Thiết kế hệ thống điều khiển xa các thiết bị điện có định thời bằng điện thoại hữu tuyến

ÑAËT VAÁN ÑEÀ : Vôùi söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa Khoa hoïc Kó thuaät trong nhöõng thaäp nieân gaàn ñaây, ngaønh Böu chính Vieãn thoâng ñaõ taïo ra böôùc ngoaëc quan troïng trong lónh vöïc thoâng tin ñeå ñaùp öùng nhu caàu cuûa con ngöôøi. Hieän nay, heä thoáng thoâng tin qua maïng ñieän thoaïi ñaõ ñöôïc toaøn caàu hoùa, trôû neân gaàn guõi vaø quen thuoäc vôùi con ngöôøi. Nhôø heä thoáng thoâng tin naøy maø con ngöôøi ñaõ khoâng bò haïn cheá veà khoaûng caùch lieân laïc. Trong lónh vöïc thoâng tin ñaõ ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu caàn thoâng tin cuûa con ngöôøi. Vaäy trong lónh vöïc ñieàu khieån töï ñoäng thì sao? Con ngöôøi coøn bò haïn cheá raát nhieàu veà khoaûng caùch trong lónh vöïc naøy. Thaät vaäy, trong vieäc ñieàu khieån coù nhieàu caùch nhö : ñieàu khieån baèng tia hoàng ngoaïi, ñieàu khieån baèng voâ tuyeán… nhöng caùc caùch aáy ñeàu phuï thuoäc vaøo khoaûng caùch, chæ coù taùc duïng trong phaïm vi ñieàu khieån gaàn maø thoâi! Vôùi söï phaùt trieån cuûa KHKT, vôùi möùc ñoä nhu caàu cuûa con ngöôøi ngaøy caøng cao, ñoøi hoûi con ngöôøi phaûi ñieàu khieån ñöôïc 1 thieát bò ñieän naøo ñoù maø khoâng bò haïn cheá veà khoaûng caùch ñieàu khieån. Töø ñoù nhoùm sinh vieân thöïc hieän hình thaønh neân yù töôûng ñeà taøi phaûi thieát keá 1 heä thoáng duøng ngay chính ñöôøng truyeàn coù saün cuûa maïng thoâng tin qua ñieän thoaïi ñeå ñieàu khieån. Ñeà taøi naøy ñaõ ñöôïc caùc anh chò khoùa tröôùc nghieân cöùu vaø thieát keá raát coù khaû thi nhö : “Ñieàu khieån thieát bò ñieän töø xa baèng ñieän thoaïi” duøng vi ñieàu khieån cuûa Phaïm Minh Huy – Voõ Ñình Vónh Ñònh (6A95KÑÑ). “Thieát keá maïch ñieàu khieån xa baèng ñieän thoaïi” duøng IC soá cuûa Ñinh Hoaøng Trí – Nguyeãn Ñaïi Thaéng (94TCKÑÑ). Vôùi keát quaû khaû quan trong vieäc nghieân cöùu vaø thieát keá ñeà taøi cuûa caùc khoùa tröôùc ñaõ chaéc chaén raèng vieäc söû duïng ñieän thoaïi ñeå ñieàu khieån laø moät vaán ñeà hoaøn toaøn coù theå ñöôïc, noù seõ coù tính khaû thi trong töông lai, phuø hôïp vôùi xu theá môùi cuûa nhaân loaïi. Ñoù cuõng chính laø vaán ñeà maø nhoùm sinh vieân töïc hieän ñeà taøi ñang quan taâm. TAÀM QUAN TROÏNG CUÛA ÑEÀ TAØI : Vôùi nhöõng keát quaû thu ñöôïc trong vieäc söû duïng ñieän thoaïi ñieàu khieån thieát bò cuûa caùc khoùa tröôùc ñaõ chöùng minh ñeà taøi laø 1 vaán ñeà coù thaät, coù trong thöïc teá, laø 1 thöïctaïi khaùch quan chöù khoâng phaûi laø ñieàu khoâng töôûng. Öu ñieåm cuûa vieäc duøng ñöôøng truyeàn cuûa ñieän thoaïi ñeå ñieàu khieån thieát bò laø phaïm vi ñieàu khieån roäng, khoâng bò haïn cheá veà khoaûng caùch ñieàu khieån, heã ôû ñaâu coù ñieän thoaïi laø coù theå ñieàu khieån ñöôïc thieát bò. Ngöôøi ñieàu khieån ôû nôi maø coù theå ñieàu khieån thieát bò ôû nhieàu nôi khaùc nhau, thaäm chí coù theå ñieàu khieån thieát bò ôû trong nhöõng moâi tröôøng nguy hieåm, ñoäc haïi maø con ngöôøi khoâng theå thaâm nhaäp vaøo ñeå ñieàu khieån thieát bò ñöôïc hoaëc 1 daây chuyeàn saûn xuaát thay theá con ngöôøi. Vì vaäy ñeà taøi naøy laø 1 vaán ñeà khoâng nhöõng laø 1 thöïc taïi khaùch quan maø coøn coù taàm quan troïng thöïc söï trong hieän taïi cuõng nhö trong töông lai. GIÔÙI HAÏN VAÁN ÑEÀ : Vôùi löôïng kieán thöùc ñöôïc truyeàn ñaït trong suoát khoùa hoïc, vôùi khaû naêng cuûa baûn thaân vaø thôøi gian cho pheùp ñeå thöïc hieän ñeà taøi neân nhoùm sinh vieân thöïc hieän coù nhöõng giôùi haïn cuï theå trong ñeà taøi ñeå phuø hôïp vôùi khuoân khoå khaû naêng vaø ñieàu kieän ngieân cöùu nhö sau : Duøng vi xöû lí 8085 laøm heä thoáng ñieàu khieån trung taâm. Heä thoáng ñieàu khieån chæ thöïc hieän chöùc naêng ñieàu khieån thieát bò. Khoâng thöïc hieän chöùc naêng baùo ñoäng nhö baùo troäm, baùo chaùy hay töï ñoäng traû lôøi ñieän thoaïi. Khoâng söû duïng tieáng noùi ñeå baùo traïng thaùi cuûa thieát bò maø söû duïng 2 aâm hieäu nhaïc. Chæ nghieân cöùu nguyeân lí laøm vieäc cuûa heä thoáng toång ñaøi – maùy ñieän thoaïi ñeå laøm döõ lieäu cho vieäc thieát keá maø khoâng nghieân cöùu saâu veà caáu taïo cuõng nhö caùch thöùc hoaït ñoäng beân trong cuûa toång ñaøi vaø maùy ñieän thoaïi. Chæ ñieàu khieån heä thoáng baèng ñieän thoaïi höõu tuyeán. Baøn phím hieån thò goàm 12 phím soá, 3 phím thöïc hieän chöùc naêng reset, ñaët soá password vaø 10 led hieån thò döõ lieäu cuûa thieát bò vaø maõ ñieàu khieån. Duøng IC 74138 giaûi maõ IO/M\ 3 ñöôøng thaønh 8 ñöôøng, IC 74245 ñeäm döõ lieäu 2 chieàu, IC 74244 ñeäm döõ lieäu 1 chieàu, IC 74573 choát vaø taùch döõ lieäu – ñiaï chæ. Ñieàu khieån ñöôïc toái ña 8 thieát bò ñieän. Ngoaøi chöùc naêng ñieàu khieån taét – môû thieát bò, heä thoáng coøn thöïc hieän ñöôïc chöùc naêng caøi ñaët thôøi gian vaø reset ñoàng loaït caùc thieát bò ñieän. Soá password deã daøng caøi ñaët laïi khi coù nhu caàu. Thieát keá baøn phím ñieàu khieån gioáng nhö baøn phím ñieän thoaïi thuaän tieän trong vieäc thao taùc treân phím. Boä nhôù heä thoáng söû duïng ROM 2764 8Kbyte vaø RAM 6264 8Kbyte. Vôùi dung löôïng boä nhôù coøn dö seõ thöïc hieän vaøo vieäc thieát keá caùc chöông trình phuïc vuï caùc chöùc naêng khaùc nhö : baùo ñoäng, töï ñoäng traû lôøi ñieän thoaïi, töï ñoäng goïi soá maùy ñieän thoaïi ñöôïc caøi ñaët saün,…. Phaàn meàm do sinh vieân Trònh Thò Myõ Hieàn nghieân cöùu vaø thieát keá. Phaàn cöùng do sinh vieân Trònh Quoác Daân nghieân cöùu vaø thöïc hieän. MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU : Do thöïc tieãn hieän nay, con ngöôøi coøn bò haïn cheá raát nhieàu trong vieäc ñieàu khieån töï ñoäng caùc thieát bò. Do ñoù vôùi söï keát hôïp giöõa söï phaùt trieån cuûa KHKT vaø cuûa ngaønh Böu chính Vieãn thoâng, vôùi söï coù saün cuûa ñöôøng truyeàn vaø hôn nöõa ñieän thoaïi ñang laø vaät duïng caàn thieát vaø quen thuoäc cuûa con ngöôøi neân nhoùm sinh vieân thöïc hieän nghieân cöùu vaán ñeà naøy nhaèm ñöa yù töôûng duøng ñieän thoaïi ñeå ñieàu khieån thieát bò trôû thaønh hieän thöïc giuùp con ngöôøi phaù boû ñöôïc nhöõng haïn cheá veà khoaûng caùch trong lónh vöïc ñieàu khieån töï ñoäng, cuõng nhö phuø hôïp vôùi xu theá môùi trong ngaønh töï ñoäng ñieàu khieån. KHAÛO SAÙT TAØI LIEÄU LIEÂN HEÄ : “Ñieàu khieån töø xa baèng ñieän thoaïi” duøng vi ñieàu khieån cuûa sinh vieân thöïc hieän Phaïm Minh Duy – Voõ Ñình Vónh Ñònh (6A95KÑÑ). “Thieát keá maïch ñieàu khieån xa baèng ñieän thoaïi” duøng IC soá cuûa Ñinh Hoaøng Trí – Nguyeãn Ñaïi Thaéng (94TCKÑÑ) Sau khi nghieân cöùu veà caùc ñeà taøi naøy, nhoùm sinh vieân thöïc hieän ñaõ phaùt hieän ra nhieàu thieáu soùt vaø töø ñoù hình thaønh neân yù töôûng seõ phaùt trieån ñeà taøi naøy thaønh 1 heä thoáng coù tính khaû thi ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu cuûa ngöôøi söû duïng Ñeà taøi naøy khaùc caùc ñeà taøi tröôùc nhöõng gì? Caùc ñeà taøi tröôùc cuøng teân ñöôïc thieát keá nhö sau : Söû duïng vi ñieàu khieån hay IC soá. Heä thoáng ñieàu khieån ñöôïc 2 thieát bò. Maät maõ heä thoáng chæ coù 2 chöõ soá, xaùc suaát ngaãu nhieân baám ñuùng maät maõ cao. Traïng thaùi ñieàu khieån taûi chæ laø taét hay môû maø thoâi (khoâng ñònh thôøi ñöôïc). Baùo traïng thaùi taét/ môû cuûa thieát bò baèng tieáng noùi. Chæ ñieàu khieån thieát bò ñöôïc khi ñieàu khieån qua maïng ñieän thoaïi maø thoâi (töùc laø muoán ñieàu khieån thieát bò baét buoäc phaûi duøng ñeán ñieän thoaïi) – raát baát tieän khi caàn ñieàu khieån taïi nôi ñaët heä thoáng. Khoâng hieån thò döõ lieäu cuûa thieát bò ñeå quan saùt ñöôïc. Khoâng taét