Đồ án thiết kế và thi công mô hình điều khiển thiết bị qua điện thoại doc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA: ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP





THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ
HÌNH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA MẠNG
ĐIỆN THOẠI




GVHD : TH.S TẠ CÔNG ĐỨC
SVTH : NGUYỄN HOÀNG LÂM
MSSV : 00101153
SVTH : NGUYỄN QUANG NHẬT
MSSV : 00101211


TP. HỒ CHÍ MINH - 02 / 2004




PHAÀN A.

GIÔÙI THIEÄU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

i
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM
KHOA _ ĐIỆN TỬ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC


NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : NGUYỄN QUANG NHẬT _ MSSV : 00101211
Họ và tên sinh viên : NGUYỄN HOÀNG LÂM _ MSSV : 00101153
Lớp: 001012
Ngành : KT ĐIỆN TỬ
1. Tên đề tài :
Thiết Kế Và Thi Công Mô Hình Điều Khiển Thiết Bò
Qua Mạng Điện Thoại
2. Các số liệu ban đầu :





3. Nội dung các phần thuyết minh tính toán :

4. Các bản vẽ :





5. Giáo viên hướng dẫn : Th.S TẠ CÔNG ĐỨC
6. Ngày giao nhiệm vụ: 4/10/2004
7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 19/02/2005

Giáo viên HD Thông qua bộ môn
Ngày tháng 02 năm 2005
Thông qua bộ môn
Th.S TẠ CÔNG ĐỨC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

ii
BẢN NHẬN XÉT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

áU
oOo
GVHD : Th.S TẠ CÔNG ĐỨC
SVTH : NGUYỄN HOÀNG LÂM
MSSV : 00101153

SVTH : NGUYỄN QUANG NHẬT
MSSV : 00101211
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn :
























TP. HCM, ngày…… tháng 2 năm 2005
Giáo viên HD

Th.S Tạ Công Đức
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

iii
BẢN NHẬN XÉT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

á U
oOo
GVHD : Th.S TẠ CÔNG ĐỨC
SVTH : NGUYỄN HOÀNG LÂM
MSSV : 00101153
SVTH : NGUYỄN QUANG NHẬT
MSSV : 00101211
Nhận xét của giáo viên phản biện :

TP. HCM, ngày…… tháng 2 năm 2005
Giáo viên PB
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

iv

LỜI NÓI ĐẦU
oOo
Trong lónh vực kỹ thuật ngày nay thì lónh vực điện tử đóng
v
ai trò vô cùng quan trọng trong thời đại công nghiệp hoá hiện đại
h
oá đất nước. Nói đến lónh vực điện tử thì chúng ta không thể
k
hông nhắc đến ngành kỹ thuật điện tử _ vi điện tử . Đó là chiếc
c
hìa khoá vàng mở ra một kỷ nguyên mới_ kỷ nguyên của ngành
c
ông nghệ thông tin.

Tuy chỉ mới thâm nhập vào nước ta gần đây nhưng công
n
ghe
ä
thông tin đã phát triễn rất nhanh và ngày càng giữ vai trò
q
uan trọng trong nền công nghiệp hoá nước nhà. Hệ thống viễn
t
hông, dòch vụ khách hàng, thông tin di đo
ä
ng, nhắn tin càng phát
t
riển với tính hiện đại và tự động hóa ngày càng cao.
Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghệ thông
t
in, thì việc điều khiển các thiết bò điện từ xa qua mạng thông tin
đ
óng vai trò quan trọng trong cuộc công nghiệp hoá. Xuất phát từ
t
hực tiễn này, nhóm thực hiện đề tài đã đi đến quyết đònh chọn đề
t
ài:”Thiết kế và thi công mô hình điều khiển thiết bò qua mạng
đ
iện thoại”
Mặc dù những người thực hiện đã cố gắng rất nhiều để hoàn
t
hành đồ án này, song do giới hạn về thời gian cũng như kiến thức
n
ên nội dung còn nhiều thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến
c

ủa quý thầy cô và các bạn sinh viên để tập đồ án được hoàn
t
hiện hơn. Xin chân thành cảm ơn !

Nhóm thực hiện đề tài
Nguyễn Quang Nhật
Nguyễn Hoàng Lâm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

v


Lời cảm tạ
U á U
oOo
Từ ngàn xưa ông cha ta đã dạy chúng ta những câu nói bất hủ,
trong đó có câu nói mà làm chúng ta không bao giờ quên được:
“Uống nước nhớ nguồn”,” Ăn quả nhớ kẻ trồng cây”.Quả đúng
những câu nói trên thật bất hủ, nó luôn đọng lại trong lòng mỗi một
chúng ta theo năm tháng. Do đo, chúng ta phải luôn biết ơn chân
thành đối với các thế hệ đi trước đã dẫn dắt chúng ta đến thành công.
Trong thời gian hoàn thành xong đề tài, nhóm thực hiện đề tài
đã được sự giúp đỡ của q bậc thầy cô và bạn bè cùng các anh chò
khoá trước nên đề tài đã được hoàn thành đúng thời gian qui đònh.
Nhóm thực hiện xin chân thành cảm tạ đến :
Thầy TẠ CÔNG ĐỨC, giảng viên trường đại học Bách Khoa TP
HCM, đã hết lòng quan tâm, giúp đỡ tận tình và tạo mọi điều kiện để
nhóm thực hiện đề tài có thể hoàn thành đồ án này
Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành gửi lời cảm tạ đến q
thầy cô trong khoa Điện Tử đã cung cấp cho nhóm những kiến thức

nền, chuyên môn làm cơ sở để nhóm có thể hoàn thành xong đề tài
này.
Nhóm thực hiện đề tài cũng xin chân thành cảm ơn đến các bạn
sinh viên và các bậc anh chò đã giúp đỡ nhóm về nhiều mặt: ý kiến,
tài liệu…., để nhóm có thể hoàn thành công việc đúng thời gian qui
đònh.
Nhóm thực hiện đề tài
Nguyễn Quang Nhật
Nguyễn Hoàng Lâm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

vi
MỤC LỤC
Z  Y
oOo

PHẦN A. GIỚI THIỆU
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I
BẢN
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

