Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound card làm hòm thư

TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
TTT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY SẢN NHA TRANG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 1/32
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY SẢN NHA TRANG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Đề tài :
SỬ DỤNG GIAO TIẾP CỔNG COM VÀ SOUND CARD
LÀM HỘP THƯ
GVHD : LƯU NGỌC QUANG
SVTH : LÊ BÁ THIỆN
LỚP : TIN 99
NHA TRANG THÁNG 05/2003
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
BẢN NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên HV : Lê Bá Thiện – Lớp tin 99
Chuyên nghành : Kỹ sư II – Công nghệ thông tin
Giáo viên HD : Lưu Ngọc Quang
LỜI NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
,ngày … tháng … năm 2003
LƯU NGỌC QUANG
A. LƠÌ GIỚI THIỆU.
Khoa học và công nghệ, đặc biệt là tin học ngày càng phục vụ đắc lực cho cuộc sống con
người. Từ sản xuất đến kinh doanh, thông tin cho đến những nhu cầu giải trí, dịch vụ…Khi mà
máy tính ngày càng trở nên phổ biến đến mọi người thì việc xử dụng và khai thác máy cho những
nhu cầu muôn mặc của cuộc sống là điều tấc yếu. Chính vì thế đề tài sử dụng máy tính làm hộp thư
làmột ứng dụng phục vụ cho nhu cầu thông tin thể hiện tính hiệu quả của máy tính, sự cần thiết của
tin học cho cuộc sống.
Đề tài sử dụng giao tiếp cổng COM và SOUND CARD của máy tính làm hộp thư thoại cho
một cá nhân qua mạng điện thoại công cộng. Một người nào đó có thể đọc lời nhắn qua máy điện
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 2/32
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
thoại khi chủ hộp thư đi vắng , và chủ hộp thư có thể quay số điện thoại để nghe lời nhắn với mật
mã của riêng mình.
Thông tin lời nhắn được lưu trong máy tính ở dạng file *. WAV .Ngồi thông tin lời nhắn, chủ
hộp thư còn biết được số máy nào nhắn tới và thời gian nhắn. Hộp thư còn có thể sử dụng cho một
nhóm người khi được ứng dụng mở rộng, lúc này mỗi người ngồi mật mã riêng còn có một mã số
nhận diện riêng.

Để thực hiện đề tài cần có máy tính gắn SOUND CARD. Thi công mạch giao tiếp với IC vi
điều khiển 8951 để truyền báo hiệu qua cổng COM và điều khiển kết nối tín hiệu âm thanh thoại
đến sound card. Viết chương trình ghi ROM cho IC vi điều khiển và chương trình hộp thư máy
tính bằng ngôn ngữ VISUAL BASIC.
B NỘI DUNG ĐỀ TÀI:
I. Nguyên lý hoạt động của đường dây điện thoại:
1. Yêu cầu của vòng thuê bao(máy điện thoại):
Vòng nội bộ của thuê bao là 1 đường 2 dây cân bằng nối với đầu cuối , có trở
kháng đặc tính khoảng 500 - 1000Ω , thông thường là 600Ω .
Một nguồn chung của đầu cuối cung cấp nguồn 48VDC cho mỗi vòng thuê
bao , hai dây dẫn được nối với hai đầu Tip và Ring . Đường Ring có điện thế
48VDC đối với đàu Tip . Đầu Tip được nối với đất (chỉ đối với DC) ở đầu cuối .
Khi thuê bao nhấc máy (off-hook) làm đóng tiếp điểm chuyển mạch tạo nên
dòng điện xấp xỉ 20 mA chạy trong vòng thuê bao . Ở chế độ off-hook điện thế DC
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 3/32


 
Mạng Điện Thoại Công
Cộng (PSTN)
Card Giao Tiếp
Máy Tính
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
rơi trên đường dây giữa 2 đầu Típ và Ring khoảng 8 - 10 VDC ở thiết bị đầu cuối
của thuê bao điện thoại .
Tín hiệu thoại âm tần được truyền trên mỗi hướng của đường dây khi có sự
thay đổi nhỏ của dòng điện vòng . Sự thay đổi của dòng điện bao gồm tín hiệu AC
chồng chập với dòng điện vòng DC .
2 . Các chỉ tiêu tối thiểu cho một máy điện thoại :