khaån caáp ñöôïc caùc thieát bò cuøng moät luùc. GIÔÙI THIEÄU ÑEÀ TAØI SINH VIEÂN KHAÛO SAÙT : Nhö ñaõ trình baøy ôû treân, ñeà taøi “Thieát keá heä thoáng ñieàu khieån xa caùc thieát bò ñieän coù ñònh thôøi baèng ñieän thoaïi höõu tuyeán” laø 1 ñeà taøi mang tính keá thöøa nhöng trong ñoù noù ñaõ ñöôïc môû roäng veà phaïm vi söû duïng vaø phaïm vi ñieàu khieån. Ñaây laø 1 ñeà taøi coù tính qui moâ khaù cao, noù coù theå ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu cuûa ngöôøi söû duïng vaø coù tính khaû thi phuø hôïp vôùi neàn KHKT hieän ñaïi cuûa nöôùc nhaø. Ñeà taøi naøy ñaõ ñöôïc nhoùm sinh vieân nghieân cöùu, môû roäng vaø phaùt trieån nhö sau : Heä thoáng ñieàu khieån trung taâm duøng vi xöû lyù 8085. Heä thoáng ñieàu khieån ñöôïc 8 thieát bò. Maät maõ heä thoáng coù 4 chöõ soá (naâng cao tính bí maät cuûa heä thoáng vì xaùc suaát ngaãu nhieân baám ñuùng maõ thaáp). Traïng thaùi ñieàu khieån thieát bò ngoaøi chöùc naêng taét / môû coøn coù theå ñònh thôøi gian laøm vieäc cho thieát bò. Baùo traïng thaùi cuûa thieát bò baèng aâm hieäu nhaïc (ñaûm baûo tính kó thuaät vaø tính kinh teá cho heä thoáng). Ngoaøi chöùc naêng ñieàu khieån thieát bò qua ñieän thoaïi, coøn coù theå ñieàu khieån thieát bò qua phím nhaán ñaët taïi heä thoáng ñieàu khieån ñöôïc thieát keá gioáng nhö baøn phím cuûa ñieän thoaïi. Hieån thò ñöôïc döõ lieäu cuûa thieát bò thoâng qua 10 Led 7 ñoaïn goàm coù : 2 Led : hieån thò soá chæ thieát bò caàn quan saùt vaø ñieàu khieån. 4 Led : hieån thò soá thôøi gian caøi ñaët cho thieát bò, ñoàng thôøi hieån thò cho thaáy soá maät maõ khi caàn caøi ñaët laïi. 4Led : hieån thò soá thôøi gian laøm vieäc coøn laïi cuûa thieát bò (ñeám luøi). Khi caàn thieát coù theå ñieàu khieån taét khaån caáp cuøng luùc 8 thieát bò. Trong 8 thieát bò ñöôïc chia ra ñôn vò thôøi gian tính nhö sau : 3 thieát bò laøm vieäc vôùi thôøi gian caøi ñaët ñöôïc töø (1 ¸ < 3) giôø vôùi ñôn vò tính laø giaây. 3 thieát bò laøm vieäc vôùi thôøi gian caøi ñaët ñöôïc töø (1 ¸ < 160) giôø vôùi ñôn vò tính laø phuùt. 2 thieát bò laøm vieäc vôùi thôøi gian caøi ñaët ñöôïc töø (1 ¸ 9999) giôø vôùi ñôn vò tính laø giôø. Tuøy theo löôïng thôøi gian caøi ñaët ñöôïc vaø theo ñôn vò tính maø ngöôøi söû duïng caøi ñaët thieát bò sao cho hôïp lí. GIAÛI THÍCH THUAÄT NGÖÕ : “Thieát keá heä thoáng ñieàu khieån xa caùc thieát bò ñieän coù ñònh thôøi baèng ñieän thoaïi höõu tuyeán”. Thuaät ngöõ : “coù ñònh thôøi” noùi leân ñöôïc baûn chaát cuûa heä thoáng laø coù theå ngoaøi chöùc naêng ñieàu khieån taét – môû thoâng thöôøng coøn coù theå caøi ñaët thôøi gian laøm vieäc cho thieát bò ñieän. Thuaät ngöõ : “ñieän thoaïi höõu tuyeán” : do khaû naêng baûn thaân, tìnhhình nghieân cöùu vaø ñieàu kieän thöû nghieäm neân ñeà taøi naøy giôùi haïn chæ söû duïng ñieän thoaïi coù daây (höõu tuyeán) ñeå ñieàu khieån maø khoâng söû duïng ñieän thoaïi di ñoäng, ñieän thoaïi voâ tuyeán ñeå ñieàu khieån thieát bò ñieän. CHÖÔNG II CÔ SÔÛ LYÙ LUAÄN Daøn yù nghieân cöùu: Thieát keá caáu truùc sô ñoà khoái cuûa thieát bò. Thíeât keá khoái xöû lyù trung taâm CPU & ngoaïi vi. Thieát keá phaàn baøn phím vaø hieån thò. Thi coâng phaàn cöùng – phaàn meàm thieát bò. Höôùng daãn söû duïng phaàn cöùng cuûa thieát bò. Ñoái töôïng nghieân cöùu: Ñoái töôïng nghieân cöùu chuû yeáu laø caùc ñeà taøi cuøng teân cuûa khoùa tröôùc vaø cô sôû baøi giaûng veà toång ñaøi ñieän thoaïi. Phöông phaùp vaø phöông tieän nghieân cöùu : Phöông phaùp : Tham khaûo taøi lieäu: Chuû yeáu laø caùc taøi lieäu coù kieán thöùc lieân heä ñeán kyõ thuaät soá, kyõ thuaät ñieän töû, ngoaïi vi vaø vi xöû lyù. Thöïc nghieäm : Keát noái phaàn cöùng giao tieáp vôùi ñöôøng truyeàn cuûa ñieän thoaïi ñeå bieát ñöôïc caùch hoaït ñoäng cuï theå cuûa caùc IC chuyeân duïng trong lónh vöïc vieãn thoâng; keát noái phaàn cöùng vi xöû lí, caùc ngoaïi vi treân testboard vaø keát noái vôùi kit VXL 8085. Vieát chöông trình ñeå thöû nghieäm caùch hoaït ñoäng cuûa töøng ngoaïi vi. Phöông tieän : Ngoaøi thieát bò thöïc taäp VXL 8085 cuûa tröôøng ÑHSP Kyõ Thuaät TP.Hoà Chí Minh, caùc duïng cuï ño ñaïc nhö dao ñoäng kyù, maùy phaùt soùng, ñoàng hoà VOM… ñeå thöïc hieän ñeà taøi naøy coøn phaûi thieát keá moät soá maïch phuï hay duøng testboard ñeå thöû nghieäm caùc ngoaïi vi khaûo saùt nhö 8253, 8279, MT8870. Thôøi gian nghieân cöùu : Theo phaân coâng cuûa boä moân ñieän töû, thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi ñöôïc tính töø ngaøy 18/12/1999 ñeán ngaøy 28/02/2000. LYÙ TUYEÁT TOÅNG QUAÙT VEÀ TOÅNG ÑAØI – MAÙY ÑIEÄN THOAÏI GIÔÙI THIEÄU TOÅNG QUAÙT VEÀ TOÅNG ÑAØI : Ñònh nghóa veà toång ñaøi : Toång ñaøi laø moät heä thoáng chuyeån maïch coù heä thoáng keát noái caùc cuoäc lieân laïc giöõa caùc thueâ bao vôùi nhau, vôùi soá löôïng thueâ bao lôùn hay nhoû tuyø thuoäc vaøo töøng loaïi toång ñaøi, töøng khu vöïc. Chöùc naêng cuûa toång ñaøi : Toång ñaøi ñieän thoaïi coù khaû naêng : Nhaän bieát ñöôïc khi thueâ bao naøo coù nhu caàu xuaát phaùt cuoäc goïi. Thoâng baùo cho thueâ bao bieát mình saün saøng tieáp nhaän caùc yeâu caàu cuûa thueâ bao. Xöû lí thoâng tin töø thueâ bao chuû goïi ñeå ñieàu khieån keát noái theo yeâu caàu. Baùo cho thueâ bao bò goïi bieát coù ngöôøi caàn muoán lieân laïc. Giaùm saùt thôøi gian vaø tình traïng thueâ bao ñeå ghi cöôùc vaø giaûi toûa. Giao tieáp ñöôïc vôùi nhöõng toång ñaøi khaùc ñeå phoái hôïp ñieàu khieån. Phaân loaïi toång ñaøi : 3.1. Toång ñaøi coâng nhaân : Vieäc keát noái thoâng thoaïi, chuyeån maïch döïc vaøo con ngöôøi. 3.2. Toång ñaøi cô ñieän : Boä phaän thao taùc chuyeån maïch laø heä thoáng cô khí, ñöôïc ñieàu khieån baèng heä thoáng maïch töø. Goàm hai heä thoáng chuyeån maïch cô khí cô baûn : cuyeån maïch töøng naác vaø chuyeån maïch ngang doïc. 3.3 Toång ñaøi ñieän töû : Quaù trình ñieàu khieån keát noái hoaøn toaøn töï ñoäng, vì vaäy ngöôøi söû duïng cuõng khoâng theå cung caáp cho toång ñaøi nhöõng yeâu caàu cuûa mình baèng lôøi noùi ñöôïc. Ngöôïc laïi, toång ñaøi traû lôøi cho ngöôøi söû duïng cuõng khoâng theå baèng lôøi noùi. Do ñoù, caàn qui ñònh moät soá thieát bò cuõng nhö caùc tín hieäu ñeå ngöôøi söû duïng vaø toång ñaøi coù theå laøm vieäc ñöôïc vôùi nhau. 3.3.1. Ñóa quay soá : Ôû moãi maùy ñieän thoaïi ñeàu coù baøn phím soá, nhaèm gôûi caùc con soá cuûa thueâ bao bò goïi ñeán toång ñaøi. 3.3.2. Caùc aâm hieäu : Tín hieäu môøi quay soá : Khi thueâ bao nhaác toå hôïp ñeå xuaát phaùt cuoäc goïi seõ nghe aâm hieäu môøi quay soá do toång ñaøi caáp cho thueâ bao goïi, laø tín hieäu hình sin coù taàn soá 425 ± 25 Hz lieân tuïc. Tín hieäu baùo baän : Tín hieäu naøy baùo cho ngöôøi söû duïng bieát thueâ bao bò goïi ñang trong tình traïng baän hoaëc trong tröôøng hôïp thueâ bao nhaác maùy quaù laâu maø khoâng quay soá thì toång ñaøi gôûi aâm hieäu baùo baän naøy. Tín hieäu baùo baän laø tín hieäu hình sin coù taàn soá 425 ± 25 Hz, ngaét quaõng 0.5 giaây coù vaø 0.5 giaây khoâng. Tín hieäu chuoâng : Tín hieäu chuoâng do toång ñaøi cung caáp cho thueâ bao bò goïi, laø tín hieäu hình sin coù taàn soá 25 Hz vaø ñieän aùp 90V hieäu duïng. ngaét quaõng tuyø thuoäc vaøo toång ñaøi, thöôøng 3 giaây coù vaø 4 giaây khoâng. Tín hieäu hoài chuoâng : Tín hieäu hoài chuoâng do toång ñaøi caáp cho thueâ bao bò goïi, laø tín hieäu hình sin coù taàn soá 425 ± 25 Hz laø hai tín hieäu ngaét quaõng töông öùng nhòp chuoâng. 