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Moät nguoàn chung cuûa ñaøi cuoái cung caáp nguoàn 48VDC cho moãi voøng thueâ bao. Hai daây daãn ñöôïc noái vôùi Tip vaø Ring, thuaät ngöõ duøng ñeå moâ taû jack ñieän thoaïi. Hình 2.4 minh hoïa voøng noäi boä vaø jack caém ñieän thoaïi . Ñöôøng Ring coù ñieän theá – 48V ñoái vôùi Tip. Tip ñöôïc noái ñaát (chæ noái vôùi DC) ôû ñaøi cuoái. « +tip 48 -ring Hình 2.4 Ñöôøng Tip vaø Ring cuûa voøng noäi boä Khi thueâ bao nhaát maùy (off hook) laøm ñoùng tieáp ñieåm chuyeån maïchtaïo neân moät doøng ñieän xaáp sæ 20mA DC chaïy trong voøng thueâ bao. ÔÛ cheá ñoä off hook, ñieän theá rôi treâ ñöôøng tip vaø ring khoaûng töø 4V ñeán 9V ôû thieát bò ñaàu cuoái cuûa thueâ baoñieän thoaïi. Tín hieäu thoaïi aâm taàn ñöôïc truyeàn treâ moãi höôùng cuûa ñöôøng daây khi coù söï thay ñoåi nhoû cuûa doøng ñieän voøng. Söï thay ñoåi cuûa doøng ñieän goàm tín hieäu AC choàng chaäp vôùi doøng ñieän voøng DC. b./ Caùc tín hieäu baùo hieäu cuûa toång ñaøi. • Tín hieäu chuoâng. Tín hieäu chuoâng laø tín hieäu xoay chieàu hình sin thöôøng coù taàn soá 25Hz. Tuy nhieân noù coù theå cao ñeán 60 Hz hoaê6c thaáp hôn 16 Hz. Dieän aùp cuûa tín hieäu chuoâng cuõng thay ñoåi töø 40 VRMS ñeán 130 VRMS , thöôøng laø 90 VRMS. Tín hieäu chuoâng ñöôïc goûi ñeán theo daïng xung, thöôøng laø 1 giaây coù 2 giaây khoâng (nhö hình veõ). Hoaëc coù theå thay ñoåi tuøy toång ñaøi. V 2s 1s 48V S
13. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi • Tín hieäu môøi quay soá (Dial Tone): Ñaây laø tín hieäu hình sin taàn soá f = 425Hz ± 25Hz, bieân ñoä saáp xæ 3V treân neàn DC 4V, phaùt lieân tuïc. V S Tín hieäu baùo baän (Busy Tone): Tín hieäu baùo baän laø tín hieäu hình sin taàn soá f = 425Hz ± 25Hz, bieân ñoä khoaûng 3V treân neàn DC 4V ngaét quaõng 0.5s coù, 0,5s khoâng. V 0.5s 0.5s S • Tín hieäu hoài aâm chuoâng (Ring Back Tone): Tín hieäu hoài aâm chuoâng laø tín hieäu hình sin taàn soá f = 425Hz ± 25Hz, bieân ñoä khoaûng 3V treân neàn DC 4V ngaét quaõng 1s coù, 2s khoâng. V 1s 2s 4V S • Goïi sai soá: Neáu baïn goïi nhaàm moät s61 maø soá ñoù khoâng toàn taïi thì baïn se nhaän ñöôïc moät tín hieäu xung coù chu kyø 1Hz vaø taàn soá töø 200Hz ñeán 400Hz. Hoaëc ñoái vôùi caù heä thoáng dieän thoaïi ngaøy nay baïn seõ nhaän ñöôïc caâu thoâng baùo baèng lôøi noùi “ Soá maùy quùy khaùch vöøa goïi khoâng coù thöïc, môøi quùy khaùch kieåm tra laïi hoaëc goïi soá 145” . • Caùc kieåu quay soá Khi ñaøi cuoái phaùt hieän traïng thaùi off hook, xung môøi quay soá (Dial Tone) ñöôïc phaùt ñeán voøng thueâ bao, ñoàng thôøi toång ñaøi nhaän caùc soá cuûa voøng thueâ bao ñöôïc goïi. Tín hieäu baùo coù theå duøng xung (Ñóa quay soá) hoaëc moãi soá coù theå maõ hoùa
14. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi taàn soá baèng caùch söû duïng caùc caëp taàn soá hoaëc xung ñaëc bieäc. Phöông phaùp thích hôïp cho vieäc quay soá baèng phím baám (Tuioch Tone) laø DTMF ( Dial Tone Multi Frequency ) quay baèng xung taàn soá keùp. Trong quay soá baèng ñóa quay, maïch voøng ñöôïc ñoùng hoaëc ngaét bôûi moät chuyeån maïch ñöôïc noái vôùi moät cô caáu quay soá. Caùc chuoåi xung ñoàng nhaát ñöôïc taïo ra töông öùng vôùi soá ñöôïc quay (hình 2.5). Thôøi gian cuûa moãi chu kyø thöôøng laø 100ms, trong ñoù 40% chu kyø laøm vieäc. Do ñieàu khieån baèng tay neân thôøi gian giöõa caùc soá lieân tieáp coù theå thay ñoåi töø 0.5 ñeán 1 giaây. 3 20mA 0mA 100ms Hình 2.5 Caùc xung quay soá cuûa soá 2 Khi söû duïng DTMF ñeå quay soá, caùc soá ñöôïc maõ hoùa vôùi töøng caëp taàn soá rieâng bieät böôïc phaùt ñoàng thôøi vôùi moãi soá. Moãi caëp taàn soá xuaát hieän toái thieåu 40ms, thôøi gian toái thieåu giöõa caùc soá laø 60ms. Sai soá cho pheùp cuûa moåi caëp taàn soá laø 1.5%. Quay soá baèng phím baám coù theå nhanh hôn 10 laà so vôùi quay baèng ñóa quay. High Tone Group 1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz 697HZ 1 2 3 A 770HZ 4 5 6 B 852HZ 7 8 9 C ToneGroup Low 941Hz * 0 # D Hình 2.6 Caùc caëp taàn soá DTMF
15. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi 3./ Caùc ñaëc tính cô baûn cuûa maïng ñieän thoaïi. Ñeå baùo hieäu toát traïng thaùi on/off hook, tín hieäu quay soá vaø aâm hieäu chuoâng, ñieän trôû noái tieáp cuûa maïch voøng khoâng ñöôïc vöôïc quùa 1300Ω (Bao goàm ñieän trôû maïch voøng, ñieän thoaïi vaø caùc cuoän phuï taûi). Moät voøng 7Km söû duïng daây 24 coù ñieän trôû laø 1200 Ω . Söï maát maùt tín hieäu cho pheùp giöõa thueâ bao vaø ñaøi cuoái lôùn nhaát khoaûng 9dB. Söï maát maùt tín hieäu treân ñöôøng daây côû 24 khoâng coù phuï taûi khoaûng 1.4 dB/Km. • Tieáng doäi (echo): Nghe tieáng doäi doïng noùi cuûa chính mình tong khi söû duïng ñieän thoaïi thì raát khoù chòu. Tieáng doäi laø keát quûa cuûa söï phaûn xaï tín hieäu xaûy ra taïi nhöõng ñieåm khoâng phoái hoäp trôû khaùng doïc theo maïng ñieän thoaïi. Noùi chung thôøi gian treå cuûa tieáng doäi daøi hôn vaø tín hieäu tieáng doäi maïnh hôn seõ laøm nhieãu loaïn ñeán ngöôùi noùi nhieàu hôn. Söï phoái hôïp trôû khaùng treân ñöôøng truyeàn thöôøng xaáu nhaát treân caùc voøng thueâ bao vaø taïi nôi giao tieáp vôùi daøi cuoái. ÔÛ ñaây vieäc phoái hôïp trôû khaùng raát khoù ñieàu khieån vì chieàu daøi cuûa voøng thueâ bao vaø caùc thieát bò cuûa thueâ bao quùa khaùc nhau. Nhöng tieáng doäi nghe ñöôïu bôûi ngöôøi noùi ñaõ ñöôïc suy giaûm hai laàn töø ngöôøi noùi ñeán ngöôøi nghe vaø ngöôïc laïi. Ñeå thôøi gian treå ngaén ngöôøi ta theâm vaøo caùc boä suy hao ñeå laøm giaûm möùc tieáng doäi. Treân caùc ñöôøng truyeàn daøi ngöôøi ta phaûi söû duïng caùc boä trieät tieáng doäi ñaëc bieät. Tín hieäu doäi töø ngöôøi noùi ñöôïc boä suy hao nhaän bieát vaø laøm suy giaûm ñeán 60dB treân ñöôøng veà. Boä trieät tieáng doäi seõ bò voâ hieäu hoùa (khöû hoaït) vaøi phaàn ngaøn giaây sau khi ngöôøi noùi ñaõ ngöng noùi. Boä trieät tieáng doäi cuõng coù theå bò khoùa neáu ngöôøi noùi vaø ngöôøi nghe ôû caùch xa nhau. • Daõi thoâng (Band): Daõi thoâng cuûa maïng ñieän thoaïi xaáp xæ 300Hz ÷ 3400Hz. Daõi taàn soá naøy töông öùng vôùi phoå cuûa tín hieäu tieáng noùi . • Caùc cuoän phuï taûi: Ñoái vôùi moät ñöôøng truyeàn hai daây, khi phaân tích chi tieát ta thaái raèng söï suy hao cuûa moät ñöôøng daây coù theå giaûm neáu cuoän caûm L coù theå taêng leân. Do ñoù, ñeå giaûm söï suy hao cuûa moät ñöôøng daây, ngöôøi ta ñaëc noái tieáp vôùi ñöôøng daây caùc cuoän caûm rôøi raïc hay taäp trung, goïi laø cuoän phuï taûi. Caùc cuoän daây ñöôïc ñaëc ôû caùc dieåm caùch ñeàu nhau ñeå ñaït ñöôïc hieäu quûa mong muoán. Moät daïng saép xeáp ñieån hình laø söû duïng caùc cuoän caûm 88mH daëc caùch nhau 1.8Km. Suy hao tín hieäu caùc möùc coâng suaát vaø nhieãu: Treân maïng ñieän thoaïi coù n chuyeån maïch, söï maát maùt coâng suaát tín hieäu giöõa caùc thueâ bao bieán ñoäng maïnh trong khoaûng töø 10dB ñeán 25dB. Söï bieán ñoäng theo thôøi gian giöõa hai thueâ bao baát kyø nhoû hôn ± 60dB. Tyû soá tín hieäu treân nhieãu S/N cuõng quan troïng nhö ñoä lôùn cuûa tín hieäu thu ñöôïc. Ñeå tín hieäu thu coù theå tin caäy ñöôïc, tyû soá S/N phaûi ít nhaát laø 30 :1 (29,5dB). Haàu heát nhieãu treân maïng ñieän thoaïi coù theå chia laøm ba loaïi: • Nhieãu nhieät vaø taïp aâm: Do söï phaùt xaï cuûa linh kieän boä khueát ñaïi , laø tieáng oàn ngaãu nhieân môû roäng ñöôïc taïo ra do söï chuyeån ñoäng vaø dao ñoäng cuûa caùc haït mang ñieän tích trong caùc thaønh phaàn khaùc nhau cuûa maïng.
16. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi • Nhieãu ñieàu cheá noäi vaø xuyeân aâm: Laø keát quûa cuûa söï giao thoa tín hieäu mong muoán vôùi caùc tín hieäu khaùc treân maïng. Caùc tín hieäu giao thoa naøy ôû treân moät ñoâi caùp keà caän vôùi ñoâi caùp ñang söû duïng cho tín hieäu mong muoán, hoaëc caùc tín hieäu ñöôïc ñieàu cheá treân caùc soùng mang keà caän trong heä thoáng DTMF. • Nhieãu xung: Bao goàm caùc xung ñieän aùp hay caùc xung nhaát thôøi ñöôïc taïo ra chuû yeáu bôûi chuyeån maïch cô hoïc trong toång ñaøi, söï taêng voït cuûa ñieän aùp nguoàn hoaëc tia chôùp Vieäc giaûm toái thieåu aûnh höôûng cuûa tieáng oàn treân tín hieäu thu laø ñieàu coù theå thöïc hieän baèng caùch söû duïng vieäc truyeàn caùc möùc coâng suaát cao coù theå coù. Tuy nhieân caùc möùc tín hieäu cao treân maïng seõ laøm taêng söï ñieàu cheá noäi vaø xuyeân aâm. III./ Khaùi quaùt chung veà maùy ñieän thoïa. 1./ Nguyeân Lyù Thoâng Tin Ñieän Thoaïi Thoâng tin ñieän thoaïi laø quaù trình tieáng noùi töø nôi xa ñeán nôi khaùc, baèng doøng ñieän qua maùy ñieän thoaïi. Maùy ñieän thoaïi laø thieát bò ñaàu cuoái cuûa caùc maïng thoâng tin ñieän thoaïi. 2./ Sô Ñoà Maïch Ñieän Maïch ñieän thoaïi ñôn giaûn goàm: - OÁng noùi. - OÁng nghe. - Nguoàn ñieän. - Ñöôøng daây. Ñöôøng daây oáng nghe soùng aâm Hình 3.1 Sô ñoà maùy ñieän thoaïi ñôn a./ Nguyeân lyù hoaït ñoäng Khi ta noùi tröôùc oáng noùi cuûa maùy ñieän thoaïi, dao ñoäng aâm thanh cuûa tieáng noùi seõ taùc ñoäng vaøo maøng rung cuûa oáng noùi laøm cho oáng noùi thay ñoåi, xuaát hieän doøng ñieän bieán ñoåi töông öùng trong maïch. Doøng ñieän bieán ñoåi naøy ñöôïc truyeàn qua ñöøng daây tôùi oáng nghe cuaû maùy bò goïi, laøm cho maøng rung cuûa oáng nghe dao ñoäng, lôùp
17. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi khoâng khí tröôùc maøng rung dao ñoäng theo phaùt ra aâm thanh taùc ñoäng ñeán tai ngöôøi nghe vaø quaù trình truyeàn daãn ngöôïc laïi cuõng töông töï. b./ Nhöõng yeâu caàu cô baûn veà maùy ñieän thoaïi. Khi thu phaùt tín hieäu chuoâng thì boä phaän ñaøm thoaïi phaûi ñöôïc taùch rôøi ñöôøng ñieän, teân ñöôøng daây chæ coù tín hieäu chuoâng. Khi ñaøm thoaïi boä phaän phaùt vaø tieáp nhaän tín hieäu chuoâng phaûi ñöôïc taùch rôøi ñöôøng ñieän, teân ñöôøng daây chæ coù doøng ñieän thoâng thoaïi. Maùy phaûi phaùt ñöôïc maõ soá thueâ bao bò goïi tôùi toång ñaøi vaø phaûi nhaän ñöôïc tín hieäu chuoâng töø toång ñaøi ñöa tôùi. ÔÛ traïng thaùi nghó maùy thöôøng tröïc ñoùng nhaän tín hieäu chuoâng töø toång ñaøi. Ngoaøi ra maùy caàn phaûicheá taïo ñôn giaûn, goïn nheï, beàn ñeäp, tieän lôïi cho ngöôøi söû döïng c./ Nhöõng chöùc naêng cô baûn cuûa maùy ñieän thoaïi. 1. Chöùc naêng baùo hieäu: baùo cho ngöôøi söû duïng bieát toång ñaøi ñaõ saün saøng tieáp nhaän hoaëc chöa tieáp nhaän cuoäc goïi ñoù baèng caùc aâm hieäu (tone môøi quay soá, tone baùo baän). 2. Phaùt maõ soá thueâ cuûa bao bò goïi vaøo toång ñaøi baèng caùch thueâ bao chuû goïi aán soá hay quay soá treân maùy ñieän thoaïi. 3. Thoâng baùo cho ngöôøi söû duïng ñieän thoaïi bieát tình traïng dieãn bieán vieäc keát noái maïch baèng caùc aâm hieäu chuoâng, aâm hieäu baùo baän. 4. Baùo hieäu chuoâng keâu, tieáng nhaïc, tieáng ve keâu, cho thueâ bao bò goïi bieát laø coù ngöôøi ñang goïi mình. 5. Bieán aâm thanh thaønh tín hieäu, thaønh phaùt sang maùy ñoái phöông vaø chuyeån tín hieäu ñieän töø maùy ñoái phöông tôùi thaønh aâm thanh. 6. Baùo hieäu cuoäc goïi keát thuùc. 7. Khöû traéc aâm, choáng tieáng doäi, tieáng ken, tieáng clíc khi phaùt xung quay soá. 8. Töï doäng dieàu chænh aâm löôïng vaø phoái hôïp trôû khaùng vôùi ñöôøng daây. Ngoaøi ra coøn coù moät soá chöùc naêng khaùc nhö : Heä thoáng vi xöû lí, heä thi61ng ghi aâm, maøn hình vaø caùc heä thoáng hoå trôï truyeàn daãn laøm cho maùy coù raát nhieàu dòch vuï raát tieän lôïi. Cuï theå nhö: Chuyeån tín hieäu tính cöôùc ñeán toång ñaøi. Goïi ruùt ngaén ñòa chæ. Nhôù soá thueâ bao ñaëc bieät. Goïi laïi 3./ Phöông phaùp xaây döïng moät maïch ñieän cho moät maùy ñieän thoaïi. Baát kì noät maùy ñieän thoaïi naøo ñeàu phaûi coù hai phaàn maïch ñieän cô baûn, ñoù laø maïch thu, maïch phaùt tín hieäu chuoâng vaø tín hieäu ñaøm thoaïi. Vì vaäy ñeå xaây döïng maïch ñieän cho maùy ñieän thoaïi, ngöôøi ta söû duïng caùc phöông phaùp sau:
18. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi a. Phöông phaùp hôû maïch. Phöông phaùp naøy ñöôïc trình baøy ôû sô ñoà sau: 3 S 2 a 1 N.N T.H b Hình 3.7 Sô ñoà phöông phaùp hôû T.H : Maïch maïch tín hieäu chuoâng . N.N : Maïch ñaøm thoaïi . S : Tieáp ñieåm toå hôïp . Traïng thaùi chôø: Toå hôïp ñaëc treân giaù ñôû cuûa maùy, nuùt 1 gaùc toå hôïp laøm tieáp dieån S2 chaäp S1. Maïch thu chuoân ñöôïc ñaáu thöôøng tröïc leân ñöôøng daây ñeå nhaän tín hieäu chuoâng töø toång ñaøi phaùt ñeán, S3 taùch maïch ñaøm thoaïi ra khoûi ñöôøng daây. Traïng thaùi ñaøm thoaïi. Thueâ bao nhaát toå hôïp leân khoûi giaù ñôû, nuùt gaùt toå hôïp laøm tieáp dieåm S2 chaäp S3, maïch ñaøm thoaïi ñöôïc ñaáu vaøo ñöôøng daây. S1 taùch maïch chôø tín hieäu chuoâng. b. Phöông phaùp chaäp maïch. Phöông phaùp naøy ñöôïc trình baøy nhö sau: T.H 1 2 S 3 N.N Hình 2.9 Phöông phaùp chaäp Traïng thaùi chôø chuoâng.
19. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Toå hôïp ñaët treân giaù ñôû cuûa maùy, laøm S2 chaäp S3. Maïch thu chuoâng ñöôïc ñaáu leân ñöôøng daây, coøn maïch ñaøm thoaïi bò ñoaûn maïch. Traïng thaùi ñaøm thoaïi. S2 chaäp S1, do vaäy maïch ñaøm thoaïi ñöôïc ñaáu leân ñöôøng daây coøn maïch thu chuoâng bò ñoaûn. 4./ Sô löôïc veà maùy aán phieâm thoâng thöôøng. Maùy aán phím thoâng thöôøng goàm caùc boä phaän sau. a. Maïch choáng quaù aùp. Choáng ñieän aùp do ñöôøng daây ñieän thoaïi traïm vaøo maïng ñieän löïc hoaëc saám seùt aûnh höôûng laøm hoûng maùy. b. Maïch chuoâng. Thu tín hieäu chuoâng do toång ñaøi göûi ñeán, naén thaønh doøng moät chieàu, loäc phaúng vaø caùch ñieän cho maïch dao ñoäng taàng soá chuoâng aâm taàng, khueách ñaïi roài ñöa ra loa hoaëc ñóa phaùt aâm baùo hieäu cho thueâ bao bieát coù cuoäc goïi ñeán. Maïch chuoâng coù tín choïn loäc taàn soá vaø tín phi tuyeán sao cho noù chæ laøm vieäc vôùi doøng chuoâng maø khoâng lieân quan ñeán doøng moät chieàu, doøng ñaøm thoaïi, tín hieäu nhaän soá ñeå traùnh ñoäng taùc nhaàm. c. Maïch choáng ñaûo cöïc . Ñeå caáp ñieän aùp moät chieàu töø toång ñaøi ñöa ñeán caùc khoái cuûa maùy ñieän thoïai maø luoân luoân coù cöïc tính coá ñònh, ñeå choáng ngöôïc nguoàn laøm hoûng IC trong maùy ñieän thoaïi. Maïch thöôøng duøng caàu diode. d. Chuyeån maïch nhaác, ñaët ñöôïc ñieàu khieån baèng nuùt gaùc toå hôïp ÔÛ traïng thaùi nghæ, toå hôïp ñaët treân maùy ñieän thoaïi (on hook), maïch thu chuoâng ñöôïc ñaáu leân ñöôøng daây thueâ bao ñeå thöôøng tröïc chôø ñoùn doøng chuoâng töø toång ñaøi goïi tôùi, coøn caùc maïch khaùc (aán phím, choïn soá, ñaøm thoaïi ) bò ngaét ra khoûi ñöôøng daây. Trôû khaùng moät chieàu ôû traïng thaùi on –hook RDC=20K Ω ÔÛ traïng thaùi laøm vieäc, toå hôïp ñöôïc nhaác leân (off-hook), maïch thu chuoâng bò ngaét, caùc maïch khaùc ñaáu vaøo maïch daây thueâ bao (choïn soá vaø ñaøm thoaïi ) RDC < 2 K Ω , thöôøng laø 100 Ω ñeán 400 Ω . Chuyeån maïch nhaác, ñaët coù theån baèng cô khí , töø quang tuyø theo loaïi maùy. e. Boä phaùt aâm hieäu. Laøm baèng ñóa quay soá hay baèng baøn phím ñeå phaùt hieän tín hieäu choïn soá cuûa thueâ bao bò goïi tôùi toång ñaøi ôû daïng xung thaäp phaân (pluse) hay tone (tín hieäu DTMF). f. Maïch dieät tieáng keng , clíc. Khi goïi soá, do aûnh höôûng cuûa tín hieäu xung choïn soá vaøo maïch thu chuoâng keâu leng keng. Vì vaäy caàn phaûi dieät tieán ñoäng naøy baèng caùch ngaét maïch thu chuoâng khi phaùt tín hieäu choïn soá. Khi phaùt tín hieäu choïn soá coøn xuaát hieän caùc xung soá caûm öùng
20. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi vaøo oáng nghe laøm noù keâu loïc coïc, ñoù laø tieán clíc. Do vaäy khi choïn soá caàn ngaét maïch ñaøm thoaïi. g. Maïch ñieàu chænh aâm löôïng. Do ñoä daøi cuûa ñöôøng daâythueâ bao bieán ñoån neân suy hao cuûa noù cuõng bieán ñoåi, neáu ñöôøng daây thueâ bao caøng daøi thì suy hao tín hieäu thoaïi caøng lôùn daãn ñeán ñoä nghe roõ bò giaûm. Hoaëc ñöôøng daây quaù ngaén, tín hieäu thoaïi qua maïch coù theå gaây töï kích. Vì vaäy, ñeå khaéc phuïc hieän töôïng ñoù trong caùc maùy ñieän thoaïi nguôøi ta thieát keá caùc boä khueách ñaïi noùi, nghe coù boä phaän AGC (töï ñoäng ñieàn chænh ñoä lôïi) ñeå ñieàu chænh heä soá khueách ñaïi phuø hôïp. Neáu maùy ôû xa toång ñaøi, ñieän trôû voøng ñöôøng daây lôùn thì heä soá khueách ñaïi nghe, noùi phaûi lôùn. Coøn maùy ôû gaàn toång ñaøi thì heä soá khueách ñaïi nghe, noùi phaûi giaûm xuoáng. h. Maïch ñaøm thoaïi. Goàm oáng noùi, oáng nghe, maïch khueách ñaïi noùi, nghe duøng cho vieäc ñaøm thoaïi giöõa hai thueâ bao. i. maïch sai ñoäng. Phaân maïch noùi nghe, keát hôïp vôùi maïch caâng baèng ñöôøng daây ñeå khöû traéc aâm.
21. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Chöông III KHAÛO SAÙT VI ÑIEÀU KHIEÅN 8951 I./ Giôùi thieäu caáu truùc phaàn cöùng. 1./ Giôùi thieäu hoï MCS-51 vaø caáu truùc MCS-51. MCS-51 laø hoï IC vi dieàu khieån do haõng Inter saûn xuaát. Caùc IC tieâu bieåu cho hoï laø 8051 vaø 8031. Caùc saûn phaûm MCS-51 thích hôïp cho nhöõng ñieàu khieån. Vieäc xöû lyù treân Byte vaø caùc toaùn soá hoïc ôû caáu truùc döõ lieäu nhoû ñöôïc thöïc hieän baèng nhieàu cheá ñoä truy xuaát döõ lieäu nhanh treân RAM noäi. Taäp leänh cung caáp moät baûn tieän duïng cuûa nhöõng leänh soá hoïc 8 Bit goàm caû leänh nhaân vaø leänh chia. Noù cung caáp nhöõng hoå trôï môû roäng treân Chip duøng cho nhöõng bieán moät Bit nhö laø kieåu döõ lieäu rieâng bieät cho pheùp quaûn lyù vaø kieåm tra Bit tröïc tieáp trong ñieàu khieån vaø vaø nhöõng heä thoáng logic ñoøi hoûi xöû lyù luaän lyù. 8951 laø moät vi ñieàu khieån 8 Bit, cheá taïo theo coâng ngheä CMOS chaát löôïng cao, coâng suaát thaáp vôùi 4KB PEROM (Flash Progammable And Erasable Read Memory). Thieát bò naøy ñöôïc cheá taïo baèng caùch söû duïng boä nhôù khoâng boác hôi maät ñoä cao cuûa ATMEL vaø töông thích vôùi chuaån coâng nghieäp MCS-51 veà taäp leänh vaø caùc chaâng ra. PEROM ON-CHIP cho pheùp boä nhôù laäp trình trong heä thoáng hoaëc bôûi moät laäp trình vieân bình thöôøng. Baèng caùch keát hôïp moät CPU 8 Bit vôùi moät PEROM treân moät Chip ñôn, ATMEL AT89C51 laø moät vi ñieàu khieån maïnh (coù coâng suaát lôùn ) maø noù cung caáp moät söï linh ñoäng cao vaø giaûi phaùp veà giaù caû ñoái vôùi nhieàu öùng duïng vi ñieàu khieån. Caùc ñaëc ñieåm cuûa 8951 ñöôïc toùm taét nhö sau: Boä nhôù coù theå laäp trình laïi nhanh. Coù khaû naêng tôùi 1000 chu kyø ghi xoùa. Taàn soá hoaït ñoäng töø 0Hz ñeán 24Hz. 2 boä Timer/counter 16 Bit. 128 Byte RAM noäi. 4 Port xuaát/ nhaäp I/O 8 bit Giao tieáp noái tieáp. 64 Kb vuøng nhôù maõ ngoaøi. 64 Kb vuøng nhôù döõ lieäu ngoaïi. Xöû lyù Boolean (hoaït ñoäng treân bit ñôn). 210 vò trí nhôù coù theå ñònh vò bit µs cho hoaït ñoäng nhaân hoaëc chia. * Sô ñoà khoái cuûa AT89C51 ñöôïc trình baøy nhö sau
22. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi INT1 INT0 SERIAL PORT TIMER0 TIMER1 TIMER2 T2EX 8032\8052 TEMER2 128 byte T2 8032\8052 RAM 8032\8052 ROM OK: TIMER1 8031\8032 T1 4K:8951 INTERRUPT OTHER 128 byte TIMER1 8K:8052 T0 CONTROL REGISTER RAM CPU OSCILATOR BUS CONTROL I/O PORT SERIAL PORT EA ALE RST PSEN P0 P1 P2 P3 TXD RXD Address\Data Hình 3.1 Sô ñoà khoái cuûa AT89C51 2./ Sô ñoà chaân vaø chöùc naêng. a. Sô ñoà chaân:
23. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi 39 P0.0/AD0 P2.0/A 8 21 38 P0.1/AD1 P2.0/A 9 22 37 P0.2/AD2 P2.0/A 10 23 36 P0.3/AD3 P2.0/A 11 24 35 P0.4/AD4 P2.0/A 12 25 34 P0.5/AD5 P2.0/A 13 26 33 P0.6/AD6 P2.0/A 14 27 32 P0.7/AD7 P2.0/A 15 28 1 P0.0 P3.0/RXD 10 2 P0.1 P3.0/TXD 11 3 P0.2 P3.0/I/NTO 12 4 P0.3 P3.0I/NT1 13 5 P0.4 P3.0/TO 14 6 P0.5 P3.0/T1 15 7 P0.6 P3.0/WR 16 8 P0.7 P3./0RD 17 19 XTAL1 PSEN 29 18 30 XTAL2 ALE/PROG 9 31 RST EA/VPP AT89C51 Hình 3.2 Sô ñoà chaân AT89C51 b. Chöùc naêng caùc chaân cuûa 89C51 8951 coù taát caû 40 chaân coù chöùc naêng nhö caùc ñöôøng nhaäp xuaát . Trong ñoù coùc 24 chaân coù taùc duïng keùp (nghóa laø moät chaân coù hai chöùc naêng), moãi ñöôøng coù theå hoaït ñoäng nhö ñöôøng xuaát nhaäp hoaëc nhö ñöôøng ñieàu khieån hoaëc laø thaønh phaàn cuûa caùc bus döõ lieäu vaø bus ñòa chæ • Port 0: Port 0 laø port coù hai chöùc naêng ôû chaân 32 – 39 cuûa 8951. Trong caùc thieát keá côû nhoû khoâng duøng boä nhôù môû roäng, noù coù chöùc naêng nhö caùc ñöôøng I0. Ñoái vôùi caùc thieát keá côû lôùn coù boä nhôù môû roäng, noù ñöôïc keát hôïp giöõa bus ñòa chæ vaø bus döõ lieäu. • Port 1: Laø potr I0 treân caùc chaân 1 – 8. Caùc chaân ñöôïc kyù hieäu P1.0, P1.1, P1.2, coù theå duøng cho giao tieáp vôùi caùc thieát bò ngoaøi neáu caàn. Port 1 khoâng coù chöùc naêng khaùc, vì vaäy chuùng chæ ñöôïc duøng cho giao tieáp vôùi caùc thieát bò beân ngoaøi. • Potr 2 : Port 2 laø port coù taùc duïng keùp treân caùc chaân 21 – 28 ñöôïc duøng nhö caùc ñöôøng xuaát nhaäp hoaëc laø byte cao cuûa bus ñòa chæ ñoái vôùi caùc thieát bò duøng boä nhôù môû roäng. • Port 3 : Potr 3 laø port coù taùc duïng keùp treân caùc chaân 10 – 17 . Caùc chaân cuûa potr naøy coù nhieàu chöùc naêng, caùc coâng duïng chuyeån ñoåi coù lieân heä vôùi caùc ñaët tính ñaëc bieät cuûa 8951 nhö ôû baûng sau:
24. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Bit Teân Chöùc naêng chuyeån ñoåi P3.0 RXT Ngoõ vaøo döõ lieäu noái tieáp P3.1 TXD Ngoõ xuaát döõ lieäu noái tieáp P3.2 INT0 Ngoõ vaøo ngaét ngoaøi 0 P3.3 INT1 Ngoõ vaøo ngaét ngoaøi 1 P3.4 T0 Ngoõ vaøo cuûa TIMER/COUNTER 0 P3.5 T1 Ngoõ vaøo cuûa TIMER/COUNTER 1 P3.6 WR\ Ñieàu khieån ghi döõ lieäu leân boä nhôù ngoaøi P3.7 RD Ñieàu khieån ñoïc boä nhôù döõ lieäu ngoaøi Caùc chaân tín hieäu ñieàu khieån: Chaân cho pheùp boä nhôù chöông trình PSEN (Program Store Enable): PSEN laø tín hieäu ngoõ ra ôû chaân 29 coù taùc döng cho pheùp ñoïc boä nhôù chöông trình môû roäng thöôøng ñöôïc noái ñeán chaân 0E\ (output enaple) cuûa Eprom cho phr1p ñoïc caùc byte maõ leänh. PSEN ôû möùc thaáp trong thôøi gian Microcontroller 8951 laáy leänh. Caùc maõ leänh cuûa chöông trình ñöôïc ñöôïc töø Eprom qua bus döõ lieäu vaø ñöôïc choát vaøo thanh ghi leänh beân trong 8951 ñeå giaûi maõ leänh. Khi 8951 thi haønh chöông trình trong ROM noäi PSEN seõ ôû möùc logic 1. Chaân cho pheùp choát ñòa chæ ALE (Address Latch Enable ): Khi 8951 truy xuaát boä nhôù beân ngoaøi, port 0 coù chöùc naêng laø bus ñòa chæ vaø bus döõ lieäu do ñoù phaûi taùch caùc ñöôøng döõ lieäu vaø caùc ñöôøng ñòa chæ. Tín hieäu ra ALE ôû chaân thöù 30 duøng laøm tín hieäu ñieàu khieån ñeå giaûi ña hôïp caùc ñöôøng ñòa chæ vaø caùc döõ lieäu khi keát noái chuùng vôùi IC choát. Tín hieäu ra ôû chaân ALE laø moät xung trong khoaûng thôøi gian pory 0 ñoùng vai troø laø ñòa chæ thaáp neân choát ñòa chæ hoaøn toaøn töï ñoäng. Caùc xung tín hieäu ALE coù toác ñoä baèng 1/6 laàn taàn soá dao ñoäng treân chip vaø coù theå ñöôïc duøng laøm tín hieäu clock cho caùc phaàn khaùc cuûa heä thoáng. Chaân ALE ñöôïc duøng laøm ngoõ vaøo xunh laäp trình cho Eprom trong 8951. Chaân truy xuaát ngoaøi EA (External Access): Tín hieäu vaøo ôû chaân 31 thöôøng ñöôïc maét leân möùc 1 hoaëc möùc khoâng. Neáu ôû möùc 1, 8951 thi haønh chöông trình töø ROM noäi trong khoaûng ñòa chioû 8 Kbyte. Neáu ôû möùc 0, 8951 seõ thi haønh chöông trình töø boä nhôù môû roäng. Chaân EA\ ñöôïc laáy laøm chaân caáp nguoàn 21V khi laäp trình cho Eprom trong 8951.
25. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Chaân Reset (RST): Ngoõ vaøo RST ôû chaân 9 laø ngoõ vaøo Reset cuûa 8951. Khi ngoõ vaøo tín hieäu naøy dñöa leân cao ít nhaát laø hai chu kyø maùy, caùc thanh ghi beân trong ñöôïc naïp nhöõng giaù trò thích hôïp ñeå khôûi ñoäng heä thoáng. Khi caáp ñieän maïch töï ñoäng Reset. Caùc ngoõ vaøo boä giao ñoäng XTAL1, XTAL2: Boä dao ñoäng ñöôïc tích hôïp beân trong 8951. Khi söû duïng 8951 ngöôøi thieát keá chæ caàn keát noái theâm maïch thaïch anh vaø caùc tuï nhö hình 3.3 . Taàn soá thaïch anh thöôøng söû duïng cho 8951 laø 12Mhz. Chaân 40 (Vcc) ñöôïc noái leân nguoàn 5V. II./ Caáu truùc beân trong vi ñieàu khieån. 1./ Toå chöùc boä nhôù: FFFF FFFF Code Data FF Memory Memory 00 Enable via Enable via PREN RD&WR 0000 0000 External Memory Hình 3.3 Baûn toùm taét caùc vuøng nhôù 8951 Boä nhôù trong 8951 bao goàm EPROM vaø RAM. RAM trong 8951 bao goàm nhieàu thaønh phaàn: Phaàn löu tröõ ña duïng, phaàn löu tröõ ñòa chæ hoùa töøng bit, caùc bank thanh ghi vaø caùc thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät . 8951 coù caáu truùc boä nhôù theo caáu truùc Harvard: coù nhöõng vuøng boä nhôù rieâng bieät cho chöông trình vaø döõ lieäu. Chöông trình vaø döõ lieäu coù theå chöùa beân trong 8951, nhöng 8951 vaãn coù theå keát noái vôùi 64 Kbyte boä nhôù chöông trình vaø 64 Kbyte döõ lieäu ngoaøi. Boä nhôù döõ lieäu treân chip . Baûn ñoà boä nhôù Data treân Chip nhö sau:
26. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Ñòa chæ Ñòa chæ bit Ñòa chæ Ñòa chæ bit byte byte 7F FF F0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 B RAM ña duïng E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW 30 B8 - - - BC BB BA B9 B8 IP 2F 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 2E 77 76 75 74 73 72 71 70 B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P.3 2D 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68 2C 67 66 65 64 63 62 61 60 A8 AF AC AB AA A9 A8 IE 2B 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58 2A 57 56 55 54 53 52 51 50 A0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2 29 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48 28 47 46 45 44 43 42 41 40 99 Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bit SBUF 27 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 98 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SCON 26 37 36 35 34 33 32 31 30 25 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 90 97 96 95 94 93 92 91 90 P1 24 27 26 25 24 23 22 21 20 23 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 8D Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bit TH1 22 17 16 15 14 13 12 11 10 8C Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bit TH0 21 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 8B Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bit TL1 20 07 06 05 04 03 02 01 00 8A Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bit TL0 1F 89 Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bit TMOD 18 Bank 3 88 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 TCON 17 87 Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bit TCON 10 Bank 2 0F 83 Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bit DPH 08 Bank 1 32 Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bit DPL 07 Bank thanh ghi 0 31 Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bit SP 00 (Maëc dònh cho R0 - 7) 88 87 86 85 84 83 82 81 80 P0 Boä nhôù trong 8951 bao goàm ROM vaø RAM. RAM trong 8951 bao goàm nhieàu thaønh phaàn: Phaàn löu tröõ ña duïng, phaàn löu tröõ ñòa chæ hoùa töøng bit, caùc bank thanh ghi vaø caùc thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät . 8951 coù caáu truùc boä nhôù theo caáu truùc Harvard: coù nhöõng vuøng boä nhôù rieâng bieät cho chöông trình vaø döõ lieäu. Chöông
27. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi trình vaø döõ lieäu coù theå chöùa beân trong 8951, nhöng 8951 vaãn coù theå keát noái vôùi 64 Kbyte boä nhôù chöông trình vaø 64 Kbyte döõ lieäu ngoaøi. Hai ñaëc tính caàn chuù yù laø: Caùc thanh ghi vaø caùc port xuaát nhaäp ñaõ ñöôïc ñònh vò (xaùc ñònh) trong boä nhôù vaø coù theå truy xuaát tröïc tieáp gioáng nhö caùc ñòa chæ boä nhôù khaùc. Ngaên xeáp beân trong RAM noäi nhoû hôn so vôùi RAM ngoaïi nhö trong caùc boä Microprontroller khaùc. RAM beân trong 8951 ñöôïc phaân chia nhö sau: Caùc bank thanh ghi coù ñòa chæ töø 00H ñeán 1FH. RAM ñòa chæ hoùa töøng bít coù ñòa chæ töø 20H ñeán 2FH. RAM ña duïng coù ñòa chæ töø 30H ñeán 7FH. Caùc thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät coù ñòa chæ töø 80H ñeán FFh. RAM ña duïng: Maëc duø treân hình veõ cho thaáy 80 byte Ram ña duïng chieâm caùc ñòa chæ töø 30H d7eán 7FH, 32 byte döôùi töø 00H ñeán 1FH cuõng coù theå duøng vôùi muïc ñích töông töï (maëc duø caùc ñòa chæ naøy ñaõ coù muïc ñích khaùc). Moïi ñòa chæ trong vuøng Ram ña duïng ñeàu coù theå truy xuaát töï do. Duøng kieåu tröïc tieáp hay giaùn tieáp. RAM coù theå truy xuaát töøng bit: 8951 chöùa 210 bit ñöôïc ñòa chæ hoùa , trong ñoù coù 128 bit laø ôû caùc ñòa chæ byte töø 20F ñeán 2FH vaø caùc bit coøn laïi chöùa trong nhoùm thanh ghi coù chöùc naêng ñaëc bieät. YÙ töôûng truy xuaát töø phaàn meàm laø caùc ñaëc tính maïch cuûz microcontroller xöû lyù chung. Caùc bit coù theå ñöôïc ñaët, xoùa. AND, OR , vôùi moät leän ñôn. Ña soá caùc microcontroller xöû lyù ñoøi hoûi moät leän ñoïc – söûa – ghi ñeå ñaït ñöôïc muïc ñích töông töï. Ngoaøi ra caùc port cuõng coù theå truy xuaát ñöôïc töøng bít. 128 bit truy xuaát töøng bit naøy cuõng coù theå truy xuaát nhö caùc byte hoaëc nhö caùc bit phuï thuoäc ñöôïc duøng. Caùc bank thanh ghi: 32 byte thaáp cuûa boä nhôù noäi ñöôïc daønh cho caùc bank thanh ghi. Boä leänh 8951 hoã trôï cho 8 thanh ghi coù teân laø R0 ñeán R7 vaø theo maëc ñònh sau khi reset heä thoáng, caùc thanh ghi naøy coù ñòa chæ töø 00H ñeán 07H. Caùc leänh duøng caùc thanh ghi R0 ñeán R7 seõ ngaén hôn vaø nhanh hôn so vôùi caùc leänh coù chöùc naêng töông öùng duøng kieåu ñòa chæ tröïc tieáp. Caùc döõ lieäu ñöôïc duøng tröïc thöôøng xuyeân neân duøng moät trong caùc thanh ghi naøy. Do coù 4 bank thanh ghi naøy neân taïi moät thôøi ñieåm chæ coù moät bank thanh ghi ñöôïc truy xuaát bôûi caùc thanh ghi R0 deán R7 ñeå chuyeån ñoåi vieäc truy xuaát caùc bank thanh ghi ta phaûi caùc bit choïn bank trong thanh ghi traïng thaùi.
28. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi 2./ Caùc thanh ghi coù chöùc naêng ñaëc bieät: Caùc thanh ghi noäi cuûa 8951 ñöôïc truy xuaát ngaàm ñònh bôûi boä leänh. Caùc thanh ghi noäi cuûa 8951 ñöôïc dònh daïng nhö moät phaàn cuûa RAM treâ chip vì vaäy moãi thanh ghi seõ coù moät ñòa chæ (ngoaïi tröø thanh ghi boä beám chöông trình vaø thanh ghi leänh , vì caùc thanh ghi naøy hieám khi bò taùc ñoäng tröïc tieáp). Cuõng nhö R0 ñeán R7, 8951 coù 21 thanh ghi coù chöùc naêng ñaëc bieät SFR (Special Functoin Regiter) ôû vuøng treân cuûa RAM noäi töø ñòa chæ 80H ñeán FFFH. Chuù yù : Taát caû 128 ñòa chæ töø 80H ñeán FFH khoâng ñöôïc ñònh nghóa, chæ coù 21 thanh ghi coù chöùc naêng ñaëc bieät ñöôïc ñònh nghóa saün ñòa chæ. Ngoaïi tröø thanh ghi A coù theå truy xuaát nhö ñaõ noùi, ña soá caùc thanh ghi coù chöùc naêng ñaëc bieät SFR coù fheå ñòa chæ hoùa töøng bit hoaëc byte. a. Thanh ghi traïng thaùi chöông trình PSW (Program Status Word): Thanh ghi traïng thaùi chöông trình ôû ñòa chæ D0H ñöôïc toùm taéc nhö sau: BIT SYMBOL ADDRESS DESCRIPTION PSW.7 CY D7H Carry Flag PSW.6 AC D6H Auxiliary Cary Flag PSW.5 F0 D5H Flag PSW.4 FS1 D4H Register Bank Select 1 PSW.3 RS0 D3H Register Bank Select 0 00 = Bank 0; address 00H ÷ 07H 01 = Bank 1; address 08H ÷ 0FH 10 = Bank 2; address 10H ÷ 17H 11 = Bank 3; address 18H ÷ 1FH PSW.2 0V D2H Overlow Flag PSW.1 - D1H Reserved PSW.0 P D0H Even Parity Flag Chöùc naêng töøng bit traïng thaùi chöông trình. Bit 7 CY (Carry Flag): Côø nhôù coù taùc duïng keùp .Thoâng noù ñöôïc duøng cho caùc leänh toaùn hoïc: C = 1 neáu pheùp toaùn coäng coù söï traøn hoaëc pheùp tröø coù möôïn vaø ngöôïc laïi C = 0 neáu pheùp toaùn coäng khoâng traøn hoaëc pheùp tröø khoângcoù möôïn. Bit 6 AC (Auxiliary Cary Flag): Khi coäng nhöõng giaù trò BCD (Binary Code Decimal), côø nhôù phuï AC ñöôïc xeùt neáu keát quûa 4 bit thaáp naèm trong phaïm vi ñieàu khieån 0AH ÷ 0FH. Coøn ngöôïc laïi AC = 0.
29. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Bit 5 F0 (Flag 0): Côø 0 (F0) laø moät bit côø ña duïng duøng cho caùc öùng duïng cho ngöôøi duøng. Nhöôõng bit choïn bank thanh ghi truy xuaát: RS1 vaø RS0 quyeát ñònh daõy thanh ghi tích cöïc. Chuùng ñöôïc xoùa sau khi reset heä thoáng vaø ñöôïc thay ñoåi bôûi phaàn meàm khi caàn thieát. Tuøy theo RS1, RS0 = 00,01,11 seõ ñöôïc choïn bank thanh ghi tích cöïc töông öùng laø Bank0, Bank1, Bank2, Bank3. RS1 RS0 BANK 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 2 1 1 3 Bit 2 OV (Over Flag): Côø traøn ñöôïc set sau moät hoaït ñoäng coäng hay tröø neáu coù söï traøn toaùn hoïc. Khi caùc soá coù daáu döôïc coäng hoaëc tröø vôùi nhau, phaàn meàm coù theå kieåm tra bit naøy ñeå xaùc ñònh xem bit naøy coù naèm trong taàm xaùc ñònh khoâng. Khi caùc soá khoâng coù daáu ñöôïc coäng bit OV ñöôïc boû qua. Caùc keát quaû lôùn hôn +127 hoaëc nhoû hôn –128 thì bit OV = 1. Bit P (Parity): Bit töï ñoäng ñöôïc set hay clear ôû moãi chu kyø maùy ñeå laäp Parity chaün vôùi thanh ghi A . söï ñeám caùc bit 1 trong thanh ghi A coäng vôùi bit Parity luoân luoân chaún. Ví duï A chöùa 10101101B thì bit P set leân moät ñeå toång soá bit 1 trong A vaø P taïo thaønh soá chaún. Bit Parity thöôøng ñöôïc duøng trong söï keát hôïp vôùi nhöõng thuû tuïc cuûa Port noái tieáp ñeå taïo ra bit Parity tröôùc khi phaùt ñi hoaëc kieåm tra bit Parity sau khi thu. b. Thanh ghi B: Thanh ghi B ôû ñòa chæ F0H ñuöôïc duøng cuøng vôùi thanh ghi A cho caùc pheùp toaùn nhaân chia. Leänh MUL AB ⇐ seõ nhaän nhöõng giaù trò khoâng daáu 8 bit trong hai thanh ghi A vaø B, roài traû veà 16 bit trong A (byte cao) vaø B (byte thaáp). Leänh DIV AB ⇐ laáy A chia B, keát quaû nguyeân ñat vaøo A, soá dö ñat vaøo B. Thanh ghi B coù theå ñöôïc duøng nhö moät thanh ghi ñeäm trung gian ña muïc ñích. Noù laø nhöõng bit ñònh vò thoâng qua nhöõng ñòa chæ töø F0H ÷ F7H. c. Con troû ngaên xeáp SP (Stack Pointer): Con troû ngaên xeáp laø moät thanh ghi 8 bit, ñòa chæ 81H. Noù chöùa ñòa chæ caùc byte döõ lieäu hieän haønh treân ñænh ngaên xeáp. Caùc leänh treân ngaên xeáp bao goàm caùc
30. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi leänh caát döõ lieäu vaøo ngaên xeáp (PUSH) vaø laáy du94 lieäu ra khoûi ngaên xeáp (POP). Leänh caát döõ lieäu vaøo ngaên xeáp seõ laøm taêng SP tröôùc khi ghi döõ lieäu vaø leänh laáy ra khoûi ngaên xeáp seõ laøm giaûm SP. Ngaên xeáp cuûa 8031/8051 ñöôïc giöõ trong RAM noäi vaø giôùi haïn caùc ñòa chæ coù theå truy xuaát baèng ñòa chæ giaùn tieáp, chuùng laø 128 byte ñaàu cuûa 8951. Ñeå khôûi ñoäng SP vôùi ngaên xeáp baét ñaàu taïi ñòa chæ 60H, caùc leänh sau ñaây ñöôïc duøng: MOV SP, #5F . Vôùi leänh treân thì ngaên xeáp cuûa 8951 chæ coù 32 byte vì ñòa chæ cao nhaát cuûa RAM treân chip laø 7FH. Sôõ dó giaù trò 5FH ñöôïc naïp vaøo SP vì SP taêng leân 60H tröôùc khi caát byte döõ lieäu. Khi reset 8951, SP seõ mang giaù trò maëc ñònh laø 07H vaø ñuõ lieäu ñaàu tieân seõ ñöôïc caát vaøo oâ nhôù ngaên xeáp coù ñòa chì laø 08H . Neáu phaàn meàm öùng duïng khoâng khôûi ñoäng SP moät giaù trò môùi thì bank thanh ghi 1 coù theå caû Bank2 vaø Bank3 seõ khoâng duøng ñöôïc vì vuøng Ram naøy ñaõ ñöôïc duøng laøm ngaên xeáp. Ngaên xeáp ñöôïc truy xuaát tröïc tieáp baèng caùc leänh PUSH vaø POP ñeå löu tröû taïm thôøi vaø laáy laïi döõ lieäu , hoaëc truy xuaát ngaàm baèng leänh goïi chöông trình con (ACALL, LCALL) vaø caùc leänh trôû veà (RET, RETI) ñeå löu tröû giaù trò cuûa boä ñeám chöông trình khi baét ñaàu thöïc hieän chöông trình con vaø laáy laïi khi keát thuùc chöông trình con . d. Con troû döõ lieäu DPTR (Data Poiter): Con troû döõ lieäu (DPTR) ñöôïc duøng ñeå truy suaát boä nhôù ngoaøi laø moät thanh ghi 16 bit ôû ñòa chì 82H (DPL byte thaáp) vaø 83H ( DPH : byte cao). Ba leänh sau seõ ghi 55H vaøo RAM ngoaøi ôû ñòa chæ 1000H : MOV A , #55H MOV DPTR, #1000H MOVX@DPTR, A Leänh ñaàu tieân duøng ñeå naïp 55H vaøo thanh ghi A. Leänh thöù hai duøng ñeå naïp ñòa chæ cuû oâ nhôù caàn löu giaù trò 55H vaøo con troû döõ lieäu DPTR. Leänh thöù ba seõ di chuyeån noäi dung thanh ghi A (laø 55H) vaøo oâ nhôù RAM beân ngoaøi coù ñòa chæ chöùa trong DPTR (laø 1000H). e. Caùc thanh ghi potr (Potr Register). Caùc potr cuûa 8951 bao goàm potr 0 ôû ñòa chæ 80H, potr 1 ôû ñòa chæ 90H, potr 2 ôû ñòa chæ A0H, vaø potr 3 ôû ñòa chæ B0H. Taát caû caùc potr naøy ñeàu coù theå truy xuaát töøng bit neân raát thuaän tieän trong khaû naêng giao tieáp. f. Caùc thanh ghi timer (Timer Register). 8951 coù chöùa hai boä ñònhthôøi/boä ñeám16 bit ñöôïc duøng cho vieäc ñònh thôøi ñöôïc ñeám söï kieän. Timer 0 ôû ñòa chæ 8AH (TL0: byte thaáp) vaø 8CH (TH0: byte cao). Timer 1 ôû ñòa chæ 8BH (TL1: byte thaáp) vaø 8DH (TH1: byte cao). Vieät khôûi ñoäng timer ñöôïc set bôûi Timer Mode (TMOD) ôû ñòa chæ 89H vaø thanh ghi ñieàu khieàn Timer (TCON) ôû ñòa chæ 88H. Chæ coù TCON ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit.
31. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi g. Caùc thanh ghi potr noái tieáp (Serial Port Register ). 8951 chöùa moät Port noái tieáp cho vieäc trao ñoåi thoâng tin vôùi caùc thieát bò noái tieáp nhö maùy tính, modem hoaëc giao tieáp noái tieáp vôùi caùc IC khaùc. Moät thanh ghi ñeäm döõ lieäu noái tieáp (SBUF) ôû ñòa chæ 99H seõ döõ caû hai döõ lieäu truyueàn vaø döõ lieäu nhaäp. Khi truyeàn döõ lieäu ghi leân SBUF, khi nhaän döõ lieäu thì ñoïc SBUF. Caùc modem khaùc nhau ñöôïc laäp trình qua thanh ghi ñieàu khieån Port noái tieáp (SCON) ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit ôû ñòa chæ 98H. h. caùc thanh ghi ngaét (Interupt Register). 8951 coù caáu truùc 5 nguoàn ngaét, 2 möùc öu tieân . Caùc ngaét bò caám sau khi bò reset heä thoáng vaø seõ ñöôïc cho pheùp baèng vieät ghi thanh ghi cho pheùp ngaét (IE) ôû ñòa chæ A8H. Caû hai ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit. Thanh ghi ñieàu khieån nguoàn PCON (Power Control Register). Thanh ghi PCON khoâng coù bit ñònh vò. Noù ôû ñòa chæ 87H chöùa nhieàu bit ñieàu khieån. Thanh ghi PCON ñöôïc toùm taéc nhö sau: Bit 7 (SMOD): Bit coù toác ñoä Baud ôû mode 1,2,3 ôû Port noái tieáp khi set Bit 6, 5, 4 : Khoâng coù ñòa chæ. Bit 3 (GF1) : Bit côø ña naêng 1. Bit 2 (GF0) : Bit côø ña naêng 2. Bit 1 (PD) : Set ñeå khôûi ñoäng mode Power Down vaø thoaùt ñeå reset . Bit 0 (IDL): Set ñeå khôûi ñoäng mode Idle vaø thoaùt khi ngaét maïch hoaëc reset. Caùc bit ñieàu khieån Power Down vaø Idle coù taùc duïng chính trong taát caû caùc IC hoï MSC-51 nhöng chæ ñöôïc thi haønh trong söï bieân dòch cuûa CMOS. 3./ Boä nhôù ngoaøi (External Memore): 8951 coù khaû naêng môû roäng boä nhôù leân ñeán 64 Kbyte boä nhôù chöông trình vaø 64 Kbyte boä nhôù döõ lieäu ngoaøi. Do ñoù coù theå duøng theâm RAM vaø ROM neáu caàn. Khi duøng boä nhôù ngoaøi, Port0 khoâng coøn chöùc naêng I/O nöõa, Noù ñu6oäc keát hôïp giöõa bus bòa chæ (A0 – A7) vôùi tín hieäu ALE ñeå choát byte cuûa bus ñòa chæ khi baét ñaàu moãi chu kyø boä nhôù. Port 2 ñöôïc coi laø byte cao cuûa bus ñòa chæ. Truy xuaát boä nhôù maõ ngoaøi (Acessing External Code Memory): Boä nhôù chöông trình beân ngoaøi laø boä nhôù ROM ñöôïch cho pheùp cuûa tín hieäu PSEN\ . söï keát noái phaàn cöùng cuûa EPROM nhö sau: Trong moät chu kyø maùy tieâu bieàu, tín hieäu ALE tích cöïc hai laàn. Laàn thöù nhaát cho pheùp 74HC373 môû coång choát ñòa chæ byte thaáp, khi ALE xuoáng 0 thì byte thaáp vaø byte cao cuûa boä ñeám chöông trình ñeàu coù nhöng EPROM chöa suaát hieän vì PSEN\ chöa tích cöïc. Khi tín hieäu leân moät trôû laïi thì Potr 0 ñaõ coù döõ lieäu Opcode. ALE tích cöïc laàn thöù hai ñöôïc giaûi thích töông töï vaø byte 2 ñöôïc ñoïc töø boä nhôù chöông trình. Neáu leänh ñang hieän haønh laø leänh moät byte thì CPU chæ ñoïc Opcode, coøn byte thöù hai boû ñi.
32. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Port 0 D0 – D7 EA 74HC373 Port O D 8051 ALE G EPROM Port 2 A8 – A15 PSEN OE Truy xuaát boä nhôù döõ lieäu ngoaøi (Acessing External Data Memory): Boä nhôù döõ lieäu ngoaøi laø boä nhôù RAM ñöôïc ñoïc hoaëc ghi khi ñöôïc cho pheùp cuûa tín hieäu RD\ vaø WR. Hai tín hieäu naøy naèm ôû chaân P3.7 (RD) vaø chaân P3.6 (WR). Leänh MOVX ñöôïc duøng ñeå truy xuaát boä nhôù döõ lieäu ngoaøi vaø duøng moät boä ñeäm döõ lieäu 16 bit (DPTR) , R0 hoaëc R1 nhö laø moät thanh ghi ñòa chæ. Caùc RAM coù theå giao tieát vôùi 8951 töông töï caùch thöùc nhö EPROM ngoaïi tröø chaân RD\ cuûa 8951 noái vôùi chaân OE\ (Output Enable) cuûa RAM vaø chaân WR\ cuûa 8951 noái vôùi chaân WE\ cuûa RAM. Söï noái caùc bus döõ lieäu vaø ñòa chæ töông töï nhö caùch noái cuûa EPROM. Port 0 D0 – D7 EA Port 74HC373 O D 8051 ALE G RAM Port 2 A8 – A15 PSEN OE Söï giaûi maõ ñòa chæ (Address Decoding): Söï giaûi maõ ñòa chæ laø moät yeâu caàu taát yeáu ñeå choïn EPROM, RAM, 8279, . Söï giaûi maõ ñòa chæ ñoái vôùi 8951 deå choïn caùc vuøng nhôù ngoaøi nhö caùc vi ñieàu khieån . Neáu caùc con EPROM hoaëc Ram 8K ñöôïc duøng thì caùc bus ñòa chæ phaûi giaûi maõ ñeå choïn caùc IC nhôù naèm trong phaïm vi 8K: 0000H ÷ 1FFFH, 200H ÷ 3FFFH, . Moät caùch cuï theå , IC giaûi maõ 74C138 ñöôïc duøng vôùi caùc ngoõ ra ñöôïc noái vôùi nhöõng ngoõ vaøo choïn chip CS (Chip Select) treân nhöõng IC nhôù EPROM, RAM, Hình döôùi ñaây cho pheùp keát noái nhieàu EPROM vaø RAM.
33. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Address Bus (A0 – A15) Data Bus (D0 – D7) WR RD 6264 PSEN 2764 OE DO-D7 OE DO-D7 WE RAM A0-A12 EPROM A0-A12 8Kbytes 8Kbytes CS CS CS CS CS CS C 0 B 1 A 2 3 74HC138 4 Select another EPROM/RAM 5 E 6 E 7 E Söï ñeø leân nhau cuûa caùc vuøng nhôù döõ lieäu ngoaøi: Vì boä nhôù chöônh trình laø ROM, neân naûy sinh moät vaán ñeà baát tieän khi phaùt trieån phaàn meà cho vi ñieàu khieån. Moät nhöôïc ñieåm chung cuûa 8951 laø caùc vuøng nhôù döõ lieäu ngoaøi naèm ñeø leân nhau. Vì tín hieäu PSEN\ ñöôïc duøng ñeå ñoïc boä nhôù maõ ngoaøi vaø tín hieäu RD\ ñöôïc duøng ñeå ñoïc boä nhôù döõ lieäu , neân boä nhôù RAM coù theå chöùa caû chöông trình vaø döõ lieäu baèng caùch noái ñöôøng OE\ cuûa RAM ñeán ngoû ra moät coång XOR coù hai ngoõ vaøo PSEN\ vaø RD\. Sô ñoà maïch nhö hình sau cho pheùp boä nhôù RAM coù hai chöùc naêng : vöøa laø boä nhôù chöông trình , vöøa laø boä nhôù döõ lieäu. Overlapping the external code and data space: Moät chöông trình coù theå ñöôïc taûi vaøo RAM baèng caùch xem noù nhö boä nhôù döõ lieäu vaø thi haønh chöông trình baèng caùch xem noù nhö boä nhôù chöông trình.
34. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi RAM W W RD OE PSEN 4./ Hoaït ñoäng Reset: 8951 coù ngoõ vaøo reset RST taùc ñoäng ôû möùc cao trong khoaûng thôøi gian hai chu kyø xung maùy, sau ñoù xuoáng möùc thaáp ñeå 8951 laøm vieäc. RST coù theå duøng tay kích baèng moät phím nhaán thöôøng hôû, sô ñoà maïch reset nhö sau: +5V 100 Ω 10 µ F Reset 8.2K Ω Hình 3.4 Sô ñoà maïch Reset Traïng thaùi cuûa taát caû vaùc thanh ghi trong 8951 sau khi reset heä thoáng ñöôïc toùm taéc trong baûn ñöôùi ñaây. Thanh ghi quan troïng nhaát laø thanh ghi boä ñeám chöông trình PC ñöôïc reset taïi ñòa chæ 0000H. Khi ngoõ vaøo RST xuoáng möùc thaáp, chöông trình luoân baéc ñaàu taïi ñòa chæ 0000H cuûa boä nhôù chöông trình. Noäi dung cuûa RAM treân chip khoâng bò thay ñoåi bôûi taùc ñoäng cuûa ngoõ vaøo Reset.
35. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Thanh ghi Noäi dung Ñeám chöông trình PC 0000H Thanh ghi tuyùch luõy A 00H Thanh ghi B 00H Thanh ghi traïng thaùi PSW 00H SP 07H DPRT 0000H Port 0 ñeán Port 3 FFH IP XXX0 0000 B IE 0X0X 0000 B Caùc thanh ghi ñònh thôøi 00H SCON 00H SBUF 00H PCON (HMOS) 0XXX XXXX H PCON (CMOS) 0XXX 000 B
36. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Chöông IV KHAÛO SAÙT IC THU PHAÙT TONE MT8880 MT8880 laø moät IC thu phaùt DTMF troïn boä keøm theo moät boä loïc thoaïi (Call Progress Filter). BOÄ thu DTMF söû duïng phöông phaùp bieán ñoåi D/A cho ra tín hieäu DTMF chính xaùc, ít nhieãu. Caùc boä ñeám beân trong giuùp hình thaønh cheá ñoä Brust Mode. Nhôø vaäy caùc caëp tone xuaát ra vôùi thôøi haèng chính xaùc . Boä loïc Call Progress Cho pheùp boä xöû lyù phaân tích caùc tone traïng thaùi ñöôøng daây. Bus chuaån cuûa noù keát hôïp MPU vaø ñaëc bieät thích hôïp hoï 6800 cuûa Motorola. MT8880 coù 5 thanh ghi beân trong ñeå giao tieáp vôùi µ P, coù theå chia laøm ba loaïi nhö sau : Nhaän phaùt Data: hai thanh ghi. Thanh ghi traïng thaùi. Nhaän töø ñieàu khieån: Hai thanh ghi. I./ Moâ taû chöùc naêng. IC phaùt tone MT8880 bao goàm boä thu DTMF chaát löôïng cao (keøm boä khueách ñaïi) vaø boä taïo DTMF söû duïng BUST COUNTER giuùp cho vieäc toång hôïp ñoùng ngaét tone chính xaùc. Ngoaøi ra ta coù theå choïn cheá ñoä Call Progress ñeå giuùp phaùt hieän caùc taàn soá naèm trong giaûi thoâng thoaïi. Ñoù laø caùc tín hieäu traïng thaùi ñöôøng daây. II./ Caáu hình ngoõ vaøo. Thieát keá ñaàu vaøo cuûa MT8880 cung caáp moät boä khueách ñaïi OP=AMP ngoõ vaøo vi sai cuõng nhö moät ngoõ vaøo VREF ñeå ñieàu chænh ñieän aùp cho ñaàu vaøo taïi VDD/2. Chaân GS giuùp noái ngoõ ra boä khueách ñaïi vôùi ngoõ vaøo qua moät ñieän trôû ngoaøi ñeå ñieàu chænh ñoä lôïi. Boä thu: Hai boä loïc baêng thoâng baäc 6 giuùp taùch caùc tone trong caùc nhoùm tone LOW vaø High. Ñaàu ra moãi boä loïc ñieän dung giuùp naén daïng tín hieäu tröôùc qua boä haïn bieân. Vieät haïn bieân ñöôïc ñaûm nhieäm bôûi boä so saùnh (Comparator) coù keøm theo boä treå ñeå traùnh choïn laàm tín hieäu ôû möùc thaáp khoâng mong muoán. Ñaàu ra cuûa boä so saùnh cho ta caùc giao ñoäng coù möùc logic taïi taàn soá DTMF thu ñöôïc. Tieáp theo phaàn loïc laø boä giaûi maõ söû duïng kyû thuaät ñeám soá ñeå kieåm tra taàn soá cuûa caùc tone thu ñöôïc vaø ñaûm baûo chuùng töông öùng vôùi caùc taàn soá DTMF chuaån. Moät kyû thuaät laáy trung bình phöùc giuùp loaïi tröø caùc tone giaû taïo thaønh do tieáng noùi trong khi vaãn ñaûm baûo moät khoaûng bieán ñoäng cho tone thu do bò leäch . Khi boä khieåm tra nhaän daïng ñöôïc hai tone ñuùng thì ñaàu ra “ Early Steering “ (Est) seõ leân möùc Active. Luùc khoâng nhaän ñöôïc tín hieäu tone thì Est seõ leân möùc Inactive.
37. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi 1./ Maïch Steering. VDD VDD C 1 St/GT Est MT8880 R1 Hình 4.1 Maïch steering Tröôùc khi thu nhaän moät caëp tone ñaõ giaûi maõ, boä thu phaûi kieåm tra xem thôøi haèng cuûa tín hieäu ñoù coù ñuùng khoâng. Vieäc kieåm tra naøy ñöôïc thöïc hieän bôûi moät boä RC maéc ngoaøi. Khi Est leân high laøm cho Vc taêng leân khi xaû tuï. Khi maø Est vaãn coøn high trong moät thôøi ñoaïn hôïp leä (tone) thì Vc tieán tôùi möùc ngöôõng Vtst cuûa logic Steering ñeå nhaän moät caëp tone vaø choát 4 bit maõ töông öùng vôùi noù vaø thanh ghi Receive Data Register. Luùc naøy ñaàu ra GT ñöôïc kích hoaït vaø ñaåy Vc leân tôùi VDD. Cuoái cuøng sau moät thôøi gian ngaén cho pheùp vieäc choát Data thöïc hieän xong thì côø cuûa maïch Steering leân high baùo hieäu caëp tone thu ñöôïc ñaõ ñöôïc löu vaøo thanh ghi . Ta coù theå kieäm tra bit töông öùng trong thanh ghi traïng thaùi. Neáu ta cho Mode Interrupt thì chaân IRQ/CP seõ xuoáng LOW khi côø naøy ñöôïc kích hoaït. Döõ lieäu thu ñöôïc seõ ñi ra Databus (2 chieàu) khi thanh ghi Receive Datañöôïc ñoïc. Maïch Steering hoaït ñoäng nhöng theo chieàu ngöôïc laïi ñeå kieåm tra khoaûng döøng giöõa hai soá ñöôïc quay. Vì vaäy boä thu vöøa boû qua tín hieäu quùa ngaén khoâng hôïp leä vöøa khoâng chaáp nhaän caùc khoaûng ngaén quùa nhoû khoâng theå coi laø khoaûng döønggiöõa caùc soá. Chöùc naêng naøy cuõng nhö khaû naêng choïn thôøi haèng Steering baèng maïch ngoaøi cho pheùp ngöôøi thieát keá ñieàu chænh hoaït ñoäng cho phuø hôïp vôùi caùc ñoøi hoûi khaùc nhau cuûa töøng öùng duïng. 2./ Boä loïc thoaïi. Mode Call Progress khi ñöôïc choïn thì cho pheùp kieåm tra caùc tone khaùc nhau theå hieän traïng thaùi ñöôøng daây. Daàu vaøo cuûa Call Progress vaø Mode Tone DTMF laø chung nhöng Tone Call Progress chæ coù theå kieåm tra neáu ta choïn Mode CP. DTMF Tone laïi khoâng theå nhaän daïng tín hieäu ñöôïc neáu ta choïn Mode CP. Caùc taàn soá ñöa ñeán ñaàu vaøo (+IN vaø - IN ) naèm trong giôùi haïn baêng thoâng chaáp nhaän cuûa boä loïc ( 280 – 550Hz ) seõ ñöa qua boä so saùnh coù ñoä lôïi cao vaø ñeán chaân IRQ/CP . Da9ng soùng ôû ñaàu ra taûo bôûi maïch Trigger coù theå phaân tích bôûi caùc vi xöû
38. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi lyù ñeå xaùc ñònh tính chaát cuûa caùc tone traïng thaùi ñöôøng daây. Caùc taàn soá trong vuøng loaïi boû seõ khoâng ñöôïc kieåm tra vaø nhö vaäy seõ khoâng coù tín hieäu naøo ôû chaân IRQ/CP khi gaëp caùc taàn soá naøy. Boä phaùt DTMF trong MT8880 coù khaû naêng taïo taát caû 16 caëp tone DTMF chuaån vôùi nhieãu toái ña vaø ñoä chính xaùc cao. Taát caû taàn soá naøy ñeàu laáy töø dao ñoäng thaïch anh 3.579545 MHz maéc ngoaøi. Daïng soùng sin cuûa töøng tone ñöôïc toång hôïp soá baèng caùch söû duïng boä phaän chia haøng vaø coät toång hôïp ñöôïc, vaø boä bieán ñoåi D/A bieán dung. Caùc tone haøng vaø coät ñöôïc troän laïi vaø loïc ñeå cho ra tín hieäu DTMS vôùi it1 haøi vaø ñoä chính xaùc cao.Ñeå phaùt moät tín hieäu DTMF thì döõ lieäu töông öùng vôùi daïng maõ ôû baûng ( Hình 4.2 ) seõ phaûi ñöôïc vieát vaøo thanh ghi Transmit Data. Chuù yù raèng maõ phaùt naøy töông öùng vôùi maõ nhaän. Caùc tone rieâng leõ ñöôïc chia thaønh hai nhoùm laø : Nhoùm thaáp vaø nhoùm cao (Flow and High). Nhö trong baûng, caùc soá trong nhoùm thaáp laø 697, 770, 852 vaø 941 Hz. Theo tieâu chuaån thì tyû soá bieân ñoä cuûa nhoùm cao vôùi nhoùm thaáp laø 2dB ñeå traùnh suy hao taàn soá cao treân ñöôøng truyeàn. Flow Fhigh Digit D0 D1 D2 D3 697 1209 1 0 0 0 1 697 1336 2 0 0 1 0 697 1477 3 0 0 1 1 770 1209 4 0 1 0 0 770 1336 5 0 1 0 1 770 1477 6 0 1 1 0 852 1209 7 0 1 1 1 852 1336 8 1 0 0 0 852 1477 9 1 0 0 1 941 1029 0 1 0 1 0 941 1336 * 1 0 1 1 941 1477 # 1 1 0 0 697 1663 A 1 1 0 1 770 1663 B 1 1 1 0 852 1663 C 1 1 1 1 941 1663 D 0 0 0 0 Hình 4.2 Baûn maõ hoùa caùc tín hieäu quay soá DTMF Thôøi haèng cuûa moãi tone bao goàm 32 thôøi ñoaïn gioáng nhau. Thôøi haèng cuûa moät tone ñöôïc ñieàu khieån baèng caùch thay ñoåi caùc thôøi ñoaïn treân. Trong hoaït ñoäng ghi vaøo thanh ghi Transmith Data thì 4 bit data treân bus ñöôïc choát vaø bieán ñoåi thaønh hai
39. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi trong taùm maõ ñeå söû duïng cho maïch chia haøng coät . Maõ naøy ñöôïc söû duïng ñeå quyeát ñònh thôøi ñoaïn taàn soá cuûa moät tone. 3./ Burst mode. Moät öùng duïng ñieän thoaïi baát kyø ñeàu ñoøi hoûi tín hieäu DTMF ñöôïc taïo ra vôùi moät thôøi haèng hoaëc ñöôïc quy ñònh bôûi öùng duïng ñoù hoaëc bôûi heä thoáng hieän coù . Thôøi haèng DTMF chuaån coù theå ñöôïc taïo ra baèng caùch söû duïng Burst mode. Boä phaùt coù khaû naêng toång hôïp caùc tone coù khoaûng taéc môû trong thôøi gian ñònh tröôùc. Thôøi gian naøy laø 51ms ± 1ms vaø laø chuaån cho boä quay soá vaø toång ñaøi. Sau khi khoaûng taéc môû tone ñaõ ñöôïc phaùt ñi, moät bit töông öùng seõ ñöôïc laäp trong thanh ghi traïng thaùi ñeå bieåu thò raèng boä phaùt ñaõ saün saøng cho data keá. Thôøi haèng 51ms ± 1ms ñoùng môû tone coù ñöôïc khi ta choïn mode DTMF. Tuy nhieân khi PC Mode (Call Progress Mode) ñöôïc choïn thì thôø haèng ñoùng ngaéc thöù hai laø 102ms ± 2ms seõ ñöôïc söû duïng. Khoaûng thôøi haèng daøi hôn naøy seõ höõu ích khi thôøi gian xuaát hieän tone laø 51ms. Chuù yù raèng khi CP Mode vaø Burst Mode cuøng ñöôïc choïn thì MT8880 chæ hoaït ñoäng ôû cheá ñoä phaùt maø thoâi. Trong moät öùng duïng naøo ñoù ta caàn moät khoaûng thôøi gian ñoùng ngaéc khaùc (Khoâng theo chuaån) thì phaûi duøng voøng laäp phaàn meàm hay moät boä ñònh beâ ngoaøi vaø taét cheá ñoä Burst Mode ñi. IC MT8880 ñöôïc khi khôûi ñoäng seõ maëc nhieân choïn cheá ñoä DTMF Mode vaø Burst Mode ñoàng thôøi. 4./ Taïo tone ñôn (Single tone). Cheá ñoä taïo tone ñôn ñöôïc duøng khi ta chæ muoán taïo moät tone naøo ñoù trong nhoùm thaáp hoaëc cao. Cheá ñoä naøy duøng ñeå kieåm tra thieát bò DTMS, tính toaùn nhieãu. Vaø noù ñöôïc choïn thanh ghi Control Progress B. 5./ Maïch Clock DTMS. Maïch clock ñöôïc söû duïng keát hôïp vôùi taàn soá maøu chuaån tivi coù taàn soá coäng höôûng laø 3.579545 MHz. Moät nhoùm IC MT8880 coù theå noái vôùi nhau duøng chung moät dao ñoäng thaïch anh. 6./ Boä giao tieáp vôùi vi söû lyù. MT8880 söû duïng moät boä giao tieáp vi xöû lyù cho pheùp ñieàu khieån moät caùch chính xaùc vôùi chöùc naêng thu vaø phaùt. Coù toång coäng naêm thanh ghi chia laøm ba loaïi: Thanh ghi döõ lieäu thu/phaùt, thanh ñieàu khieån thu/phaùt vaø thanh ghi traïng thaùi. Coù hai thanh ghi döõ lieäu : Thanh ghi Receive data chöùa maõ xuaát ra cuûa caëp DTMF hôïp leä gaà nhaát vaø thanh ghi chæ ñoïc. Data ñöa vaøo thanh ghi Transmith Data seõ quy ñònh caaëp tone naøo ñöôïc phaùt ñi, data coù theå vaøo thanh ghi naøy . Ñieàu khieån thu phaùt tone ñöôïc ñaûm nhaän bôûi hai thanh ghi Control Receive A vaø Control Receive B (CRA vaø CRB) coù cuøng moät ñòa chæ. Muoán ghi vaøo thanh ghi CRB thì tröoác ñoù phaûi set moät bit töông öùng ôû CRA. Chu kyø ghi keá tieáp vaøo cuøng ñòa chæ vôùi CRA seõ cho pheùp truy caäp tôùi CRB. Vaø chu kyø ghi keá tieáp nöõa seõ trôû laïi vôùi CRA. Khi caáp ñieän maïch ñieän reset noäi seõ xoùa caùc thanh ghi ñieàu khieån.
40. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Tuy vaäy, ñeå ngaên ngöøa thì chöông trình phaàn meàm neân coù moät doøng leänh ñeå kích khôûi caùc thanh ghi naøy. Giaõ söû raèng thanh ghi phaùt roãng sau khi reset, ta xem qua caùc baûng (3,4,5 vaø 6) ñeå thaáy roû chi tieát veà caùc thanh ghi ñieàu khieån. Chaân IRQ/CP coù theå ñöôïc laäp trình sau cho noù coù theå cung caáp tín hieäu yeâu caàu ngaét sau nhaän xungDTMF hôïp leä hay khi boä phaùt ñaõ saün saøng cho data keá tieáp (Chæ tronh bus data). Chaân IRQ/CP laø ngoõ ra cöïc maùng hôû vaø vì theá caàn coù moät ñieän trôû keùo leân. Thanh ghi nhaän data chöùa maõ leänh xuaát cuûa giaù trò cuoái cuøng caëp tone DTMF ñöôïc giaûi maõ vaø chæ laø thanh ghi ñoïc data vaøo. Tín hieäu data vaøo trong thanh ghi phaùt seõ ñöôïc ñònh roõ vôùi caëp tone naøo maø ñöôïc phaùt sinh ra. Data chæ coù theå ñöôïc vieát vôùi thanh ghi phaùt. Hai thanh ghi ñieàu khieån CRA vaø CRB chæ chieám choå trong moät khoaûng ñòa chæ töông öùng gheùp ghi vôùi CRB coù theå ñöôïc thöïc hieän baèng caùch ñaët daønh rieâng bit trong CRA gheùp ghi tieáp theo tôùi ñòa chæ töông töï seõ ñöôïc tröïc tieáp ñöa tôùi CRB vaø tieáp theo sau cho chu kyø ghi seõ ñöôïc tröïc tieáp trôû laïi CRA. Caùch truy caäp thanh ghi: RS0 R/W Chöùc Naêng 0 0 Ghi vaøo thanh ghi Data phaùt 0 1 Ñoïc töø thanh ghi Data thu 1 0 Ghi vaøo thanh ghi ñieàu khieån 1 1 Ñoïc töø thanh ghi traïng thaùi Traïng thaùi thanh ghi CRA: Bit Teân Caùch söõ duïng B0 Tone Möùc logi 1 cho pheùp tone ñöôïc phaùt ra. Chöùc naêng naøy Output coù theå ñöôïc thöïc hieän trong Burst Mode hoaëc None = Burst Mode S CP/DTMF Choïn mode DTMF (möùc 0) cho pheùp thu vaø phaùt tone CONTROL ñoàng thôøi . Khi choïn mode CP (möùc 1 boä lo5 daõi baäc 6) ñöôïc kích hoaït cho pheùp kieåm tra caùc tone traïng thaùi ñöôøng daây (call progress tone). Caùc tone naøy neáu naèm trong daõi thoâng qui ñònh thì ñöôïc theå hieän ô ûchaân IRQ/CP ôû daïng soùng hình chöû nhaät neáu bit IRQ ñöôïc choïn (B = 1). Ngoaøi ra khi caû hai CP mode vaø busrt mode ñöôïc choïn, boä phaùt seõ phaùt tín hieäu DTMF vôùi khoaûng taéc môû laø 102 ms, gaáp ñoâi khi ta choïn modeDTMF. Chuù yù raèng tone DTMF seõ ñöôïc thu khi mode CP ñöôïc choïn.
41. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi B2 INTERRUP Logic 1 cho pheùp mode interrup. Khi mode naøy vaø ENABLE mode DTMF coù möùc tích cöïc (B1 = 0), chaân IRQ/CP seõ bò keùo xuoáng möùc 0 khi: + Moät tín hieäu DTMF hôïp leä ñöôïc nhaän vaø daõ hieän höõu ñöôïc trong khoaûng thôøi gian an toaøn. + Boä phaùt saün saøng cho data keá tieáp (chæ trong Busrt mode). B3 REGISTER Logic 1 cho pheùp CRB trong chu kyø ghi keá tieáp treân ESELECT cuøng ñòa chæ naøy. Chu kyø ghi keá sau nöõa seõ trôû laïi ghi vaøo CRA. Traïng thaùi thanh ghiCRB. b3 b2 b1 b0 COLUMN/ROW SINGLE/DUAL TEST MODE BUSRT MODE TONE TONE CRB (control register B): BIT TEÂN CAÙCH SÖÛ DUÏNG B0 BURST MODE Möùc 0 cho pheùp choïn Burst Mode khi mode naøy ñöôïc choïn. Data töông öùng vôùi caëp tone DTMF coù theå ñöôïc vieát vaøo thanh ghi phaùt ñeå taïo ra khoaûng môû tone vôùi thôøi haèng (51 ms hay 102 ms). Keá tieáp sau laø khoaûng ngaét tone vôùi thôøi haèng töông töï. Ngay sau khoaûng ngaét tone thì thanh ghi traïng thaùi seõ ñöôïc caäp nhaät bieåu thò raèng thanh ghi phaùt ñaõ saün saøng cho caùc leänh môùi vaø moät ngaét ñöôïc taïo ra caùc mode interrupt ñaõ ñöôïc choïn tröôùc ñoù. Khi burst mode khoâng ñöôïc choïn tröôùc ñoù thì tone phaùt ra seõ ñöôïc taéc môû theo baát kyø thôøi haèng naøo do ngöôøi laäp trình. B1 TEST MODE Cho pheùp choïn Test mode (Logic 1). Khi ñoù chaân IRQ/CP seõ xuaát hieän tín hieäu Steering ñöôïc laøm treå töø boä thu DTMF. DTMF Mode phaûi ñöôïc choïn (CRA B1 = 0) tröôùc khi Test mode ñöôïc kích hoaït. B2 SINGLE/DUAL Möùc logic 0 cho pheùp tín hieäu Dual Tone Multi TONE Frequency. Logic 1 choïn cheá ñoä tone ñôn (single CENERATION tone) cho pheùp taïo ra moät tone nhoùm thaáp hoaëc nhoùm
42. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi cao döïa vaøo traïng thaùi cuûa bit B3 trong thanh ghi CRB B3 Söû duïng vôùi bit B2 ôû treân. Boä phaùt coù theå ñöôïc choïn ñeå phaùt taàn soá naèm treân haøng hay coät, vaø möùc logic 1 seõ choïn taàn soá haøng. Thanh ghi traïng thaùi: BIT TEÂN CÔØ TRAÏNG THAÙI CÔØ TRAÏNG THAÙI XOÙA LAÄP B0 IRQ Ngaét xuaát hieän. B1 Ngaét chöa kích hoaït. Bò hoaëc B2 ñaõ ñöôïc laäp. xoùa sua khi thanh ghi ñaõ ñöôïc ñoïc. B1 THANH GHI Thôøi haèng ngaét tone Bò xoùa sau khi thanh ghi DÖÕ DIEÄU ñaõ keát thuùc vaø boä phaùt traïng thaùi ñöôïc ñoïc hay khi PHAÙT ROÅNG ñang chôø döõ lieäu keá choïn None=Burst Mode. (CHÆ TRONG tieát. BURST MODE) B2 THANH GHI Döõ lieäu hôïp leä ñang Bò xoùa sau khi thanh ghi DÖÕ LIEÄU THU naèm trong thanh ghi döõ traïng thaùi ñöôïc ñoïc. ÑAÀY lieäu thu. B3 DELAY Ñöôïc laäp khi phaùt hieän Bò xoùa sau khi phaùt hieän STEERING thaáy söï xuaát hieän moät tín hieäu DTMF hôïp leä khoâng hôïp leä cuûa tín hieäu DTMF. III./ YÙ nghóa caùc chaân. IN+ 1 20 VDD IN- 2 19 St/GT GS 3 18 Est Vref 4 17 D3 VSS 5 16 D2 OSC1 6 15 D1 OSC2 7 14 D0 TONE 8 13 IRQ/CP R/W 9 12 Φ 2 CS 10 11 RS0 Hình 4.3 Sô ñoà chaân IC MT8880
43. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi PIN TEÂN MOÂ TAÛ 1 IN+ Chaân vaøo khoâng ñaûo cuûa OP.AMP 2 IN- Chaân vaøo ñaûo cuûa OP.AMP 3 GS Choïn ñoä lôïi cho boä khueách ñaïi OP.AMP 4 VREF Ñaàu ra ñieän aùp tónh VDD/2 ñöôïc duøng ñeå caân baèng tónh ôû ñaàu vaøo. 5 VSS Ñieän aùp aâm cung caáp. 6 OSC1 Ñaàu vaøo boä dao ñoäng thaïch anh. 7 OSC2 Dao ñoäng thaïch anh 3.579545 MHz ñöôïc noái giöõa OSC1 vaø OSC2 taïo thaønh dao ñoäng doøng ñieän ôû beân trong vi maïch. 8 TONE Ngoõ ra tone DTMF. 9 R/W Chaân ñeå CPU ñieàu kieän tröïc tieáp ñoäc vieát data. 10 CS Chip Select. 11 RSO Chaân choïn Register. 12 Φ2 Xung ñoàng hoà heä thoáng. 13 IRQ Yeâu caàu ngaét tôùi MPU (Chaân cöïc maùng hôû). Khi Mode Call /CP Progress (CP) cheá ñoä ngaét interrup cuøng ñöôïc choïn, chaân IRQ/CP seõ ñöa ra daïng soùng hình chöõ nhaät ñaëc tröng cho tín hieäu ñaàu vaøo OP.AMP vôùi ñieàu kieän tín hieäu ñaàu vaøo naøy phaûi naèm trong daõi thoâng cuûa boä loïc thoâng daûi. 14÷17 D0-D3 Data Bus 18 Est (Early Steering Ouput). Cho ra möùc logic 1 khi phaùt hieän ñöôïc moät caët tone hôïp leä. Baát kì traïng thaùi naøo khoâng coù tín hieäu hôïp leä ñeàu cho ra logic 0. 19 St/GT (Steering Ouput/Guard Time Output 2 chieàu). Moät caëp ñieän aùp lôùn hôn BESt khi xuaát hieän taïi ST laøm cho thieát bò ghi nhaän caëp tone vaø caäp nhaát boä choát ngoõ ra. Moät ñieän aùp nhoû hôn VESt giaûi phoùng thieát bò ñeå thu nhaäp caäp tone môùi. Ngoõ ra GT laøm nhieäm vuï reset maïch ñònh thì beân ngoaøi. Traïng thaùi cuõa noù laø moät haøm cuûa Est vaø ñieäp aùp taïi chaân St. 20 VDD Nguoàn cung caáp döông.
44. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Chöông IV KHAÛO SAÙT ISD2560 I./ Sô ñoà khoái: Internal Clock Timing XCLK Sampling Clock 5-pole Active 5-pole Active ANA IN Amp Smoothing Analog Smoothing Filter Filter ANA OUT 480K cell Nonvolatile SP+ MIC Pre Multilevel Amp Mux Amp Storage SP- MIC REF Decoders Array Automatic AGC Gain Control (AGC) Power Cenditioning Address Buffers Device Control VCCA VSSA VSSD VCCD A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 PD OVF P/R CE EOM AUX IN H ình 5.1 Sô ñoà khoái ISD2560 II./ Sô ñoà chaân. A0/M0 1 • 28 VCCD A1/M1 2 27 P/R CXLK A2/M2 3 26 A3/M3 4 25 EOM A4/M4 5 24 PD A5/M5 6 ISD2560 23 CE OVF A6/M6 7 22 A7 8 21 ANA OUT A8 9 20 ANA IN A9 10 19 AGC AUX IN 11 18 MAC REF VSSD 12 17 MIC VSSA 13 16 VCCA SP+ 14 15 SP-
45. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi III./ Chöùc naêng caùc chaân. Chaân Teân Moâ taû 1 ÷ 10 A0 ÷ A9 Caùc chaân ñòa chæ boä nhôù taïm thôøi 11 AUX IN Ngoõ vaøo phuï 12 ÷ 13 Vssd - vssa Ngoõ vaøo noái mass 14 ÷ 15 SP+/SP- Ngoõ ra phaùt tieáng noùi 16 ÷ 28 Vcca – Vccd Nguoàn cung caáp 17 ÷ 18 MIC – MIC REF Ngoõ vaøo nhaäp tieáng noùi 19 AGC Chaân töï ñoäng ñieàu khieån ñoä lôïi 20 ANA IN Ngoõ vaøo analog 21 ANA OUT Ngoõ ra analog 22 OVF Baùo traøng khi heát dung löôïng boä nhôù 23 CE Chaân cho pheùp chip hoaït ñoäng tích cöïc, möùc thaáp 24 PD Chaân Reset 25 EOM Chaân baùo khi keát thuùc baûn tin 26 XCLK Ngoõ vaøo nhaän xung clock ngoaøi 27 P/R Möùc logic cao (playback); Möùc logic thaáp (record)
46. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi PHAÀN HAI THIEÁT KEÁ PHAÀN CÖÙNG CHÖÔNG I: SÔ ÑOÀ KHOÁI GIAÛI MAÕ THU VAØ PHAÙT DTMF CAÛM BIEÁN TÍN ÑIEÀU TIP HIEÄU CHUOÂNG KHIEÅN KHOÁI THIEÁT BÒ CAÛM BIEÁN TÍN XÖÛ LYÙ HIEÄU ÑAÛO RIN TRUNG CÖÏC TAÂM COÂNG CAÛM BIEÁN TÍN TAÉC BEÂN HIEÄU CHAÙY (DUØNG VI NGOAØI ÑIEÀU KHIEÅN) CAÛM BIEÁN TÍN HIEÄU TROÄM IC PHAÙT TIEÁNG NOÙI Hình 1.1 Sô ñoà khoái ñieàu khieån thieát bò töø xa qua ñöôøng daây thoaïi
47. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi • CHÖÙC NAÊNG TÖØNG KHOÁI: 1./ khoái caûm bieán: Khoái naøy coù nhieäm vuï nhaän bieát tí hieäu chuoâng töø toång ñaøi giôû tôùi ñeå baùo cho vi ñieàu khieån bieát ñeå ñoùng maïch taïo traïng thaùi taûi giaû. 2./ Khoái ñieàu khieån trung taâm. Khoái naøy coù nhieäm vuï ñieàu khieån moïi hoaït ñoäng cuû heä thoáng ñieàu khieån töø xa. Nhaän bieát tín hieäu chuoâng, ñeám soá hoài chuoâng, ñieàu khieån nhaát maùy giaû, nhaãn bieát password Doùng vaø môû thieát bò . 3./ Khoái taïo traïng thaùi nhaác giaû maùy . Khoái naøy coù nhieäm vuï taïo traïng thaùi nhaát giaû maùy ñeå ngöôøi goïi keát noái vôùi dieàu khieån. 4./ Khoái thu – phaùt DTMF. Khoái naøy coù nhieäm vuï giaûi maõ caùc caëp taàn soá DTMF thaønh soá nhò phaân. 5./ Khoái ñieàu khieån thieát bò. Laø caùc rôle hoaëc SCR duøng ñeå ñieàu khieån ngaét, ñoùng nguoàng ñieän cuûa thieát bò. 6./ Khoái caûm bieán tín hieäu daûo cöïc. Khoái naøy taïo tín hieäu phaûn hoài baèng tieáng noùi. 7./ Khoái caûm bieán tín hieäu ñaûo cöïc. Khoái naøy coù nhieäm vuï nhaän tín hieäu ñaûo cöïc cuûa maùy ñöôïc goïi ñeå baùo veà cho vi ñieàu khieån bieát maùy ñöôïc goïi ñaõ nhaát maùy. 8./ Khoái caûm bieán tín hieäu chaùy – troäm. Khoái naøy coù nhieäm vuï coù nhieäm vuï baùo hieäu khi coù chaùy hoaëc troäm. 9./ Khoái coâng taéc beân ngoaøi. Khoái naøy duøng ñeå ñieàu khieån thieát bò taïi choå.
48. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi CHÖÔNG II: THIEÁT KEÁ MAÏCH I./ Maïch nguoàng: Choïn doøng toái ña tieâu thuï cho 7805 laø 1A vaø 7905 laø 30mA. +Vcc 220V 7805 0.1 µ F 0.1 µ F 1 µ F 1 µ F -Vcc 220V 7905 0.1 µ F 1 µ F 0.1 µ F 1 µ F II./ OPTO 4N35 : 1./ Moâ taû chung: Opto 4N35 laø boä gheùp quang ñöôïc caáu taïo bôû photodiode vaø phototransistor. Boä gheùp quang duøng ñeå caùch ñieän giöõa nhöõng maïch ñieän coù söï khaùc bieät khaù lôùn veà diieän theá. Ngoaøi ra coøn ñöôïc duøng ñeå traùnh caùc voøng ñaát gaây nhieãu trong maïch. Thoâng thöôøng boä gheùp quang goàm moät diode loaïi GaAs phaùt ra tia hoàng ngoaïi vaø moät phototransistor vôùi vaät lieäu silic. Vôùi doøng dieän thuaän diode phaùt ra böùc xaï hoàng ngoaïi vôùi böôùc soùng khoaûng 900nm. Naêng löôïng böùc xaï naøy ñöôïc chieáu leân beà maët cuûa phototransistor hay chieáu giaùn tieáp qua moät moâi tröôøng daãn quang. Ñaàu tieân tín hieäu phaùt (Led hoàng ngoaïi) trong boä gheùp quang bieán thaønh tín hieäu aùnh saùng, sau ñoù tín hieäu aùnh saùng ñöôïc phaàn tieáp nhaän (Phototransistor) bieán laïi thaønh tín hieäu ñieän.
49. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Tính chaát caùch ñieän : Boä gheùp quang thöôøng duøng ñeå caùch ñieän giöõa hai maïch ñieän coù dieän theá khaù lôùn. Boä gheùp quang coù theå laøm vieäc vôùi doøng ñieän moät chieàu hay tín hieän ñieän coù taàn soá khaù cao. Ñieän trôû caùch ñieän: Ñoù laø ñieän trôû vôùi doøng ñieän moät chieàu giöõa ngoõ vaøo vaø ngoõ ra cuûa boä gheùp quang coù trò soá beù nhaát laø 1011 Ω , nhö theá ñuû yeâu caàu thop6ng thöôøng. Nhöng chuùng ta caàn chuù yù doøng ñieän roø khoaûng nA coù theå aûnh höôûng ñeán maïch ñieän. Gaëp tröôøng hôïp naøy ta coù theå taïo nhöõng khe troáng giöõa ngoõ vaøo vaø ngoõ ra. Noùi chung vôùi boä gheùp quang ta caàn phaûi coù maïch in toát. 2./ Hình daïng vaø moâ taû chaân. ANODE 1 6 BASE CATHODE 2 5 COLLECTOR NC 3 4 EMITTER 3./ Tính chaát: ƒ Nguoàn cung caáp Vcc = +5V ôû chaân soá 5. ƒ Tín hieäu ñöôïc ñöa vaøo chaân soá 1 vaø 2. ƒ Tín hieäu laáy ra ôû chaân soá 4. ƒ Hieäu dieän theá caùch ñieän laø 3350V. ƒ Heä sôù truyeàn ñaït laø 100%. ƒ Ñöôïc öùng öng trong moät soá maïch caùch ly vaø maïch ñieàu khieån. III./ Maïch caûm bieán chuoâng. J1 C1 D R 1 Vcc 1 2 Tip R1 R3 ISO2 J2 OPTO C2 1 D2 Ring
50. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi 1./ Nguyeân lyù hoaït ñoäng. Khi toång ñaøi caáp tín hieäu chuoâng cho thur6 bao. Tín hieäu chuoânh coù caùc thoâng soá 75Vrms ÷90Vrms, f = 25Hz,hai giaây coù boán giaây khoâng. Tín hieäu naøy qua tuï C1. Tuï C1 coù nhieäm vuï ngaên doøng DC, chæ cho tín hieäu chuoâng ñi qua. Ñoàng thôøi C1 taïo ra suït aùp AC laøm giaûm bieân ñoä tín hieäu chuoâng. Sau ñoù tín hieäu chuoâng qua caàu diode ñeå chænh löu toaøn kyø. Muïc ñích cuûa caàu diode khoâng nhöõng taïo ngoõ ra tín hieäu coù cöïc tính nhaát ñònh maø coøn nhaân ñoâi heä soá gôïn soùng nhaáp nhoâ cuûa tín hieäu. Nhö vaäy taàn soá gôïn soùng sau khi qua caàu diode laø 50Hz. Khi taàn soá lôùn hôn thì vieäc trieät tieâu ñoä nhaáp nhoâ cuûa tín hieäu deã hôn. Tuï C2 duøng ñeå trieät tieâu ñoä nhaáp nhoâ naøy. Tín hieäu ñi qua R1 vaø R3 phaân cöïc thuaän cho opto naøy. Dz coù taùc duïng giöõ ñieän aùp phaân cöïc phaân cöïc diode phaùt quang cuûa opton coá ñòng. R3 haïng doøng qua diode phaùt quang cuûa opton. Khi diode opto phaân cöïc thuaän, diode naøy seõ phaùt quang kích vaøo cöïc B cuûa transistor coù cöïc C ñöôïc noái ñieän trôû leân nguoàn +5V thoâng qua ñieän trôû R2 phaân cöïc cho transistor . Khi coù tín hieäu chuoâng transistor daãn baûo hoøa taïo ngoõ ra taïi cöïc C möùc logic thaáp. Khi khoâng coù tín hieäu chuoâng transistor ngöng daãn taïo möùc logic cao taïi cöïc C . möùc logic naøy ñöôïc ñöa vaøo chaân T0 cuûa 8951. Toùm laïi khi coù tín hieäu chuoâng, maïch naøy cho ra möùc logic 0. khi khoâng coù tín hieäu chuoâng thì maïch cho ra möùc logic 1. ngoaøi ra khi thoâng thoaïi, caùc tín hieäu thoaïi khaùc coù bieân ñoä nhoû neân khoâng ñuû taùc ñoäng ñeán maïch. Nhö vaäy maïch seõ khoâng aûnh höôûng ñeán caùc tín hieäu khaùc ngoaïi tröø tín hieäu chuoâng. Chuù yù: opto duøng ñeå caùch ly ñieän aùp cuûa tín hieäu chuoâng, chuyeån ñoåi chuùng thaønh möùc logic phuø hôïp cho vi ñieàu khieån. 2./ Thieát keá. Tín hieäu chuoâng cuûa toång ñaøi caáp cho thueâ bao coù ñieän aùp hieäu duïng khoaûng 75Vrms ÷ 90Vrms, f = 25Hz. Choïn doøng qua opto laø Iopto = 4mA. Suït aùp treân led opto khoaûng 1,2V. Choïn C1 laø tuï khoâng cöïc tính coù thoâng soá C1 = 0.47 µ F/250V. Ôû taàn soá cuûa tín hieäu chuoâng tuï C1 coù trôû khaùng. Choïn doøng qua R1 laø 5mA. Nhö vaäy ñieän aùp treân tuï C1 laø: Vc1 = Zc1.I0 1 1 vôùi Zc1 = = = 13,6K Ω 2πFC1 2.3,14.25.0,47.10−6 ⇒ Vc1 = Zc1.I0 = 13,6 K Ω .5mA = 68V Choïn ñieän aùp tín hieäu chuoâng laø 90rms
51. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Ñieän aùp qua diode caàu laø Vdiodecaàu = 90 – VC1 = 90 – 68 = 22V Choïn Zener coù VZ = 12V Tính R1: Vcauu −VZ 22Ω −12Ω R1 = = = 2KΩ I R1 5mA Choïn R1 = 2,2KΩ . VZ −Vopto 22v −12v R3 = = = 2,7KΩ I opto 4mA Tuï C2 laø tuï loïc caàu diode, choïn C2 = 10 µ F/50V Chuù yù: ñieän aùp chòu ñöïng cuûa C1 phaûi choïn sao cho lôùn hôn hai laàn ñieän aùp cuûa tín hieäu chuoâng, töùc laø Vc > 2.90.1,4 = 250V. Choïn caàu diode coù doøng chòu ñöïng laø 1A. Tính R2 : Ta choïn opto laø N35 coù caùc thoâmg soá: IF = 10mA ; VCEO = 30v. Heä soá truyueàn ñaït 100% Maïch ñieän ngoõ ra duøng transistor. Hieäu ñieän theá caùch ñieän VDC = 3350V Ñieän theá cuûa diode beân trong opto laø 1,5V taïi IF = 10mA Choïn doøng qua D3 laø 10mA, suït aùp treân led laø 1,6V; aùp treân VCE = 0,1V. Thoâng soá ñöôïc choïn ñeå tính R2 laø: Ic = 10 mA, Doøng colector Giaù trò cuûa R2 laø: Vcc −VCE −Vled 5 − 0,1−1,6 R2 = = = 330Ω I F 10mA R2 = 330 Ω . 3./ Caùc thoâng soá ñöôïc choïn. R1 =2,2K Ω R2 = 330K Ω R3 = 2,7K Ω C1 = 0,47 µ F/250V C2 = 10 µ F/50V Diode zener coù Vz = 15V IV./ Maïch taïo traïng thaùi taûi giaû.
52. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi C 4 Tip R5 Q2 Ring R6 4 K C3 3 6 5 1 2 R 7 P3.6 D4 Q1 1./ Nguyeân lyù hoaït ñoäng. Diode caàu ñöôïc maéc song song vaøo hai ñöôøng daây thoaïi. Treân ñöôøng daây naøy vöøa coù tín hieäu AC, vöøa coù tín hieäu DC. Do ñoù diode naøy khoâng coù chöùc naêng chænh löu maø coù taùc duïng ñaûo cöïc. Khi role ñoùng xuaát hieän doøng chaûy qua diode caàu. Nhöng chæ coù hai diode ñöôïc phaân cöïc thuaän neân daãn. Coøn hai diode kia phaân cöïc ngòch neân khoâng daãn. Noù chæ daãn khi toång ñaøi caáp tín hieäu ñaûo cöïc (phuïc vuï cho vieäc tính cöôùc ñieän thoaïi) hay maéc loän daây Tio vaø Ring. Khoái taïo trôû khaùng gioáng nhö moät thueâ bao nhaát maùy, goàm Q2, C3, R6 vaø R7 ñöôïc maéc nhö hình veõ taïo thaønh moät nguoàn doøng ñeå laáy doøng ñoå vaøo maïch gioáng nhö thueâ bao cuûa böu ñieän. Q2 coù nhieäm vuï thay theá moät thueâ bao treân lónh vöïc trôû khaùng. Ñieän trôû DC cuûa moät maùy ñieän thoaïi laø ≤ 300Ω , ñieän trôû xoay chieàu taïi taàn soá F = 1KHz laø 700 Ω ± 30% . Toång trôû vaøo cuûa maïch naøy phaûi phuø hôïp vôùi caùc thoâng soá treân. Tuï C3 nhaèm loïc xoay chieàu. Veà xoay chieàu xem nhö Q2 hôû maïch. Tín hieäu AC khoâng aûnh höôûng ñeán trôû khaùng DC cuûa maïch. Tuï C4 coù nhieäm vuï caùch ly DC chæ cho tín hieäu aâm taàn ñi qua, tín hieäu aâm taàn naøy ñöôïc taûi qua bieán aùp xuaát aâm. Cuoän sô caáp cuûa bieán aùp naøy ñöôïc maéc leân taûi cuûa taàn khueách ñaïi coâng suaát aâm taàn. 2./ Thieát keá tính toaùn. Choïn Q2 laø C2383 coù caùc thoâng soá : PCmax = 900mW
53. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi ICmax = 1A β = 60 ÷ 230 Doøng thoâng thoaïi cuûa toång ñaøi caáp ñeán maïch coù doøng töø 20mA ÷ 100mA. Ñieän trôû voøng cuûa maïch taûi giaû khoaûng 150Ω ÷ 1500 Ω . Ta choïn β = 60 Doøng DC cuûa toång ñaøi caáp IDC = 20mA. Choïn toång trôû DC cuûa taûi laø 9V. Ñieän aùp do suït aùp caàu diode laø 1,2V Choïn VCE = 6V VTR −VS.AP −VCE 9V −1,2V − 6V R6 = = = 100Ω I DC 20mA I DC I DC 20mA ⇒ Doøng IB = = = = 0,33mA β β 60 R5 .I b + R6 (h fe +1).I b +VBE Zin = (1+ h fe ).I b R5 VBE = + R6 + ≤ 300Ω h fe h fe .I b Choïn R5 = 18K Tuï C3 trieät tieâu tín hieäu thoaïi ñöôïc choïn sao cho ZC3 ≤ βR6 1 ≤ β.R6 (1) ωC3 Vôùi ω = 2πf , f = 300Hz laø taàn soá thaáp nhaát cuûa tín hieäu thoaïi, thay vaøo (1) 1 1 C3 ≥ = = 0,09µF 2πf .β.R6 2.3,14.300.60.100 Choïn C3 = 10nF/50V. Tuï C4 coù taùc duïng ngaên DC, thoâng AC, choïn C4 = 1 µ F/50V. Choïn rôle 5V coù ñieän trôû laø 100 Ω . Choïn transistor C1815 coù doøng IC khoaûng 400mA. Choïn doøng qua D3 laø 10mA Doøng qua role laø 5V Irelay = = 50mA 100Ω Toång doøng IC laø 50mA + 10mA = 60mA. Ñieàu kieän ñeå transistor baûo hoøa laø IB.hfe > IC Choïn hfe = 20
54. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi ⇒ IB = 2mA. 5V −1,4V R7 = = 1,8KΩ 2mA Choïn D3, D4 laø zener 5V nhaèm giôùi haïn möùc aùp ñeå baûo veä MT8880. 3./ Caùc thoâng soá ñöôïc choïn. Q2 laø transistor C2383, Q1 laø 1815. R5 = 18K Ω ,R6 = 100 Ω ,R7 = 1,8K Ω C3 = 10 µF /50V , C4= 1 µ F/50V D3 ,D4 laø zener 5V Rôle coù hieäu ñieän theá 5V; 100 Ω V./ Maïch caûm bieán tín hieäu ñaûo cöïc. 1./ Nguyeân lyù hoaït ñoäng. Bình thöôøng daây Ring mang ñieän theá aâm, daây Tip mang ñieän theá döông cho neân diode khoâng daãn. Suy ra ngoõ ra taïi cöïc C cuûa transistor laø möùc logic cao. Khi thueâ bao thöïc hieän moät cuoäc goïi ñi, neáu thueâ bao ñaàu khi nhaát maùy toång ñaøi seõ caáp moät tín hieäu ñaûo cöïc baùo cho thueâ bao goïi bieát laø thueâ bao bò goïi ñaõ nhaát maùy (thoâng thoaïi). Luùc naøy daây Tip mang ñieän theá aâm, daây Ring mang ñieän theá döông, diode daãn. Taïi cöïc C cuûa transistor xuoáng möùc thaáp taùc ñoäng vaøo chaân P3.7 cuûa vi ñieàu khieån baùo cho vi ñieàu khieån bieát ñaàu kia ñaõ nhaát maùy ñeå vi ñieåu khieån ra leänh xuaát caâu thoâng baùo. 2./ Sô ñoà maïch. +5V Ring R12 P3.7 Tip 3./ Tính toaùn. Ta choïn caûm bieán tín hieäu ñaûo cöïc laø option N35. Option N35 coù caùc thoâng soá kyû thuaät sau: IF = 10mA (Doøng ñieän qua deode beân trong option coupler) VCEO = 30V
55. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi Heä soá truyeàn ñaït 100% Maïch ñieän ngoõ ra duøng transistor Hieäu ñieän theá caùch ñieän VDC = 3350V VCE = 0,3V taïi doøng ngoõ ra laø IC = 5mA Thoâng soá ñöôïc choïn ñeå tính R12 laø: IC = 2mA 5V − 0,3V R12 = = 2,35KΩ 2mA Choïn R112 = 2,25K Ω VI./ Maïch ñieàu khieån thieát bò. +5V Taûi SW 220V Q3 220V ÑK Taûi R9 Maïch vöøa ñieàu khieån taïi choå thoâng qua coâng taéc, vöøa ñieàu khieån töø xa qua Relay. Ñieàu khieån taïi choå ta choïn coâng taéc loaïi thoâng thöôøng hai tieáp ñieåm. Ñeå kích Relay ñoùng ngaét, transistor phaûi ôû traïng thaùi daãn baûo hoøa. Choïn Relay coù trôû khaùng 200Ω . Vrôle = 5V VCC −VCEset 5 − 0,2 Irelay = = = 24mA RRELAY 200 Khi transistor daãn baûo hoøa ICbh < β IBbh
56. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi k.I Bbh IBbh ≤ β Choïn k = 3 ñeå transistor baûo hoøa saâu. ICbh = Irelay 3.24mA 27mA ⇒ IBbh = = = 1,2mA 60 60 5 − 0,6 ⇒ R9 = = 3,6KΩ 1,2mA Choïn R9 = 3,3KΩ Ta choïn R9 phaûi nhoû hôn giaù trò ñöôïc tính vì phaûi tröø ñi sai soá ñieän aùp töø IC VII./ Maïch caûm bieán thieát bò. Khi muoán bieát traïng thaùi cuûa thieát bò ñang hoaït ñoäng hay laø ñang ngaét ñeå deã ñieàu khieån ta duøng maïch sau: 5V R10 R11 CBT Taûi Khi thieát bò ñang hoaït ñoäng thì seõ coù doøng ñieän qua thieát bò. Vì theá ñeå caûm nhaän traïng thaùi naøy ta duøng opto. Khi ñoù seõ coù doøng ñi qua led cuûa opto laøm cho transistor cuûa opto daãn. Ngöôïc laïi khi taûi khoâng hoaït ñoäng thì khoâng coù doøng qua led cuûa opto. Ñeå led opto daãn ta choïn doøng qua led laø 5mA, khi ñoù ñieän trôû haïng doøng cho opto laø: 220V R10 = = 44KΩ 5mA Choïn R10 = 50K Ω Khi opto daãn thì doøng ngoõ ra cuûa opto choïn 2mA, ñieän trôû haïn doøng cho opto laø: 220V R11 = = 2,2KΩ 10mA Choïn R11 = 2,2K Ω
57. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi VIII./ Maïch thu phaùt tone. VDD C3 C1 R1 IN+ VDD IN- St/GT C2 R4 GS Est R2 R3 Vref D3 VSS D2 X-tal OSC1 D1 OSC2 D0 TONE IRQ/CP C4 RL R/W Φ 2 CS RS0 R1 = R2 = 100K Ω 1% R3 = 374k Ω 1% R4 = 3,3k Ω 10% RL = 10k Ω (min) C1 = 100nF 5% C2 = 100nF 5% C3 = 100nF 10% C4 = 10nF 10% X-tal = 3.579545 MHz IX./ Khoái ñieàu khieån trung taâm./ 1./ Sô ñoà chaân.
58. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi U 2 39 P0.0/AD0 P2.0/A8 21 38 P0.1/AD1 P2.1/A9 22 37 23 P0.2/AD2 P2.2/A10 36 P0.3/AD3 P2.3/A11 24 35 P0.4/AD4 P2.4/A12 25 34 P0.5/AD5 P2.5/A13 26 33 27 P0.6/AD6 P2.6/A14 32 P0.7/AD7 P2.7/A15 28 1 P1.0 P3.0/RXD 10 2 11 P1.1 P3.1/TXD 3 P1.2 P3.2/INT0 12 4 P1.3 P3.3/INT1 13 5 P1.4 P3.4/T0 14 6 15 P1.5 P3.5/T1 7 P1.6 P3.6WR 16 8 P1.7 P3.7/RD 17 19 29 XTAL1 PSEN 18 XTAL2 9 RST ALE/PROG 30 31 EA/VPP AT89C51 2./ Caùc chaân ñieàu khieån: Chaân P0.0 ÷ P0.3: ñieàu khieån caùc thieát bò Chaân P0.4 ÷ P0.7: nhaän döõ lieäu ñòa chæ töø ISD2560 Chaân P1.0 ÷ P1.3: ngoõ vaøo nhaän vaø phaùt döõ lieäu 4 bit Chaân P1.4: ñieàu khieån chaân CS cuûa IC MT8880. Chaân P1.5: ñieàu khieån chaân Φ 2 cuûa IC MT8880. Chaân P1.6: ñieàu khieån chaân RSO cuûa IC MT8880. Chaân P1.7: ñieàu khieån chaân R/W cuûa IC MT8880. Chaân P3.2: ñieàu khieån chaân IRQ/CP cuûa IC MT8880. Chaân P2.0 ÷ P2.3: nhaän tín phaûn hoài töø coâng taét hieäu beân ngoaøi. Chaân P3.0: nhaän tín hieäu baùo chaùy. Chaân P3.1: nhaän tín hieäu baùo troäm. Chaân P3.3: nhaän tín hieäu chuoâng. Chaân P3.7: nhaän tín hieäu ñaûo cöïc. chaânP3.4: nhaän tín hieäu töø chaân CE cuûa ISD2560.
59. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi X./ Maïch thu phaùt aâm thanh. VCC VCC 1 28 A0 VCCD 2 16 A1 VCCA C6 C7 R9 3 C A2 5 R 4 12 8 A3 VSSD VCC P0.4 5 13 A4 VSSA P0.5 6 14 C4 R7 A5 SP+ P0.6 7 V A6 C CC P0.7 8 15 3 R6 AÂm Hieäu A7 SP- 9 A8 jp 10 20 C2 A9 ANA IN 23 1 P3.4 CE ANA OUT 21 R10 24 17 2 PD MIC R5 R1 27 jp OEM MICREF 18 25 OUP AUX IN 11 3 22 VOF 2 26 XCLX AGC 19 1 R 2 C1 R4 R3 VCC VCC
60. Thieát keá maïch ñieàu khieån töø xa qua ñöôøng daây thoaïi XI./ Nguyeân lyù hoaït ñoäng. 1.1./ Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa boä phaän ñieàu khieån: Khi muoán ñieàu khieån, ngöôøi ñieàu khieån goïi soá thueâ bao caàn ñieàu khieån. Toång ñaøi khieåm tra xem maùy naøy coù baän khoâng. Neáu khoâng baän thì toång ñaøi seõ caáp tín hieäu chuoâng cho maùy ñöôïc goïi. Tín hieäu chuoâng ñöôïc chænh löu thaønh ñieän aùp DC caáp cho opto, laøm opto daãn. Ngoõ ra töø möùc logic cao xuoáng möùc logic thaáp, vaøo ngaét ngoaøi 1 cuûa vi ñieàu khieån ñeå goïi chöông trình phuïc vuï “ phuïc vuï ngaét 1 “. Chöông trình naøy seõ ñònh thôøi gian ñôïi chuoâng. Sau moät hoài chuoâng nhaát ñònh maø khoâng coù ngöôøi nhaát maùy thì chöông trình cuûa vi ñieàu khieån seõ caáp möùc logic cao ôû chaân P3.6 ñieàu khieån relay ñoùng maïch taïo taûi giaû keát noái thueâ bao. Khi thueâ bao ñaõ keát noái, ñieän trôû maïch voøng thueâ bao giaûm xuoáng coøn khoaûng 150 Ω ÷ 1500 Ω . Luùc ñoù treân ñöôøng daây xuaát hieän doøng DC töø 20mA ÷ 100mA. Toång ñaøi nhaän bieát söï thay ñoåi naøy, ngöøng cung caáp tín hieäu chuoâng vaø thoâng thoaïi cho hai thueâ bao. Khi ngöôøi ñieàu khieån nhaán phím naøo thì moät caëp tone goàm moät taàn soá cao vaø moät taàn soá thaáp töông öùng seõ truyeàn treân ñöôøng daây thueâ bao. Tín hieäu DTMF naøy seõ ñöôïc moät IC chuyeân duøng MT8880 giaõi maõ DTMF ra thaønh 4 bit töông öùng vôùi soá cuûa phím baám. Ñoàng thôøi luùc ñoù chaân IRQ/CP cuûa MT8880 seõ chuyeån traïng thaùi töø möùc logic cao xuoáng möùc logic thaáp taùc ñoäng vaøo vi ñieàu khieån ñeå vi ñieàu khieån ñoùn leänh vaø thi haønh leänh. Sau soá hoài chuoâng nhaát ñònh maïch ñieàu khieån seõ phaùt caâu thoâng baùo “ Chöông trình ñieàu khieån töø xa chaøo baïi, môøi nhaäp maät maõ “. Luùc naøy ngöôøi bieàu khieån nhaán maät maõ ñeå xaâm nhaäp vaøo heä thoáng. Maõ passwords trong heä thoáng naøy ñöôïc quy ñònh bôûi ba soá laø 246 . neáu baám sai paswords thì heä thoáng seõ thoâng baùo “ Maät maõ nhaäp sai, môøi nhaäp laïi “. Neáu nhaäp sai ba laàn lieân tieáp thì heä thoáng thoâng baùo “ Ñaõ heát laàn nhaäp maät maõ, chaøo taïm bieät”, ngaét taûi giaû vaø trôû veà traïng thaùi chôø chuoâng. Sau khi nhaäp ñuùng passwords ngöôøi ñieàu khieån seõ nghe thoâng baùo “ Môøi nhaäp thieát bò “ . Luùc ñoù neáu muoán taét thieát bò baám soá “0” (Soá 0 ñöôïc quy ñònh laø taét thieát bò), coøn muoán taét thieát bò naøo thì tuøy thuoäc vaøo maõ tieáp theo. Ví duï neáu muoán taét thieát bò moät baám soá “0” sau ñoù baám tieáp soá “1” ñeå taét thieát bò moät. Sau khi taét thieát bò moät thì heä thoáng seõ phaùt ra caâu thoâng baùo “ Thieát bò moät ñaõ taét. Neáu muoán taét tieáp thieát bò boán thì baám tieáp soá “4”. Neáu muoán môû thieát bò thì baám maõ soá “1” , (maõ “1” ñöôïc quy ñònh môû thieát bò) coøn muoán môû thieát bò naøo thì baám tieáp maõ thieát bò ñoù. Töông töï nhö khi taét sau khi nhaäp ñuùng maõ thieát bò thì heä thoáng cuõng phaùt ra caâu thoâng baùo “Thieát bò ñaõ môû”