* Tổng trở DC khi gác máy > 20KΩ .
* Tổng trở Ac khi gác máy : 4 - 10 KΩ .
* Tổng trở DC khi nhấc máy < 1KΩ .
* Gởi số về tổng đài dạng Pulsse hay tone .
3 . Nhận định phương thức làm việc:
3.1. Thuê bao gọi nhấc máy:
Tổng đài sẽ nhận biết trạng thái thuê bao chủ gọi nhấc máy thông qua sự
thay đổi điện trở vòng của đường dây thuê bao . Bình thường khi thuê bao ở trạng
thái nghĩ điện trở vòng rất lớn , ta có thể coi như hở mạch .
Khi thuê bao nhấc máy điện trở vòng giảm đi nhiều , tổng đài có thể nhận
biết sự thay đổi điện trở của thuê bao tức là thay đổi của trạng thái thuê bao thông
qua bộ cảm biến trạng thái .
3.2. Cấp âm hiệu mời quay số cho thuê bao:
Khi tổng đài phát hiện trạng thái nhấc máy (off-hook) , xung mời quay số
được phát đến vòng thuê bao ; đó là âm hiệu mời gọi báo cho người gọi biết cuộc
gọi đã sẵn sàng chờ quay số . Tín hiệu này có dạng hình sin có tần số 425Hz và
phát liên tục cho tới khi bắt đầu quay số thứ nhất .
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 4/32
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
Trong trường hợp người gọi nhấc máy nhưng không quay số , sau một thời
gian khoảng 15s tổng đài sẽ ngắt Dia tone và phát busy tone về phía người quay
số .
VDC
0 t
Tín hiệu Dial tone
3.3. Tín hiệu báo bận Busy tone:
Khi thuê bao bị gọi đang thông thoại trước đó hoặc các đường kết nối thông
thoại đều bị bận thì tổng đài sẽ cấp busy tone cho thuê bao gọi . Âm hiệu này cũng
là tín hiệu hình Sin có tần số 425Hz nhưng được ngắt quãng 0,5s làm việc 0,5s nghỉ

.
VDC
0 t
0,5s 0,5s
Tín hiệu Busy tone
Nếu các đường dây thông thoại không bận thì tổng đài phải nhận biết các
thuê bao gọi và xem xét :
* Nếu số đầu nằm trong tập thuê bao của tổng đài thì tổng đài sẽ phục vụ như
cuộc gọi nội đài .
* Nếu số đầu không nằm trong tập thuê bao của tổng đài thì tổng đài sẽ phục
vụ như 1 cuộc gọi liên đài qua trung kế và giữ tồn bộ phần định vị số quay sang
sang tổng đài đối phương để giải mã .
* Nếu số đầu là mã gọi chức năng đặc biệt thì tổng đài sẽ thực hiện các chức
năng đó để phục vụ cho thuê bao .
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 5/32
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
Nếu thuê bao được gọi rảnh thì tổng đài sẽ cấp chuông cho thuê bao được
gọi vớid điện áp AC 70 - 110 V , tần số f= 16 - 25 Hz ( thường là 90VAC/25Hz)
với chu kỳ 2s có tín hiệu và 3s không có tín hiệu .
VAC
90
t
0
2s 3s
Tín hiệu chuông
Đồng thời tổng đài sẽ cấp tín hiệu hồi âm chuông cho thuê bao gọi , đó là tín
hiệu Ring Back Tone có tần số f=425Hz với chu kỳ 3s làm việc và 2s nghỉ .
VDC
90

0 t
3s 2s
Tín hiệu Ring Back Tone
Khi thuê bao được gọi nhấc máy thì tổng đài sẽ nhận biết trạng thái nhấc
máy này , tiến hành cắt dòng chuông cho thuê bao bị gọi một cách kịp thời để tránh
hư hỏng cho thuê bao . Đồng thời tổng đài cũng tắt âm hiệu hồi chuông cho thuê
bao chủ gọi và tiến hành kết nối thông thoại cho cả 2 thuê bao .
3.4. Tổng đài sẽ giải toả : một số thiết bị không cần thiết để tiếp tục phục vụ
cho các cuộc đàm thoại khác ( mạch giả mã DTMF) .
3.5. Khi 2 thuê bao đang đàm thoại mà có 1 thuê bao gác máy:
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 6/32
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
Tổng đài nhận biết trạng thái gác máy này , cắt các thông thoại cho cả 2 thuê
bao , đồng thời cấp busy tone cho thuê bao còn lại , giải toả đường dây đã kết nối
để phục vụ cuộc đàm thoai khác . Khi thuê bao còn lại gác máy , tổng đài xác định
trạng thái gác máy này và kết thúc chương trình phục vụ cho thuê bao .
Tấùt cả các hoạt động trên được điều khiển bằng các chương trình , người
vận hành tổng đài có thể theo dõi hoạt động của tổng đài thông qua màn hình máy
tính của tổng đài .
II. Giao tiếp nối tiếp qua cổng com RS232:
1. Vài nét cơ bản về cổng nối tiếp:
Cổng nối tiếp RS232 là một loại giao diện phổ biến rộng rãi nhất, ta còn gọi là
cổng COM1 , COM2 để tự do cho các ứng dụng khác nhau.
Giống như cổng máy in,cổng nối tiếp RS232 cũng được sử dụng rất thuận
tiện trong việc ghép nối máy tính với các thiết bị ngoại vi. Việc truyền dữ liệu qua
cổng RS232 được tiến hành theo cách nối tiếp, nghĩa là các bit dữ liệu được gởi đi
nối tiếp vối nhau trên một đường dẫn.
Trước hết loại truyền này có khả năng dùng cho những khoảng cách lớn hơn,
bởi vì khả năng gây nhiễu là nhỏ đáng kể hơn là khi dùng một cổng song song.