3.3.3. Phöông thöùc chuyeån maïch cuûa toång ñaøi ñieän töû : Toång ñaøi ñieän töû coù nhöõng phöông thöùc chuyeån maïch sau : Toång ñaøi ñieän töû duøng phöông thöùc chuyeån maïch khoâng gian (SDM : Space Devision Multiplexer) Toång ñaøi ñieän töû duøng phöông thöùc chuyeån maïch thôøi gian (TDM : Timing Devision Multiplexer) : coù hai loaïi. Phöông thöùc gheùp keânh töông töï theo thôøi gian (Analog TDM) goàm coù : + Gheùp keânh baèng phöông thöùc truyeàn ñaït coäng höôûng. + Gheùp keânh PAM (PAM : Pulse Amplitude Modulation). Trong kyõ thuaät gheùp keânh PCM ngöôøi ta laïi chia 2 loaïi : ñieàu cheá Delta vaø ñieàu cheá PCM. Ngoaøi ra, ñoái vôùi toång ñaøi coù dung löôïng lôùn vaø raát lôùn (dung löôïng leân ñeán côõ vaøi chuïc ngaøn soá) ngöôøi ta phoái hôïp caû hai phöông thöùc chuyeån maïch SDM vaø TDM thaønh T – S – T, T – S, S – T – S …. Öu ñieåm cuûa phöông thöùc keát hôïp naøy laø taän duïng toái ña soá link troáng vaø giaûm bôùt soá link troâng khoâng caàn thieát, laøm cho keát caáu cuûa toaøn toång ñaøi trôû neân ñôn giaûn hôn. bôûi vì, phöông thöùc gheùp keânh TDM luoân luoân taïo ra khaû naêng toaøn thoâng, maø thoâng thöôøng ñoái vôùi toång ñaøi coù dung löôïng lôùn, vieäc dö link laø khoâng caàn thieát. Ngöôøi ta ñaõ tính ra thoâng thöôøng chæ coù toái ña 10% caùc thueâ bao coù yeâu caàu cuøng 1 luùc, neân soá link troáng chæ caàn ñaït 10% toång soá thueâ bao laø ñuû. Toång ñaøi ñieän töû duøng phöông thöùc gheùp keânh theo taàn soá (FDM : Frequence Devision Multiplexer). GIÔÙI THIEÄU TOÅNG QUAÙT VEÀ MAÙY ÑIEÄN THOAÏI : Caùc thoâng soá cô baûn cuûa maùy ñieän thoaïi : Toång ñaøi ñöôïc noái vôùi caùc thueâ bao qua 2 ñöôøc truyeàn TIP vaø RING. Thoâng qua 2 ñöôøng daây naøy thoâng tin töø toång ñaøi qua caùc thueâ bao ñöôïc caáp baèng nguoàn doøng töø 25 mA ñeán 40 mA (trung bình choïn 35 mA) ñeán cho maùy ñieän thoaïi. Toång trôû DC khi gaùc maùy lôùn hôn töø 20 KW Toång trôû AC khi gaùc maùy töø 4KW ñeán 10KW Toång trôû DC khi nhaác maùy nhoû hôn 1KW (töø 0,2KW ¸ 0,6KW). Caùc hoaït ñoäng treân maïng ñieän thoaïi: Toång ñaøi nhaän bieát traïng thaùi nhaác maùy cuûa thueâ bao hay gaùc maùy baèng caùch söû duïng nguoàn moät chieàu 48VDC. Khi gaùc maùy toång trôû DC baèng 20KW raát lôùn xem nhö hôû maïch. Khi ngaác maùy toång trôû DC giaûm xuoáng nhoû hôn 1KW vaø hai toång ñaøi nhaän bieát traïng thaùi naøy thoâng qua doøng DC xuaát hieän treân ñöôøng daây. Sau ñoù, toång ñaøi caáp tín hieäu môøi goïi leân ñöôøng daây ñeán thueâ bao. Quay soá : Ngöôøi goïi thoâng baùo soá mình muoán goïi cho toång ñaøi bieát baèng caùch gôûi soá maùy ñieän thoaïi cuûa mình muoán goïi ñeán cho toång ñaøi. Coù hai caùch gôûi soá ñeán toång ñaøi : Quay soá baèng xung (Pulse – Dialing) : Ñöôïc thöïc hieän baèng caùch thay ñoåi toång trôû DC cuûa maïch thueâ bao taïo neân xung doøng vôùi soá xung töông ñöông vôùi soá muoán quay. Quay soá baèng Tone (Tone – Dialing) : Maùy ñieän thoaïi phaùt ra cuøng luùc hai tín hieäu vôùi taàn soá dao ñoäng khaùc nhau töông öùng vôùi soá muoán quay (DTMF : Dual Tone Multi Frequence) theo baûng sau : Baûng 1 : phaân loaïi taàn soá tín hieäu Tone Phím Taàn soá thaáp (Hz) Taàn soá cao (Hz) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 0 # 697 697 697 770 770 770 852 852 852 941 941 942 1209 1336 1477 1209 1336 1477 1209 1336 1477 1209 1336 1477 Keát noái thueâ bao : Toång ñaøi nhaän ñöôïc caùc soá lieäu seõ xem xeùt : Neáu caùc ñöôøng daây noái thoâng thoaïi ñeàu bò baän thì toång ñaøi seõ caáp tín hieäu baùo baän. Neáu ñöôøng daây noái thoâng thoaïi khoângbò baän thì toång ñaøi seõ caáp cho ngöôøi bò goïi tín hieäu chuoâng vaø ngöôøi goïi tín hieäu hoài chuoâng. Khi ngöôøi ñöôïc goïi nhaác maùy, toång ñaøi nhaän bieát traïng thaùi naøy, thì toång ñaøi ngöng caáp tín hieäu chuoâng ñeå khoâng laøm hö maïch thoaïi vaø thöïc hieän vieäc thoâng thoaïi. tín hieäu treân ñöôøng daây ñeán maùy ñieän thoaïi töông öùng vôùi tín hieäu thoaïi coäng vôùi giaù trò khoaûng 300 mV ñænh – ñænh. Tín hieäu ra khoûi maùy ñieän thoaïi chòu söï suy hao treân ñöôøng daây vôùi maát maùt coâng suaát trong khoaûng 10 dB ¸ 25 dB. Giaû söû suy hao laø 20 dB, suy ra tín hieäu ra khoûi maùy ñieän thoaïi coù giaù trò khoaûng 3 V ñænh – ñænh. Ngöng thoaïi : Khi moät trong 2 thueâ bao gaùc maùy, thì toång ñaøi nhaän bieát traïng thaùi naøy, caét thoâng thoaïi cho caû 2 maùy ñoàng thôøi caáp tín hieäu baùo baän cho maùy coøn laïi Tín hieäu thoaïi: Tín hieäu thoaïi treân ñöôøng daây laø tín hieäu ñieän mang caùc thoâng tin coù nguoàn goác töø aâm thanh trong quaù trình trao ñoåi giöõa 2 thueâ bao. Trong ñoù, aâm thanh ñöôïc taïo ra bôûi caùc dao ñoäng cô hoïc, noù truyeàn trong moâi tröôøng daãn aâm. Khi truyeàn ñi trong maïng ñieän thoaïi laø tín hieäu thöôøng bò meùo daïng do nhöõng lyù do : nhieãu, suy hao tín hieäu treân ñöôøng daây do böùc xaï soùng treân ñöôøng daây vôùi caùc taàn soá khaùc nhau. Ñeå ñaûm baûo tín hieäu ñieän thoaïi nghe roõ vaø trung thöïc, ngaøy nay treân maïng ñieän thoaïi ngöôøi ta söû duïng tín hieäu thoaïi coù taàn soá töø 300 Hz ¸ 3400 Hz. PHÖÔNG THÖÙC HOAÏT ÑOÄNG GIÖÕA TOÅNG ÑAØI VAØ MAÙY ÑIEÄN THOAÏI : Toång ñaøi nhaän daïng thueâ bao goïi nhaác maùy thoâng qua söï thay ñoåi toång trôû maïch voøng cuûa ñöôøng daây thueâ bao. Bình thöôøng khi thueâ bao ôû vò trí gaùc maùy ñieän trôû maïch voøng laø raát lôùn. Khi thueâ bao nhaác maùy, ñieän trôû maïch voøng thueâ bao giaûm xuoáng coøn khoaûng töø 150W ñeán 1500W. Toång ñaøi coù theå nhaän bieát söï thay ñoåi toång trôû maïch voøng naøy (töùc laø thay ñoåi traïng thaùi cuûa thueâ bao) thoâng qua caùc boä caûm bieán traïng thaùi. Toång ñaøi caáp aâm hieäu môøi quay soá (Dial Tone) coho thueâ bao. Dial Tone laø tín hieäu môøi quay soá hình sin coù taàn soá 425 ± 25 Hz. Khi thueâ bao nhaän bieát ñöôïc tín hieäu Dial Tone, ngöôøi goïi seõ hieåu laø ñöôïc pheùp quay soá. Ngöôøi goïi baét ñaàu tieán haønh göûi caùc xung quay soá thoâng qua vieäc quay soá hoaëc nhaán nuùy choïn soá. Toång ñaøi nhaän bieát ñöôïc caùc soá ñöôïc quay nhôø vaøo caùc chuoãi xung quay soá phaùt ra töø thueâ bao goïi. Thöïc chaát caùc xung quay soá laø caùc traïng thaùi nhaác maùy hoaëc gaùc maùy cuûa thueâ bao. Neáu caùc ñöôøng keát noái thoâng thoaïi bò baän hoaëc thueâ bao ñöôïc goïi bò baän thìtoång ñaøi seõ phaùt tín hieäu baùo baän cho thueâ bao. Aâm hieäu naøy coù taàn soá f = 425 ± 25 Hz ngaét nhòp 0,5s coù 0,5 s khoâng. Toång ñaøi nhaän bieát caùc soá thueâ bao goïi ñeán vaø nhaän xeùt : Neáu soá ñaàu naèm trong taäp thueâ bao thì toång ñaøi seõ phuïc vuï nhö cuoäc goïi noäi ñaøi. Neáu soá ñaàu laø soá qui öôùc goïi ra thì toång ñaøi phuïc vuï nhö moät cuoäc goïi lieân ñaøi qua trung keá vaø göûi toaøn boä phaàn ñònh vò soá quay sang toång ñaøi ñoái phöông ñeå giaûi maõ. Neáu soá ñaàu laø maõ goïi caùc chöùc naêng ñaëc bieät, toång ñaøi seõ thöïc hieän caùc chöùc naêng ñoù thueâ yeâu caàu cuûa thueâ bao. Thoâng thöôøng, ñoái vôùi loaïi toång ñaøi noäi boä coù dung löôïng nhoû töø vaøi chuïc ñeán vaøi traêm soá, coù theâm nhieàu chöùc naêng ñaëc bieät laøm cho chöông trình phuïc vuï thueâ bao theâm phong phuù, tieän lôïi, ña daïng, hieäu quaû cho ngöôøi söû duïng laøm taêng khaû naêng khai thaùc vaø hieäu suaát söû duïng toång ñaøi. Neáu thueâ bao ñöôïc goïi raûnh, toång ñaøi seõ caáp tín hieäu chuoâng cho thueâ bao vôùi ñieän aùp 90Vrms (AC), f = 25 Hz, chu kì 3s coù 4s khoâng. Ñoàng thôøi, caáp aâm hieäu hoài chuoâng (Ring Back Tone) cho thueâ bao goïi, aâm hieäu naøy laø tín hieäu sin f = 425 ¸ 25 Hz cuøng chu kì nhòp vôùi tín hieäu chuoâng gôûi cho thueâ bao ñöôïc goïi. Khi thueâ bao ñöôïc goïi nhaác maùy, toång ñaøi nhaän bieát traïng thaùi maùy naøy tieán haønh caét doøng chuoâng cho thueâ bao bò goïi kòp thôøi traùnh hö hoûng ñaùng tieác cho thueâ bao. Ñoàng thôøi, tieán haønh caét aâm hieäu Ring Back Tone cho thueâ bao goïi vaø tieán haønh keát noái thoâng thoaïi cho 2 thueâ bao. Toång ñaøi giaûi toûa moät soá thieát bò khoâng caàn thieát ñeå tieáp tuïc phuïc vuï cho caùc cuoäc ñaøm thoaïi khaùc. Khi hai thueâ bao ñang ñaøm thoaïi maø 1 thueâ bao gaùc maùy, toång ñaøi nhaän bieát traïng thaùi gaùc maùy naøy, caét thoâng thoaïi cho caû hai beân, caáp tín hieäu baän (Busy Tone) cho thueâ bao coøn laïi, giaûi toûa link ñeå phuïc vuï cho caùc ñaøm thoaïi khaùc. Khi thueâ bao coøn laïi gaùc maùy, toång ñaøi xaùc nhaän traïng thaùi gaùc maùy, caét aâm hieäu baùo baän, keát thuùc chöông trình phuïc vuï thueâ bao. Taát caû hoaït ñoäng noùi treân cuûa toång ñaøi ñieän töû ñeàu ñöôïc thöïc hieän moät caùch hoaøn toaøn töï ñoäng. Nhôø vaøo caùc maïch ñieàu khieån baèng ñieän töû, ñieän thoaïi vieân coù theå theo doõi tröïc tieáp toaøn boä hoaït ñoäng cuûa toång ñaøi ôû moïi thôøi ñieåm nhôø vaøo caùc boä hieån thò, caûnh baùo. Ñieän thoaïi vieân coù theå tröïc tieáp ñieàu khieån caùc hoaït ñoäng cuûa toång ñaøi qua caùc thao taùc treân baøn phím, heä thoáng coâng taéc….caùc hoaït ñoäng ñoù coù theå bao goàm : nghe xen vaøo caùc cuoäc ñaøm thoaïi, caét cöôõng böùc caùc cuoäc ñaøm thoaïi coù yù ñoà xaáu, toå chöùc ñieän thoaïi hoäi nghò…. Toång ñaøi ñieän töû cuõng coù theå ñöôïc lieân keát vôùi maùy ñieän toaùn ñeå ñieàu khieån hoaït ñoäng heä thoáng. Ñieàu naøy laøm taêng khaû naêng khai thaùc, laøm taêng dung löôïng, cuõng nhö khaû naêng hoaït ñoäng cuûa toång ñaøi leân raát nhieàu. VI XÖÛ LÍ 8085 : Ñònh nghóa caùc chaân 8085 : Hình 3.1. Sô ñoà chaân vaø caùc tín hieäu cuûa 8085 8085A – 8 BIT HMOS MICROPROCESSOR PIN DESCRIPTION : SYMBOL TYPE NAME AND FUNCTION A8 ¸ A15 0 Address Bus : 8 bit cao cuûa ñòa chæ boä nhôù hay boä nhôù I/0. 8 bit ñòa chæ naøy seõ ôû traïng thaùi trôû khaùng cao (high impedance) = 3 state khi vi xöû lyù Reset hay ôû cheá ñoä Hold and Halt AD0 ¸ AD7 I/0 Multiplexed Address/ DataBus : 8 bit ñòa chæ thaáp vaø Data ña hôïp. Ôû chu kyø ñaàu tieân (T1) cuûa chu kyø maùy laø byte thaáp cuûa ñòa chæ oâ nhôù hoaëc khoái xuaát nhaäp. Ôû hai chu kyø tieáp theo laø döõ lieäu. Caáu taïo ngoõ ra 3 traïng thaùi : traïng thaùi High Z ôû cheá ñoä Hold, Halt vaø trong luùc Reset. ALE 0 Address Latch Enable : ôû chu kyø ñaàu cuûa xung ñoàng hoà ALE = 1 cho bieát AD0 ¸ AD7 laø bus ñòa chæ ® ñöôïc duøng laøm tín hieäu ñeå ñieàu khieån IC choát ñòa chæ hay ñeå taùch 8 bit ñòa chæ thaáp vaø döõ lieäu. S0, S1, IO/ 0 Machine Cycle Status : ngoõ ra cho bieát traïng thaùi hoaït ñoäng trong 1 chu kyø maùy cuûa vi xöû lyù. IO/M\ S1 S0 Traïng thaùi 0 0 1 Mem WR 0 1 0 Mem RD 1 0 1 I/0 WR 1 1 0 I/0 RD 0 1 1 nhaän leânh (opcode Fetch) 1 1 1 - nt – 1 1 1 nhaän yeâu caàu ngaét * 0 0 HALT (traïng thaùi döøng) * X X HOLD * X X RESET (*) traïng thaùi High Z (3 stated) (X) khoâng xaùc ñònh : unspecified 0 Read Control: Duøng ñeå xaùc ñònh vi xöû lyù ñang thöïc hieän leänh ñoïc veà töø boä nhôù hoaëc coång vaøo ra, taùc ñoäng möùc thaáp, caáu taïo ngoõ ra 3 traïng thaùi : traïng thaùi toång trôû cao ôû cheá ñoä Hold, Halt vaø trong luùc Reset. 0 Write Control : taùc ñoäng möùc thaáp, khi coù möùc thaáp taùc ñoäng vaøo thì seõ xaùc ñònh raèng vi xöû lyù ñang thöïc hieän leänh ghi data vaøo boä nhôù hoaëc coång ñaõ ñöôïc xaùc ñònh. READY I Khi Ready ôû möùc cao trong 1 chu kyø ñoïc hay vieát thì noù seõ cho bieát boä nhôù hoaëc thieát bò ngoaïi vi ñaõ saün saøng gôûi hoaëc nhaän döõ lieäu. Vi xöû lyù seõ chôø neáu ngoõ naøy ôû möùc thaáp. HOLD I Moät linh kieän chuû ñoäng duøng tín hieäu naøy ñeå ñoøi vi xöû lyù nhöôøng quyeàn söû duïng bus ñòa chæ vaø döõ lieäu. Vi xöû lyù seõ laáy laïi sau khi tín hieäu naøy bò xoùa. Khi tín hieäu Hold ñöôïc vi xöû lyù xaùc nhaän thì ñòa chæ, döõ lieäu, , vaø ñöôøng I0/ cuûa vi xöû lyù ôû traïng thaùi toång trôû cao High - Z HLDA 0 Hold Acknowledge : xaùc nhaän leänh Hold. Tín hieäu naøy cho bieát vi xöû lyù ñaõ nhaän ñöôïc leänh Hols vaø chaáp nhaän nhöôøng Address bus vaø Data bus ôû chu kyø xung Clock tieáp theo. Ngoõ ra naøy seõ trôû laïi möùc thaáp khi khoâng coøn yeâu caàu Hold. Vi xöû lyù seõ laáy laïi Address bus vaø Data bus sau ½ chu kyø xung Clock keå töø luùc ngoõ ra HLDA ôû möùc thaáp. INTR I Interrupt Request : ñöôøng yeâu caàu ngaét. Duøng cho caùc yeâu caàu ngaét thoâng duïng chung, vi xöû lyù seõ nhaän ra sau khi thöïc hieän xong 1 chæ thò. Neáu INTR ñöôïc taùc ñoäng thì thanh ghi con troû leänh PC seõ ñöôïc ngaên khoâng cho taêng nöõa vaø 1 tín hieäu raû lôøi ngaét INTA\ ñöôïc phaùt ra. ngaét naøy coù theå che ñöôïc baèng phaàn meàm vaø khoâng coù hieäu löïc trong luùc Reset hoaëc trong khi vi xöû lyù ñang thi haønh 1 chöông trình phuïc vuï ngaét. INTA\ 0 Interrupt Acknowledge : tín hieäu duøng ñeå baùo cho thieát bò yeâu caàu ngaét duøng tín hieäu INTR. Khi ngoõ ra ôû möùc thaáp thì cho bieát vi xöû lyù ñaõ chaáp thuaän yeâu caàu ngaét vaø thieát bò yeâu caàu ngaét haõy ñaët leänh leân data bus. RST 5.5; 6.5; 7.5 I Restart Interrupts : ñaây laø 3 ñöôøng yeâu caàu ngaét coù möùc ñoä öu tieân cao hôn INTR ñöôïc ñieàu khieån bôûi leänh SIM. RST 7.5 coù theå kích baèng caïnh, RST 6.5 vaø 5.5 coù theå kích baèng möùc. TRAP I Laø 1 ñöôøng yeâu caàu ngaét khoâng theå ngaên ñöôïc. Noù ñöôïc toå chöùc gioáng nhö INTR hay RST 5.5; 6.5; 7.5. ñaây laø ngaét coù möùc öu tieân cao nhaát vaø khoâng theå che ñöôïc baèng phaàn meàm. Ngoõ vaøo coù theå kích baèng caïnh leân hay möùc cao. RESET – IN I Ñöôøng tín hieäu naøy duøng ñeå ñaët laïi thanh ghi con troû (hay boä ñeám chöông trình – program counter) veà 0, ñoàng thôøi xoùa caùc Flip – Flop cho pheùp ngaét, caùc FF xaùc nhaän leänh Hold (HLDA). Bus döõ lieäu, ñòa chæ vaø caùc ñöôøng ñieàu khieån seõ ôû traïng thaùi toång trôû cao (3 – stated) trong luùc Reset. Caùc thanh ghi beân trong cuûa vi xöû lyù vaø caùc côø traïng thaùi coù theå bò thay ñoåi bôûi Reset vôùi keát quaû khoâng theå ñoaùn tröôùc ñöôïc. RESET-OUT 0 Tín hieäu naøy duøng ñeå baùo raèng vi xöû lyù ñang bò Reset. Coù theå duøng tín hieäu naøy ñeå Reset heä thoáng. Tín hieäu naøy ñoàng boä vôùi xung Clock cuûa vi xöû lyù. X1, X2 I X1, X2 ñöôïc noái vôùi thaïch anh, maïch dao ñoäng LC, RC ñeå ñieàu khieån maïch taïo xung Clock beân trong vi xöû lyù. X1 coù theå noái tôùi 1 nguoàn xung Clock ngoaøi. Taàn soá ngoõ vaøo seõ bò chia ñoâi bôûi maïch chia beân trong vi xöû lyù. Taàn soá laøm vieäc cöïc ñaïi cuûa ngoõ vaøo tuøy thuoäc vaøo loaïi vi xöû lyù: Max 6 MHz ñoái vôùi 8085A. Max 10 MHz ñoái vôùi 8085A – 2. CLK 0 Ngoõ ra xung ñoàng hoà coù taàn soá baèng phaân nöûa tín hieäu ngoõ vaøo taïi X1, X2. SID I Serial Input Data Line : ngoõ vaøo döõ lieäu noái tieáp. Döõ lieäu ôû treân ngoõ vaøo naøy seõ ñöôïc naïp vaøo bit 7 cuûa boä tích luõy (Accumultor) khi coù leänh RIM. SOD 0 Serial Output Data Line : ngoõ ra döõ lieäu noái tieáp. Ngoõ ra naøy seõ ñöôïc ñaët hay xoùa bôûi leänh RIM. VCC : Power + 5 volt supply VSS : Ground Teân Möùc öu tieân Ñòa chæ ngaét (*) Tín hieäu taùc ñoäng TRAP 1 24H Caïnh leân vaø möùc cao RST 7.5 2 3CH Caïnh leân RST 6.5 3 34H Möùc cao RST 5.5 4 2CH Möùc cao INTR 5 (**) Möùc cao Ghi chuù : (*) : vi xöû lyù caát thanh ghi PC vaøo ngaên xeáp tröôùc khi nhaûy ñeán ñòa chæ ngaét. (**) : ñòa chæ ngaét phuïc vuï vaøo chæ thò goïi ngaét. Caáu truùc beân trong vaø taäp leänh (xem phuï luïc). IC CHOÁT, ÑEÄM TUYEÁN ÑÒA CHÆ VAØ DÖÕ LIEÄU