Việc dùng cổng song song có một nhược điểm đáng kể là cáp truyền nhiều sợi và vì
vậi rất đắt tiền, hơn nưa mức tín hiệu nằm trong khỏang 0..5V đã tỏ ra không thich
ứng với khoảng cách lớn.
Trên hình dưới là sự bố trí chân của phích cắm RS232 của máy tính PC.
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 7/32

1 2 3 4 5

6 7 8 9
O O O O O
O O O O
13
14 25
O O O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O O
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
CHÂN
(loại 9
chân )
CHÂN
( loại 25
chân )
KÝ HIỆU Ý NGHĨA
1
2
3
4
5
6

7
8
9
8
3
2
20
7
6
4
5
22
DCD
RxD
TxR
DTR
GND
DSR
RTS
CTS
RI
Data carrier detect
Nhận dữ liệu
Phát dữ liệu
Dữ liệu đầu cuối sẵn sàng
Nối đất
Thiết bị thông tin sẵn sàng
Yêu cầu gửi
Thiết bị thông tin sẵn sàng
truyền

Ring in dicator
Việc truyền dữ liệu xẩy ra trên 2 đường dẫn qua chân cắm ra TxD, máy tính
gửi dữ liệu của nó đến thiết bị khác. Trong khi đó dữ liệu mà máy tính nhận được
dẫn đến chân RxD. Các tín hiệu khác đóng vai trò như tín hiệu hỗ trợ khi trao đổi
thông tin và vì thế không phải trong mọi ứng dụng đều dùng đến.
Mức tín hiệu trên chân ra RxD tùy thuộc vào đường dẫn TxD và thông tin
thường nằm trong khoảng – 12V.. + 12V các bit dữ liệu được đảo ngược lại. Mức
điện áp ở mức cao nằm trong khoảng – 3V và – 12V và mức thấp nằm trong
khoảng từ + 3Vvà +12V. Trạng thái tĩnh trên đường dẫn có mức điện áp – 12V .
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 8/32
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
Bằng tốc độ baud ta thiết lập tốc độ truyền dữ liệu các giá trị thông thường là
300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 và 19200 baud. Ký hiệu baud là số lượng bit
truyền trong 1s.
Còn một vấn đề nữa là khuôân mẫu (Format) truyền dữ liêu cần phải được
thiết lập như nhau cả bên gửi cũng như bên nhận các thông số truyền có thể được
thiết lập trên máy tính PC bằng các câu lệnh trên DOS.
Ngày nay Windows cũng có các chương trình riêng để sử dụng, khi đó các
thông số truyền dữ liệu như: tốc độ baud, số bit dữ liệu, số bít dừng, bit chẵn lẻ
(parity) có thể được thiết lập một cách rất đơn giản.
2. Sự Trao Đổi Của Các Đường Dẫn Tín Hiệu :
Cũng như ở cổng máy in, các đường dẫn tín hiệu riêng biệt cũng cho phép trao
đổi qua lại các địa chỉ trong máy tính PC. Trong trường hợp này người ta thường sử
dụng những vi mạch có độ tích hợp cao để có thể hợp nhất nhiề chức năng trên 1
chip.
Ở máy tính PC thường có một bộ phát/nhận không đồng bộ vạn năng gọi tắt là
UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmister. Để điều khiển sự trao đổi
thông tin giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi. Phổ biến nhất là vi mạch 8250 của
hãng NSC hoặc các thiết bị tiếp theo, chẳng hạn như 16C550.