CHO 8085 : CHOÁT TUYEÁN ÑÒA CHÆ THAÁP : Trong moät heä thoáng vi xöû lí duøng 8085, baét buoäc phaûi choát (Latch) tuyeán ñòa chæ thaáp ñeå giaûi ña hôïp (demultiplex) tuyeán AD7 ¸ AD0 thaønh hai tuyeán rieâng bieät : tuyeán ñòa chæ thaáp A7 ¸ A0 vaø tuyeán döõ lieäu D7 ¸ D0. Tuyeán AD7 ¸ AD0 ñöôïc keát noái nhö laø ngoõ vaøo ñeán maïch choát 74LS573. Tín hieäu ALE ñöôïc noái ñeán chaân cho pheùp (G) cuûa maïch choát, tín hieäu ñieàu khieån ngoõ ra (OC) cuûa maïch choát ñöôïc noái ñaát (luoân chaáp nhaän). Khi ALE ôû._. möùc cao, ngoõ ra cuûa maïch choát thay ñoåi tuøy theo döõ lieäu (ñòa chæ) vaøo. Khi ALE xuoáng thaáp byte ñòa chæ 05H ñöôïc choát cho ñeán khi coù ALE tieáp theo vaø ngoõ ra cuûa maïch choát ñaïi dieän tuyeán ñòa chæ thaáp A7 ¸ A0 cho 8085 Hình 3.2 : Sô ñoà maïch choát tuyeán ñòa chæ thaáp. Hình 3.2 trình baøy toaøn boä tuyeán ñòa chæ A7 ¸ A0 vaø tuyeán döõ lieäu D7 ¸ D0 sau hoaït ñoäng choát. ÑEÄM TUYEÁN ÑÒA CHÆ CAO : Maïch ñeäm (buffer) laø moät maïhc logi ñeå khueách ñaïi doøng ñieän hoaëc coâng suaát. Maïch ñeäm veà cô baûn ñöôïc söû duïng ñeå laøm taêng khaû naêng laùi (driver) cuûa moät maïch logic. Hình 3.3, trình baøy 74LS244, moät maïch ñeäm 1 chieàu (vì tuyeán ñòa chæ laø tuyeán 1 chieàu, höôùng töø vi xöû lí ñeán caùc thieát bò ngoaïi vi) ñeå laøm taêng khaû naêng laùi cuûa tuyeán ñòa chæ cao. Veà cô baûn caùc tuyeán cuûa 8085 coù theå caáp doøng 400 mA(IOH = - 400 mA) vaø ruùt doøng 2 mA (IOL = 2 mA) : chuùng chæ coù theå laùi moät taûi logic TTL. Maëc duø beân trong 8085 ñaõ coù caùc maïch ñeäm döõ lieäu vaø ñòa chæ nhöng theo khuyeán caùo cuûa caùc nhaø cheá taïo, moät heä thoáng vi xöû lí coù töø 10 thaønh phaàn trôû leân neân duøng caùc maïch ñeäm. Maïch 74LS244 coù khaû naêng caáp doøng 15 mA vaø ruùt doøng 24 mA. ÑEÄM TUYEÁN DÖÕ LIEÄU : Hình 3.3, cuõng trình baøy 74LS245, moät maïch ñeäm 2 chieàu ñeå laøm taêng khaû naêng laùi cuûa tuyeán döõ lieäu. 74LS245 coù theå ruùt doøng 24 mA vaø caáp doøng 15 mA. 74LS245 coù 8 ñöôøng döõ lieäu 2 chieàu : höôùn cuûa doøng döõ lieäu ñöôïc xaùc ñònh bôûi chaân ñieàu khieån höôùng (DIR). Hình 3.3 : Sô ñoà maïch ñeäm tuyeán ñòa chæ cao vaø tuyeán döõ lieäu Hình 3.3, chöùng toû raèng maïch ñeäm luoân ñöôïc pheùp nhôø noái ñaát tín hieäu G\. höôùng cuûa doøng döõ lieäu ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch noái tín hieäu RD\ töø vi xöû lí ñeán tín hieäu DIR. Khi vi xöû lí ghi (Write) vaøo 1 ngoaïi vi, RD\ leân cao vaø doøng döõ lieäu töø vi xöû lyù ñeán caùc ngoaïi vi. Khi vi xöû lyù ñang ñoïc (Read) töø moät ngoaïi vi, RD\ xuoáng thaáp vaø doøng döõ lieäu höôùng ñeán vi xöû lí, tuyeán ñòa chæ thaáp khoâng caàn thieát phaûi ñöôïc ñeäm trong heä thoáng naøy (neáu ñeäm caøng toát) vì trong baûn thaân maïch choát 74LS573, döõ lieäu ñòa chæ ñaõ ñöôïc ñeäm roài. Tuyeán ñieàu khieån, neáu coù ñeäm thì caùch thöùc thöïc hieän nhö laø 1 tuyeán ñòa chæ cao. Trong heä thoáng vi xöû lí, caùc ngoaïi vi ñöôïc keát noái ôû daïng song song giöõa tuyeán ñòa chæ, tuyeán döõ lieäu vaø tuyeán ñieàu khieån. Vi xöû lí chæ thoâng tin vôùi moät trong caùc thieát bò taïi moät thôøi ñieåm, khi ñoù phaûi caùch li taát caû caùc thieátbò coøn laïi. Vieäc söû duïng caùc maïch 3 traïng thaùi (Tri – State) seõ giaûi quyeát ñöôïc vaán ñeà naøy. IC GIAÛI MAÕ ÑÒA CHÆ : Trong moät heä thoáng vi xöû lyù, ngoaøi caùc phaàn töû nhôù (ROM, RAM), vi xöû lyù coøn phaûo thoâng tin vôùi caùc I/O ngoaïi vi (8253, 74LS573, 8279 ….). ñeå vi xöû lyù hieåu raèng, noù ñang hay caàn thoâng tin vôùi boä nhôù naøo (ROM hay RAM), hoaëc vôùi I/O naøo vaø vôùi phaàn töû naøo trong moät thieát bò (oâ nhôù naøo, thanh ghi naøo, traïng thaùi, ñieàu khieån hay thanh ghi döõ lieäu). Baét buoäc, vaán ñeà giaûi maõ ñòa chæ phaûi ñöôïc thöïc thi. Caùc phöông phaùp giaûi maõ ñòa chæ : Coù taát caû 3 phöông phaùp ñeå giaûi maõ ñòa chæ : Giaûi maõ ñòa chæ töøng phaàn (Partial Address Decoding). Giaûi maõ ñòa chæ toaøn phaàn (Full Address Decoding) Giaûi maõ ñòa chæ theo khoái (Block Address Decoding). Coù nhieàu kó thuaät khaùc nhau ñeå thöïc hieän 1 trong 3 phöông phaùp treân : Giaûi maõ ñòa chæ duøng logic ngaãu nhieân (Address Decoding using Random Logic). Giaûi maõ ñòa chæ duøng caùc boä giaûi maõ m ñöôøng sang n ñöôøng (Address Decoding Using m – line to n – line decoders). Giaûi maõ ñòa chæ baèng PROM (Address Decoding with PROM). Giaûi maõ ñòa chæ duøng daõy logic laäp trình PLA Caùc kyõ thuaät giaûi maõ neâu treân ñeàu coù öu ñieåm vaø nhöõng haïn cheá rieâng cuûa noù. Tuyø theo ñieàu kieän thöïc teá maø choïn phöông phaùp thích hôïp. Caùc kó thuaät naøy ñeàu coù theå aùp duïng cho boä nhôù vaø I/O ngoaïi vi. Ñoái vôùi ñeà taøi naøy, nhoùm sinh vieân nghieân cöùu, choïn löïa phöông phaùp giaûi maõ ñòa chæ duøng boä giaûi maõ m ñöôøng sang n ñöôøng. Cuï theå trong ñeà taøi duøng IC 74LS138 giaûi maõû 3 ñöôøng sang 8 ñöôøng. Sô ñoà chaân vaø sô ñoà Logic cuûa IC 74LS138 (xem phaàn phuï luïc). IC GIAÛI MAÕ HIEÅN THÒ 8279 : Sô ñoà chaân vaø caùc tín hieäu vaøo/ ra : 8279 laø IC ñöôïc cheá taïo ñeå laäp trình queùt vaø hieån thò led 7 ñoaïn khi duøng vôùi vi xöû lyù cuûa Intel. 8279 coù theå giao tieáp vôùi 64 phím töø ma traän phím cuõng nhö coù theå giao tieáp vôùi 1 maûng caûm bieán hay phím doø nhö hieäu öùng Hall. Baøn phím coù theå hoaït ñoäng ôû 2 cheá ñoä (2 key lockout) khoùa ngoaøi 2 phím hoaëc xoay voøng N phím (N key Rollover). Söï goõ phím ñöôïc giaûi naûy vaø maõ phím seõ ñöôïc löu vaøo boä nhôù FIFO beân trong 8279 coù 8 oâ nhôù FIFO (First in – First out) duøng ñeå löu tröõ maõ phím. Khi ñaõ löu tröõ heát maõ cuûa 8 phím thì neáu coù phím ñöôïc taùc ñoäng thì maõ cuûa phím ñoù seõ ñöôïc ghi ñeø leân oâ nhôù ñaàu cuûa boä nhôù FIFO. Moãi laàn goõ phím seõ taïo ra 1 tín hieäu ngaét baùo cho vi xöû lyù bieát. Phaàn hieån thò cung caáp tín hieäu queùt hieån thò cho led hay caùc loaïi hieån thò phoå bieán khaùc. Chöõ vaø soá hieån thò döôùi daïng led chæ theå hieän ôû daïng cô baûn. 8279 coù 16 oâ nhôù hieån thò RAM 8 bit, 16 oâ nhôù naøy cuõng coù theå xaây döïng thaøng 2 toå hôïp 16x4 phím. Phaàn hieån thò coù theå khôûi taïo ôû daïng ghi phaûi hoaëc ghi traùi (Left – Right Entry). Coù theå ñoïc hay ghi leân boä nhôù RAM hieån thò vaø ñòa chæ hieån thò coù theå taêng 1 caùch töï ñoäng. Hình 3.4 : Sô ñoà chaân vaø caùc tín hieäu vaøo/ra cuûa 8279 Hình 3.5 : Sô ñoà khoái cuûa 8279 Laäp trình vaø khôûi taïo 8279 (xem phaàn phuï luïc) IC ÑÒNH THÔØI LAÄP TRÌNH ÑÖÔÏC 8253 : Giôùi thieäu 8253. 8253 laø moät ngoaïi vi ñònh thôøi gian laäp trình ñöôïc (Programmable interval timer/counter) coù chöùc naêng töông töï nhö caùc boä ñeám vaø boä ñònh thôøi ñöôïc thieát keá baèng phaàn meàm. 8253 laø moät thieát bò coù 24 chaân, daïng DIP, do Intel cheá taïo, ñoøi hoûi nguoàn ñôn + 5V. Noù phaùt ra nhöõng trì hoaõn thôøi gian chính xaùc vaø coù theå ñöôïc söû duïng cho caùc öùng duïng nhö laø ñoàng hoà thôøi gian thöïc, boä ñeám söï kieän, chia taàn soá, maïch dao ñoäng one-shot, maùy phaùt soùng vuoâng vaø maùy phaùt daïng soùng phöùc taïp . 8253 chöùa ba boä ñeám 16 bit coù theå coù theå khôûi taïo hoaït ñoäng ñoäc laäp vôùi nhau. Moãi boä ñeám coù theå khôûi taïo hoaït ñoäng trong 6 cheá ñoä maø 8253 coù theå thöï hieän ñöôïc. Vieäc khôûi taïo 8253 coù theå thöï hieän theo nhieàu kieåu khaù ñôn giaûn. 8254 coù sô ñoà chaân vaø caùc chöùc naêng töông thích vôùi 8253 nhöng noù coù theå ñoïc tröïc tieáp döõ lieäu cuûa boä ñeám ñang thöïc hieän maø khoâng phaûi duøng leänh choát ñoïc veà nhö 8253, taàn soá hoaït ñoäng cuûa 8254 cuõng cao hôn nhieàu. Caùc boä ñeám cuûa 8253 coù theå khôûi taïo hoaït ñoäng ôû cheá ñoä ñeám BCD hay ñeám nhò phaân. Caáu taïo, nguyeân taéc hoaït ñoäng vaø caùch laäp trình ñoái vôùi 8253 : (xem phaàn phuï luïc.) GIÔÙI THIEÄU IC MT 8870: MT8870 laø moät linh kieän ISO – CMOS bao goàm caùc maïch loïc vaø giaûi maõ cho söï ghi nhaän moät caëp tone (taàn soá chuaån DTMS : Dual Tone Multi Frequency) vôùi ñaàu ra laø maõ 4 bit nhò phaân. Noù thích hôïp cho caùc öùng duïng ôû caùc thieát bò ñieàu khieån töø xa, heä thoáng ñieän thoaïi nhaäân soá, toång ñaøi noäi boä PABX, heä thoáng theû tín duïng, maùy tính caù nhaân … Sô ñoà chaân : Hình 3.6 : sô ñoà chaân MT8870 PIN 1(IN+) : Non –Investing op-amp, ngoõ vaøo khoâng ñaûo. PIN 2 (IN-) : Investing op-amp, ngoõ vaøo ñaûo. PIN 3 (GS) : Gain Select ,giuùp truy xuaát ngoõ ra cuûa boä khueách ñaïi vi sai ñaàu cuoái qua ñieän trôû hoài tieáp . PIN 4 (Vref) : Reference Voltage (ngoõ ra) thoâng thöôøng baèng VDD/2. PIN 5 (INH) : Inhibit (ngoõ vaøo) khi chaân naøy ôû möùc logic cao thì khoâng nhaän daïng ñöôïc kyù töï A, B, C ôû ngoõ ra (undelected). PIN 6 (PWDN) : Power down (ngoõ vaøo), taùc ñoäng möùc cao. Khi chaân naøy taùc ñoäng thì seõ caám maïch dao ñoäng vaø IC 8870 hoïat ñoäng . PIN 7 (OSC 1) : Clock goõ vaøo MHz . PIN 8 (OSC 2) : Clock ngoõ ra . Noái hai chaân 7 vaø chaân 8 vôùi thaïch anh 3,58 MHz ñeå taïo moät maïch dao ñoäng noäi . PIN 9 (Vss) : ñieän aùp mass. PIN 10 (TOE) : Three Stage Output Enable (ngoõ vaøo), ngoõ ra Q1 – Q4 hoaït ñoäng khi TOE ôû möùc cao. PIN 11 ¸ 14 : töø Q1 ¸ Q4 ngoõ ra, khi TOE ôû möùc cao caùc chaân naøy cung caáp maõ töông öùng vôùi caùc caëp tone doø tìm ñöôïc (theo baûng chöùc naêng), khi TOE ôûù möùc thaáp döõ lieäu ngoõ ra ôû traïng thaùi trôû khaùng cao . PIN 15 (STD) : Delayed Steering (ngoõ ra), ôû möùc cao khi gaëp taàn soá tone ñaõ döôïc ghi nhaän vaø goõ ra choát thích hôïp, trôû veà möùc thaáp khi ñieän aùp treân ST/ GT ngoû hôn ñieän aùp ngöôõng VTST . PIN 16 (EST) : Early Steering (ngoõ ra), chaân naøy leân möùc [1] khi boä thuaät toaùn nhaän ñöôïc caëp tone vaø trôû veà möùc [0] khi maát tone . PIN 17 (ST/GT) : Steering Input /Guard tune output (ngoõ ra), khi ñieän aùp VC lôùn hôn VTST thì ST seõ ñieàu khieån doø tìm caëp tone vaø choát ngoõ ra . PIN 18 (VDD) : ñieän aùp cung caáp, thöôøng laø + 5V. Sô ñoà khoái vaø chöùc naêng : 2.1. Sô ñoà khoái :(hình veõ trang beân) 2.2. Chöùc naêng : IC thu tone MT 8870 bao goàm moät boä thu DTMF chaát löôïng cao (keøm boä khueách ñaïi ) vaø moät boä taïo DTMF giuùp cho vieäc toång hôïp ñoùùng ngaét tone ñöôïc chính xaùc . 2.2.1. Caáu hình ngoõ vaøo : Thieát keá ñaàu vaøo cuûa MT8870 cung caáp moät boä khueách ñaïi OPAMP ngoõ vaøo vi sai cuõng nhö moät ngoõ vaøo VREF ñeå ñieàu chænh thieân aùp cho ñaàu vaøo taïi VDD/2. Chaân GS giuùp noái ngoõ ra boä khueách ñaïi vôùi ngoõ vaøo qua moät ñieän trôû ngoøai ñeå ñieàu chænh ñoä lôïi. 2.2.2. Khoái Dial tone filter: Khoái naøy seõ taùch tín hieäu tone thaønh nhoùm taàn soá thaùp vaø nhoùm taàn soá cao. Thöïc hieän vieäc naøy nhôø 2 boä loïc thoâng qua baäc 6. Moät töø 697 HZ ñeán 941 HZ vaø moät töø 1209 HZ ñeán 1633 HZ. Caû hai nhoùm tín hieäu naøy ñöôïc bieán ñoåi thaønh xung vuoâng bôûi boä doø Zero Crossing . 2.2.3. Khoái High group filter vaø Low group filter : High group filter laø boä loïc 6 ñeå loïc nhoùm taàn soá cao coù baêng thoâng töø 697 HZ ñeán 941 HZ. Low group filter laø boä loïc 6 ñeå loïc nhoùm taàn soá thaáp coù baêng thoâng töø 1209 HZ ñeán 1633HZ . Ngoøai ra, coù boä Zero crossing detectors coù nhieäm vuï doø möùc khoâng ñeå bieán ñoåi tín hieäu thaønh xung vuoâng . Bias circuit VRef Bulfer Dial tone Filter Low Group Filter Steering logic process Chip power Chip Bias + - Zero Crossing Detectors Code Converter And Latch Digital Detection Argorithm VRef VDD Vss PDWN IN+ GS IN- To all chip clocks OSC1 OSC2 ST/GT EST STD TOE Q1 Q2 Q3 Q4 Hình 3.7 : Sô ñoà khoái MT8870 2.2.4. Khoái Digital detection argorethm: Khoái naøy laø boä thuaät toùan duøng kyõ thuaät soá ñeå xaùc ñònh taàn soá cuûa caùc tone ñeán vaø kieåm tra chuùng töông öùng vôùi taàn soá chuaån DTMF. Nhôø giaûi thuaät laáy trung bình phöùc taïp (complex averaging) giuùp loïai tröø caùc tone giaû taïo thaønh do tieáng noùi trong khi vaãn baûo ñaûm moät khoûang bieán ñoäng cho tone thöïc do bò leäch. Khi boä kieåm tra nhaän daïng ñöôïc hai tone ñuùng thì ñaàu ra EST (Early Steering) seõ leân möùc active (taùc ñoäng ). Luùc khoâng nhaän ñöôïc tín hieäu tone thì ngoõ ra EST seõ ôû möùc Inactive (khoâng taùc ñoäng ). 2.2.5. Mach Steering: Tröôùc khi thu nhaäïn moät caëp tone ñaõ giaûi maõ, boä thu phaûi kieåm tra xem thôøi haèng cuûa tín hieäu coù ñuùng khoâng. Vieäc kieåm tra naøy ñöôïc thöïc hieän bôûi moät boä RC maéc ngoøai. Khi chaân EST leân high (möùc logic cao ) laøm cho Vc taêng leân khi tuï xaû. Khi maø chaân Est vaån coøn high trong moät thôøi ñoïan hôïp leä thì Vc tieán möùc ngöôõng VTST cuûa logic Steering ñeå nhaän moät caëp tone . Ñieän theá VC chính laø ñieän theá ngoõ vaøo ST/GT, do ñoù ngoõ vaøo ST/GT coù ñieän theá lôùn hôn möùc ngöôõng VTST , ñieàu naøy laøm cho caëp tone ñöôïc ghi nhaän vaø 4 bit döõ lieäu töông öùng ñöôïc ñöa vaøo ngoõ ra cuûa boä choát . Luùc ñoù chaân EST cuøng vôùi chaân ST/GT vaãn tieáp tuïc ôû möùc cao. Cuoái cuøng sau moät thôøi gian treã ngaén cho pheùp vieäc choát döõ lieäu thöïc hieän xong thì chaân STD cuûa maïch Steering leân möùc logic cao baùo hieäu raèng caëp tone ñaõ ñöôïc ghi nhaän . Döõ lieäu thu ñöôïc seõ ñi ra 2 chieàu (data bus) khi maïch Steering ñöôïc ñoïc. Maïch Steering laïi hoïat ñoäng nhöng theo chieàu ngöôïc laïi ñeå kieåm tra khoaûng döøng giöõa hai soá quay. Vì vaäy boä thu vöøa boû qua caùc tín hieäu quaù ngaén khoâng hôïp leä laïi vöøa chaáp nhaän caùc khoûang ngaét quaù nhoû khoâng theå coi döøng giöõa caùc soá. Chöùc naêng naøy, cuõng nhö khaû naêng choïn thôøi haèng steering baèng maïch ngoøai cho pheùp ngöôøi thieát keá ñieàu chænh hoïat ñoäng cho phuø hôïp vôùi caùc ñoøi hoûi khaùc nhau cuûa öùng duïng . 2.2.6. Ñieàu chænh thôøi gian baûo veä: Thôøi gian toái thieåu caëp tone xuaát hieän ñeå ñaûm baûo cho vieäc nhaän chính xaùc laø : Tpec = tDD+ tGTP tDD : thôøi gian töø khi coù caëp tone oån ñònh cho ñeán khi chaân EST leân möùc logic cao , thôøi gian naøy laø thôøi gian doø ñöôïc caëp tone coá ñònh . tGTP : thôøi gian baûo veä baûo ñaûm söï coù maët cuûa caëp tone . tpec : thôøi gian toái thieåu caëp tone xuaát hieän . thôøi gian toái thieåu cuûa söï xuaát hieän giöõa 2 caëp tone laø : tID = tDA +tGTA tDA : thôøi gian doø ñöôïc söï maát caëp tone . tGTA : thôøi gian baûo veä cho vieäc xaùc ñònh caëp tone bò maát . tID : thôøi gian xuaát hieän toái thieåu giöõa 2 caëp tone . 