Bộ AURT này có 10 thanh ghi để điều khiển tất cả chức năng của việc nhập
vào, xuất ra dữ liệu theo cách nối tiếp liên quan đến nội dung của phần này chỉ đề
cập đến hai điều đáng quan tâm đó là:
- Thanh ghi điều khiển modem
- Thanh ghi trạng thái modem.
a) Thanh ghi điều khiển modem:
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 0 0 LOOP OUT2 UOT1 RTS DTR
D0 =1 đưa /DTR =0
D0 =0 đưa /DTR =1
D1 =1 đưa /RTS =0
D1 =0 đưa /RTS =1
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 9/32
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
OUT1 và OUT2 điều khiển đầu ra phụ
b) Thanh ghi trạng thái modem :(địa chỉ cơ bản +6)
RLSD RI DSR CTS
∆RLSD ∆RI ∆DSR ∆CTR
Cũng giống như ở cổng ghép nối với máy in, các Thanh ghi được trao đổi qua
ô nhớ trong vùng vào/ra (input/output). Địa chỉ đầu tiên có thể tới được của cổng
nối tiếp gọi là địa chỉ cơ bản (basic Address) các đỉa chỉ của các thanh ghi tiếp theo
được đạt tới bằng việc cộng thêm số thanh ghi đã gặp của bộ UART vào địa chỉ cơ
bản .
Địa chỉ cơ bản của cổng nối tiếp của máy tính PC được tóm tắt trong bảng
sau:
CỔNG ĐỊA CHỈ CƠ BẢN
COM 1
COM 2
COM 3

COM 4
3F8H
2F8H
3E8H
2E8H
III TÌM HIỂU LINH KIỆN ĐIỆN TỬ VI XỬ LÝ IC 8951:
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 10/32
1 nếu RI có biến đổi
1: nếu có sự thay đổ các tín hiệu tương
ứng
Có các giá trị của các bít out 2 out 1 ,
DTR , RTS , trong MCR khi bit LOOP = 1
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
1. Giới thiệu cấu trúc phần cứng họ MSC-51 (8951):
Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hồn tồn tương tự
như nhau. Ở đây giới thiệu IC 8951 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của
Mỹ sản xuất. Chúng có các đặc điểm chung như sau:
Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau:
• 4 KB EPROM bên trong.
• 128 Byte RAM nội.
• 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.
• Giao tiếp nối tiếp.
• 64 KB vùng nhớ mã ngồi
• 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại.
• Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn).
• 210 vị trí nhớ có thể định vị bit.
• 4µs cho hoạt động nhân hoặc chia.
2. Khảo sát sơ đồ chân 8951 và chức năng từng chân:
2.1 Sơ đồ chân 8951:

Sơ đồ chân IC 8951
2.2 Chức năng các chân của 8951
8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. Trong đó có
24 chân có tác dụng kép (có nghĩa là 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể
hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của
các bus dữ liệu và bus địa chỉ.
a.Các Port:
Port 0:
Lê Bá Thiện TIN99
Trang 11/32
U2
AT89C51
9
18
19 29
30
31
1
2
3
4
5
6
7
8
21
22
23
24
25

26
27
28
10
11
12
13
14
15
16
17
39
38
37
36
35
34
33
32
RST
XTAL2
XTAL1 PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5

P1.6
P1.7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INTO
P3.3/INT1
P3.4/TO
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
TTTN: Sử dụng giao tiếp cổng COM và Sound Card làm hộp thư GVHD: Lưu Ngọc Quang
Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 - 39 của 8951. Trong các thiết kế cỡ
nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường I/O. Đối với các
thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu.

Port 1:
Port 1 là port I/O trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, p1.2, ...
p1.7 có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngồi nếu cần. Port 1 không có chức
năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngồi.
Port 2:
Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21- 28 được dùng như các
đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ
mở rộng.
Port 3:
Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10-17. Các chân của port này có
nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của
8951 như ở bảng sau:
Bit Chức năng chuyển đổi
P3.0 RXT Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.
P3.1 TXD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.
P3.2 INT0\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 0
P3.3 INT1\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 1
P3.4 T0 Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 0.
P3.5 T1 Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 1.
P3.6 WR\ Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngồi
P3.7 RD\ Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngồi.
b.Các ngõ tín hiệu điều khiển:
Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable):
PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương
trình mở rộng thường được nối đến chân OE\ (output enable) của Eprom cho phép
đọc các byte mã lệnh.
PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh. Các mã
lệnh của chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh
ghi lệnh bên trong 8951 để giải mã lệnh. Khi 8951 thi hành chương trình trong
EPROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1.

Lê Bá Thiện TIN99
Trang 12/32