2.2.7. Maïch clock DTMF : Maïch clock beân trong ñöôïc söû duïng coù taàn soá coäng höôûng laø 3,579545 MHZ . Moät nhoùm IC MT8870 coù theå ñöôïc noái vôùi nhau duøng chung moät dao ñoäng thaïch anh . GIÔÙI THIEÄU BOÄ NHÔÙ : Boä nhôù chæ ñoïc (ROM 2764) : Loaïi boä nhôù naøy ñöôïc thieát keá ñeå löu tröõ caùc döõ lieäu coá ñònh. Trong luùc hoaït ñoäng bình thöôøng döõ lieäu môùi khoâng theå naøo ghi ñöôïc vaøo ROM, döõ lieäu chæ coù theå ñoïc ra töø ROM. Ñoái vôùi boä nhôù ROM : döõ lieäu löu tröõ trong ROM gaén lieàn vôùi quaù trình cheá taïo ROM. Quaù trình ñöa döõ lieäu vaøo ROM goïi laø laäp trình cho ROM. Sô ñoà chaân vaø baûng traïng thaùi laøm vieäc cuûa ROM 2764 : Hình : sô ñoà chaân ROM 2764 Baûng2 : Baûng traïng thaùi laøm vieäc cuûa EPROM 2764 : MODE CE\ OE\ PGM\ VPP VCC OUTPUT Read VIL VIL VIH VCC VCC DOUT Stand by VIH X X VCC VCC High Z Program VIL X VIL VPP VCC DIN Program Verify VIL VIL VIH VPP VCC DOUT Program Inhibit VIH X X VPP VCC High Z Boä nhôù RAM 6264 : Ram laø boä nhôù truy xuaát ngaãu nhieân coù nghóa laø baát kì oâ nhôù naøo cuõng deã daøng truy xuaát nhö nhöõng oâ nhôù khaùc. Ram ñöôïc duøng ñeå löu tröõ taïm thôøi caùc chöông vaø döõ lieäu, noäi dung caùc oâ nhôù trong Ram thay ñoåi lieân tuïc khi thöïc hieän chöông trình. Ñieàu naøy ñoøi hoûi chu kì ñoïc, ghi phaûi nhanh ñeå Ram khoâng laøm giaûm toác ñoä hoaït ñoäng cuûa heä thoáng. Khuyeát ñieåm cuûa Ram laø döõ lieäu löu tröõ trong Ram seõ maát khi maát nguoàn cung caáp, ñieàu naøy ñöôïc caûi thieän baèng nguoàn pin döï phoøng. Sô ñoà chaân vaø baûng traïng thaùi laøm vieäc cuûa RAM 6264 : Hình : sô ñoà chaân RAM 6264 Baûng 3 : Baûng traïng thaùi laøm vieäc cuûa RAM 6264 MODE WR\ CS\ CS OE\ OUTPUT Not select X H X X High Z Not select X X L X High Z Output Disable H L H H High Z Read H L H L DOUT Write L L H H DIN CHÖÔNG IV: SÔ ÑOÀ KHOÁI CUÛA MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN THIEÁT BÒ ÑIEÄN BAÈNG ÑIEÄN THOAÏI YÙ TÖÔÛNG THIEÁT KEÁ : Ñeå ñoùng ngaét, ñieàu khieån 1 thieát bò naøo ñoù, ta coù nhieàu caùch nhö : ñieàu khieån xa baèng voâ tuyeán, tia hoàng ngoaïi,… Nhöng yù töôûng thieát keá naøy laø duøng chính ñöôøng truyeàn coù saün cuûa ñieän thoaïi ñeå ñieàu khieån. Öu ñieåm cuûa vieäc duøng ñieän thoaïi ñieàu khieån laø phaïm vi ñieàu khieån roäng, khoâng bò haïn cheá veà khoaûng caùch, heã ôû ñaâu coù ñieän thoaïi laø coù theå ñieàu khieån ñöôïc. Töø neàn taûng cuûa caùc ñeà taøi cuøng teân ôû khoùa tröôùc, nhoùm sinh vieânthöïc hieän nghieân cöùu vaø thaáy ñeà taøi naøy raát coù tính khaû thi nhöng vì coøn raát nhieàu tieáu soùt, chöa taän duïng vaø phaùt huy heát taùc duïng cuûa heä thoáng ñieàu khieån. Cuõng nhö ñeà taøi khoùa tröôùc chæa môùi neâu leân ñöôïc moät heä thoáng ñieàu khieån môùi phuø hôïp vôùi söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa KHKT, chöa theå hieän ñöôïc laø 1 heä thoáng coù tính qui moâ phuø hôïp vôùi nhu caàu söû duïng trong vieäc ñieàu khieån thieát bò. Nay nhoùm sinh vieân thöïc hieän ñeà taøi naøy nhaèm khaéc phuïc nhöõng thieáu soùt vôùi yù töôûng thieát keá nhö sau : Ñeå ñieàu khieån, ñaàu tieân baám soá ñieän thoaïi caàn goïi. Sau 1 thôøi gian ñoå chuoâng nhaát ñònh, neáu khoâng ai nhaác maùy thì maïch seõ ñoùng taûi giaû keát noái thueâ bao. Luùc naøy ngöôøi ñieàu khieån khoâng nghe thaáy aâm hieäu hoài chuoâng thì baét ñaàu thöïc hieän vieäc ñieàu khieån theo thöù töï nhö sau : Giai ñoaïn 1: - baám maõ môû maùy (maät maõ ñieàu khieån) goàm 4 chöõ soá do chính ngöôøi ñieàu khieån quy ñònh tröôùc. Trong giai ñoaïn naøy, neáu baám sai maät maõ maïch ñieàu khieån seõ baùo aâm hieäu nhaïc. Coøn neáu baám ñuùng maät maõ maïch ñieàu khieån seõ khoâng baùo aâm hieäu vaø saün saøng nhaän leänh ñieàu khieån. Giai ñoaïn 2 : - Baám maõ choïn thieát bò caàn ñieàu khieån (goàm 8 thieát bò) : soá 1 chæ thieát 1, soá 2 chæ thieát bò 2, …, soá 8 chæ thieát bò 8. Trong giai ñoaïn naøy, neáu baám soá 9 thì maïch seõ taét khaån caáp thaát caû 8 taûi moät luùc (tröôøng hôïp naøy chæ neân söû duïng khi thaät caàn thieát khaån caáp). Neáu baám maõ töø 1 ¸ 8 thì khi ngöôøi ñieàu khieån nhaán choïn thieát bò naøo maïch seõ baùo traïng thaùi hieän thôøi cuûa thieát bò qua 2 aâm hieäu khaùc nhau töông öùng vôùi traïng thaùi taét/môû cuûa thieát bò. Giai ñoaïn 3 : trong giai ñoaïn naøy, sau khi bieát ñöôïc traïng thaùi hieän thôøi cuûa thieát bò, ngöôøi ñieàu khieån seõ thöïc hieän vieäc ñieàu khieån thieát bò nhö mong muoán theo 1 trong 3 kieåu sau : + Muoán taét thieát bò : baám maõ 0. + Muoán thieát bò laøm vieäc khoâng ñònh thôøi gian (taûi chæ taét khi coù leänh taét) : baám maõ 00. + Muoán thieát bò laøm vieäc coù ñònh thôøi gian thì baám soá töông öùng vôùi löôïng thôøi gian muoán caøi ñaët. Sau khi ñieàu khieån xong, ngöôøi ñieàu khieån gaùc maùy ñieän thoaïi thì luùc naøy khoâng coù leänh ñieàu khieån gôûi ñeán maïch thì sau thôøi gian khoaûng 30 giaây maïch seõ töï ñoäng ngaét maïch keát noái thueâ bao. Nhö ñaõ trình baøy ôû treân, muoán ñieàu khieån thieát bò naøo thì thieát bò ñoù phaûi noái vaøo maïch ñieàu khieån. Do ñoù naûy sinh ra vaán ñeà laø muoán ñieàu khieån thieát bò maø khoâng caàn phaûi duøng ñeán ñieän thoaïi ñeå ñieàu khieån thì sao? Ñeå giaûi quyeát vaán ñeà naøy, nhoùm sinh vieân thöïc hieän thieát keá ñeà taøi theo höôùng nhö sau Thieát keá heä thoáng ñieàu khieån qua ñieän thoaïi. Thieát keá heä thoáng ñieàu khieån thoâng qua phím nhaán gioáng nhö baøn phím ñieän thoaïi ñaët taïi choã maïch ñieàu khieån. Caùch ñieàu khieån cuõng gioáng nhö qua ñieän thoaïi. Thieát keá phím nhaán ñieàu khieån taïi moãi thieát bò ñeå tieän trong vieäc ñieàu khieån thieát bò goàm 3 phím nhaán : On – Off – Taét khaån caáp. Nhaän vaø giaûi maõ DTMF Khoái vi xöû lí trung taâm 8085 vaø boä nhôù Khoái queùt phím, giaûi maõ vaø hieån thò Khoái keát noái thueâ bao Khoái khueách ñaïi vaø baùo aâm hieäu nhaïc Caûm bieán tín hieäu chuoâng Tip Ring Khoái khoâng ñònh thôøi Khoái reset thieát bò Khoái coâng suaát ngoõ ra Khoái ñònh thôøi Khoái nguoàn SÔ ÑOÀ KHOÁI : Hình 3.1 : Sô ñoà khoái cuûa heä thoáng ñieàu khieån NHIEÄM VUÏ CUÛA TÖØNG KHOÁI : Khoái caûm bieán chuoâng : Khoái caûm bieán chuoâng ñöôïc maéc song song vôùi hai ñöôøng daây Tip vaø Ring cuûa thueâ bao. Khi toång ñaøi caáp tín hieäu chuoâng cho maùy ñieän thoïai thueâ bao, thì khoái naøy coù nhieäm vuï nhaän bieát tín hieäu chuoâng. Bình thöôøng khi khoâng coù tín hieäu chuoâng thì ngoõ ra ôû möùc logic cao vaø khi coù tín hieäu chuoâng thì ngoõ ra coù möùc logic thaáp. Caùc tín hieäu khaùc nhö : tín ñieän thoïai, tín hieäu tone, tín hieäu baùo baän, hoài chuoâng khoâng taùc ñoäng ñeán khoái naøy. Maët khaùc, khoái caûm bieán chuoâng phaûi baûo ñaûm söï caùch ly veà ñieän vì tín hieäu chuoâng coù möùc ñieän aùp cao töø 75 Vrms 90 Vrms trong khi ngoõ ra cuûa khoái phaûi phuø hôïp vôùi möùc logic 0 laø 0V vaø möùc logic 1 laø 5V . Khoái keát noái thueâ bao : Khi toång ñaøi caáp tín hieäu chuoâng cho thueâ bao, thì khoái caûm bieán chuoâng nhaän bieát ñöôïc tín hieäu chuoâng vaø ñöa ñeán khoái xöû lyù trung taâm. Khoái xöû lyù trung taâm ñieàu khieån khoái keát noái thueâ bao, luùc naøy khoái keát noái thueâ bao coù vai troø laø ñoùng taûi giaû cho thueâ bao, ñeå toång ñaøi cho thoâng thoïai 2 thueâ bao vôùi nhau. Khi khoái naøy taùc ñoäng thì ñieän trôû voøng cuûa thueâ bao giaûm xuoáng thaáp taïo neân ñoäng taùc nhö coù ngöôøi nhaác maùy ñeå toång ñaøi cho thoâng thoïai vôùi nhau. Ñoàng thôøi khoái naøy cuõng phaûi baûo ñaûm ñöôïc söï truyeàn tín hieäu thoïai töø thueâ bao göûi ñi hoaëc nhaän tín hieäu thoïai töø phía thueâ bao beân kia göûi ñeán. Khoái nhaän vaø giaûi maõ DTMF : Khi toång ñaøi cho thoâng thoïai giöõa hai thueâ bao, neáu treân ñöôøng daây thueâ bao coù xuaát hieän tín hieäu tone, thì khoái naøy seõ nhaän ñöôïc vaø giaûi maõ chuùng ra thaønh 4 bit töông öùng. Tín hieäu tone coù 2 daõy taàn soá : moät daõy coù taàn soá töø 697 HZ ñeán 941 HZ, coøn daõy kia coù taàn soá töø 1209 HZ ñeán 1633 HZ. Caû 2 daõy taàn soá naøy ñeàu naèm trong daõy thoâng thoïai. Khi moät caëp taàn soá theo tieâu chuaån DTMF xuaát hieän coá ñònh treân ñöôøng daây thueâ bao thì khoái naøy coù nhieäm vuï giaûi maõ thaønh 4 bit töông öùng. Ñoàng thôøi möùc logic cuûa chaân ñieàu khieån ngoõ ra cuûa khoái naøy phaûi ñöa ra moät xung ôû möùc logic cao ñeå taùc ñoäng ñeán khoái xöû lyù trung taâm vaø 4 bit töông öùng ñaõ giaûi maõ ñöôïc ñöa ñeán khoái giaûi maõ vaø hieån thò. Khueách ñaïi aâm taàn : Tín hieäu aâm taàn vôùi bieân ñoä tín hieäu beù khoâng ñuû söùc taûi treân ñöôøng daây thoïai vì vaäy chuùng ñöôïc khueách ñaïi ñuû lôùn, 1 phaàn ñöa ra loa, 1 phaàn taûi treân ñöôøng daây ñieän thoïai ñeå phaûn hoài veà ngöôøi ñieàu khieån . Khoái coâng suaát ra : Khi nhaän ñöôïc leänh taét – môû – ñònh thôøi cuûa khoái xöû lyù trung taâm, thì khoái coâng suaát seõ keát noái taûi. Khoái coâng suaát coù nhieäm vuï khueách ñaïi vaø chuyeån ñoåi möùc ñieàu khieån coù doøng nhoû thaønh tín hieäu ñieàu khieån coù doøng ñieän lôùn hôn ñeå ñoùng ngaét ñöôïc relay vaø keát noái taûi. Khoái queùt phím, giaûi maõ vaø hieån thò : Khoái naøy coù nhieäm vuï queùt phím, giaûi maõ vaø hieån thò khi coù phím bò taùc ñoäng. Ñoàng thôøi khi khoái vi xöû lí trung taâm coù tín hieäu taùc ñoäng thì khoái naøy keát hôïp vôùi khoái vi xöû lyù trung taâm giaûi maõ vaø hieån thò döõ lieäu ñieàu khieån. Khoái ñònh thôøi : Khoái naøy coù nhieäm vuï nhaän leänh ñieàu khieån thieát bò laøm vieäc coù ñònh ñöôïc thôøi gian. Khoái khoâng ñònh thôøi : Khoái naøy coù nhieäm vuï nhaän leänh ñieàu khieån thieát bò laøm vieäc khoâng ñònh thôøi gian. Khoái reset thieát bò : Khoái naøy nhaän leänh ñieàu khieån taét töøng thieát bò hoaëc taét khaån caáp ñoàng loaït 8 thieát bò. Khoái nguoàn : Khoái nguoàn ñaûm nhaän nhieäm vuï cung caáp ñieän aùp cho toaøn maïch. Trong ñoù : nguoàn +5V cung caáp cho caùc IC vaø relay ñoùng thueâ bao. Nguoàn +12V cung caáp cho 8 relay 12VDC ñieàu khieån thieát bò ñieän. GIAÛI THÍCH MOÁI QUAN HEÄ GIÖÕA CAÙC KHOÁI : Khi ngöôøi ñieàu khieån töø xa goïi soá maùy cuûa ñieän thoaïi ôû nôi caàn ñieàu khieån thì toång ñaøi caáp tín hieäu chuoâng cho thueâ bao neáu thueâ bao ñoù khoâng baän. Maïch ñieàu khieån ñöôïc maéc song song vaøo ñöôøng daây cuûa thueâ bao. Luùc naøy, khoái caûm bieán chuoâng phaùt hieän tín hieäu naøy vaø ngoõ ra thay ñoåi möùc logic töø cao xuoáng thaáp. Söï thay ñoåi möùc logic naøy taùc ñoäng vaøo boä ñeám tín hieäu chuoâng. Sau khi khoái caûm bieán tín hieäu chuoâng nhaän ñuû soá laàn chuoâng qui ñònh seõ taùc ñoäng vaøo khoái keát noái thueâ bao. Khoái keát noái thueâ bao seõ ñoùng taûi giaû vaøo ñöôøng daây ñieän thoaïi. luùc naøy toång ñaøi ngöng caáp tín hieäu chuoâng vaø keát noái thoâng thoaïi cho 2 thueâ bao. Khi ñaõ thoâng thoaïi, ngöôøi ñieàu khieån nhaán ñuùng maõ password thì heä thoáng seõ saün saøng nhaän leänh ñieàu khieån. Neáu nhaán sai maõ password thì khoái taïo aâm hieäu seõ phaùt ra aâm hieäu nhaïc ñeå baùo raèng maõ password bò sai. Sau khi ngöôøi ñieàu khieån baám ñuùng maät maõ, ngöôøi ñieàu khieån seõ baám maõ choïn thieát bò muoán ñieàu khieån. Luùc naøy khoái nhaän vaø giaûi maõ DTMF seõ giaûi maõ soá baám thaønh maõ nhò phaân 4 bit gôûi vaøo khoái vi xöû lyù trung taâm. Khoái vi xöû lyù nhaän maõ thieát bò, ñoïc cô sôû döõ lieäu cuûa thieát bò ñoù vaø ñieàu khieån khoái baùo nhaïc baùo traïng thaùi hieän thôøi cuûa thieát bò nhaèm muïc ñích gôïi nhôù cho ngöôøi ñieàu khieån. Khi bieát ñöôïc traïng thaùi cuûa thieát bò ngöôøi ñieàu khieån seõ nhaán leänh taét – môû - ñònh thôøi gian laøm vieäc. Tuøy theo maõ leänh ñieàu khieån maø caùc khoái : ñònh thôøi, khoâng ñònh thôøi, reset thieát bò seõ nhaän leänh vaø thöïc hieän vieäc ñieàu khieån khoái khoái coâng suaát ñoùng ngaét relay. Ñoàng thôøi leänh ñieàu khieån ñöôït khoái queùt phím giaûi maõ vaø hieån thò döõ lieäu leân 10 led 7 ñoaïn. Vieäc nhaän daïng phím naøo bò nhaán ñöôïc khoái giaûi maõ DTMF quyeát ñònh. Khi ngöôøi ñieàu khieån nhaán 1 phím, moät caëp taàn soá DTMF truyeàn treân ñöôøng daây ñieän thoaïi. Taàn soá naøy naèm treân daõy thoâng cuûa tín hieäu thoaïi, moät taàn soá cao vaø moät taàn soá thaáp neân khoâng theå truøng laáp vôùi tín hieäu ngöôøi noùi. Khi giaûi maõ DTMF vaø hieån thò soá ñöôïc nhaán, 4 bit ñöôïc giaûi maõ ñöa vaøo khoái vi xöû lyù trung taâm ñeå xöû lí. Khi khoâng nhaán phím (töùc laø khoâng coøn tín hieäu ñieàu khieån), boä ñeám trong khoái caûm bieán chuoâng seõ thöïc hieän vieäc ñeám thôøi gian. Sau khi ñeám ñuû soá thôøi gian qui ñònh khoái keát noái thueâ bao thöïc hieän vieäc giaûi toûa thueâ bao. Ngöôøi ñieàu khieån coù theå gaùc maùy baát cöù luùc naøo muoán ngöøng ñieàu khieån, maïch seõ töï ñoäng ngaét keát noái thueâ bao sau moät khoaûng thôøi gian nhaát ñònh ñeå giaûi toûa thueâ bao. CHÖÔNG VI : TÍNH TOAÙN – THIEÁT KEÁ MAÏCH PHAÀN CÖÙNG SÔ ÑOÀ MAÏCH CPU – GIAO TIEÁP ÑÖÔØNG TRUYEÀN – BAØN PHÍM HIEÅN THÒ: KHOÁI CAÛM BIEÁN CHUOÂNG : Sô ñoà maïch : xem hình trang beân 1.2. Nguyeân lí hoaït ñoäng : Khi toång ñaøi caáp chuoâng cho thueâ bao. Tín hieäu chuoâng coù caùc thoâng soá 75Vrms ¸ 90Vrms, f = 25 Hz, 3 giaây coù 4 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 kì. Muïc ñích cuûa caàu diode khoâng nhöõng taïo ngoõ ra cuûa caàu diode tín hieäu ñieän aùp coù cöïc tính nhaát ñònh maø coøn taêng ñoâi taàn 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 loïc bôùt ñoä nhaáp nhoâ naøy. tín hieäu ñi qua diode Zener, qua R1 phaân cöïc thuaän cho diode OPTRON. DZ coù taùc duïng choáng nhieãu, neáu nhieãu coù möùc ñieän aùp nhoû hôn ñieän aùp ngöôõng Vz thì Dz khoâng daãn, khoâng caáp doøng cho diode phaùt quang cuûa Optron. Khi diode optron phaân cöïc thuaän, diode naøy phaùt saùng kích vaøo chaân B cuûa BJT quang laøm cho BJT quang daãn baõo hoøa, laøm ñieän aùp cöïc E cuûa BJT quang leân möùc [1], möùc logic naøy ñöôïc qua 2 maïch tích phaân vaø vi phaân keát hôïp vôùi 2 coång ñaûo ñeå ñieàu khieån boä ñeám (4518) ñeám soá laàn ñoå chuoâng. Hình : maïch nhaän tín hieäu chuoâng 1.3. Thieát keá vaø tính toaùn : Tính toùan : Tín hieäu chuoâng cuûa toång ñaøi caáp cho thueâ bao coù ñieän aùp hieäu duïng khoûang 75Vrms ñeán 90Vrms , taàn soá 25 HZ . Choïn doøng qua optron laø Ioptron = 4mA ,suït aùp treân led optron khoûang 1,1V Choïn C1 laø tuï khoâng cöïc tính coù thoâng soá C1 = 0,47 F /250 V Ôû taàn soá cuûa tín hieäu chuoâng ,tuï C1 coù trôû khaùng : Z (c) = == 13,6 K Nhö vaäy ,ñieän aùp treân tuï C1 laø : V(c1) = Ic1 * Iopto = 113,6 K *4mA =54.4V Choïn ñieän aùp tín hieäu chuoâng laø 75 Vrms Ñieän aùp qua diode caàu laø : Vdiode caàu = 75 –Vc1 –VD =75 –54,4 –1,1 = 19,5V Choïn diode zener coù Vz = 15 V Tính ñieän trôû R20 : R20 = == 850 Choïn R20 = 1K Tuï C6 ,C7 laø tuï loïc caàu diode, choïn C6 = C7 =10F / 50 V Chuù yù : ñieän aùp chòu ñöïng cuûa C1 phaûi choïn sao cho lôùn hôn 2 laàn ñieän aùp ñænh cuûa tín hieäu chuoâng, töùc laø : Vc > 2 *90250V Choïn caàu coù diode coù doøng chòu ñöïng 1A. Ta choïn optron laø 4N35 coù caùc thoâng soá : IF = 10mA ( doøng ñieän qua diode beân trong optron coupler) VCEO = 30V Heä soá truyeàn ñaït 100%. Maïch ñieän ngoõ ra duøng transistor Hieäu ñieän theá caùch ñieän VDC =3350V Ñieän theá cuûa diode beân trong optron laø 1,5V taïi IF =10mA VCE = 0,3V taïi doøng ngoõ ra laø Ic =5mA KHOÁI KEÁT NOÁI THUEÂ BAO : 2.1. Sô ñoà maïch : 2.2. Nguyeân lí hoaït ñoäng : Diode caàu ñöôïc maéc song song vaøo 2 ñöôøng daây Tip – Ring. Treân ñöôøng daây naøy khoâng nhöõng coù tín hieäu aâm thoaïi AC maø coøn coù hieäu ñieän theá DC , do ñoù diode caàu naøy khoâng coù chöùc naêng chænh löu maø coù taùc duïng choáng ñaûo cöïc. Khi relay ñoùng maïch xuaát hieän doøng chaûy qua diode caàu nhöng chæ coù 2 diode ñöôïc phaân cöïc thuaän neân daãn. Khoái taïo trôû khaùng gioáng n._.