II
BẢN
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN III
MỤC
LỤC VI
LIỆT
KÊ CÁC BẢNG X
LIỆT

KÊ CÁC HÌNH XI
PHẦN B. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. DẪN NHẬP 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Tầm quan trọng của đề tài 2
1.3. Mục đích nghiên cứu đề tài 2
1.4. Giới hạn. 2
CHƯƠNG
2. CƠ SỞ LÝ LUẬN 4
2.1. Dàn ý nghiên cứu 4
2.2. Đối tượng nghiên cứu. 4
2.3. Phương pháp phương tiện nghiên cứu 4
2.3.1. Phương pháp 4
2.3.2. Phương tiện 4
2.4. Lập kế hoạch nghiên cứu đề tài 5
CHƯƠNG
3. GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 6
3.1. Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại 6
3.1.1. Đònh nghóa về tổng đài 6
3.1.2. Chức năng của tổng đài 6
3.1.3. Phân loại tổng đài 7
3.1.4. Các âm hiệu 7
3.1.5. Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử : 10
3.1.6. Trung kế 10
3.2. Giới thiệu tổng quan về máy điện thoại 11
3.2.1. Giới thiệu 11
3.2.2. Chức năng của máy điện thoại 12
3.3. Phương thức hoạt động giữa tổng đài và máy điện thoại 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

vii
3.4. Lý thuyết về mạch khuếch đại 18
3.4.1. Mạch khuếch đại không đảo 20
3.4.2. Mạch khuếch đại đảo 20
3.4.3. Macïh khuếch đại đệm 21
3.5. Phương thức giao tiếp giữa Vi điều khiển với các vi mạch ứng
dụng trong hệ thống 21
3.5.1. Làm thế nào để Vi điều khiển có thể hoạt động 21
3.5.2. Giao tiếp giữa Vi điều khiển với Relay và phím nhấn 24
3.5.3. Giao tiếp giữa Vi điều khiển với các IC chốt 74HC573 để mở
rộng port 26
3.5.4. Giao tiếp với bàn phím số hex sử dụng ngắt ngoài INT0 28
3.5.5. Giao tiếp vi điều khiển với bộ nhớ nối tiếp EEPROM AT24C08
33
3.5.6. Giao tiếp giữa Vi điều khiển với IC chuyên dùng thu phát
DTMF, IC MT8888 40
3.5.7. Giao tiếp giữa Vi điều khiển với IC chuyên dùng thu phát ngữ
âm, ISD1420 45
3.5.8. Giao tiếp giữa Vi điều khiển với IC thu tín hiệu hồng ngoại,
ứng dụng điều khiển bằng Remote Tivi Sony 48
CHƯƠNG
4. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 52
4.1. Yêu cầu của hệ thống 52
4.1.1. Yêu cầu 52
4.1.2. Hoạt động của hệ thống 52
4.1.3. Sơ đồ khối của hệ thống. 54
4.1.4. Chức năng các khối 54
4.2. Thiết kế từng khối . 56
4.2.1. Khối cảm biến chuông 56
4.2.2. Khối điều khiển Relay 58

4.2.3. Khối tạo tải giả 59
4.2.4. Mạch chống quá áp 62
4.2.5. Mạch thu phát DTMF 62
4.2.6. Mạch khuếch đại tín hiệu 64
4.2.7. Mạch điều khiển thiết bò và nhận biết trạng thái thiết bò 65
4.2.8. Mạch phát thông báo 67
4.2.9. Khối điều khiển quét phím 72
4.2.10. Bộ nhớ ngoài 72
4.2.11. Khối xử lý trung tâm CPU 73
4.3. Sơ đồ nguyên lý hệ thống và hoạt động 74
CHƯƠNG
5. THIẾT KẾ PHẦN MỀM. 75
5.1. Chương trình chính 75
5.2. Chương trình khởi tạo các thông số ban đầu 76
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

viii
5.3. Chương trình phục vụ ngắt phím 77
5.4. Chương trình phục vụ ngắt từ MT8888 78
5.5. Chương trình kiểm tra trạng thái bàn phím 79
5.6. Chương trình đếm tín hiệu chuông 80
5.7. Lưu đồ chương trình thay đổi Password 81
5.8. So sánh mật mã hiện tại 82
5.9. So sánh mật mã mới 83
5.10. Nhập 6 phím từ bàn phím 83
5.11. Nhập mã điều khiển từ bàn phím 85
5.12. Khởi tạo MT8888 86
5.13. Nhập mã điều khiển từ điện thoại 86
5.14. Nhập 6 mã DTMF 88
5.15. Ghi 1 byte dữ liệu vào AT24C08 89

5.16. Ghi 6 số của mật mã vào AT24C08 89
5.17. Đọc 6 số của mật mã từ AT24C08 91
5.18. Phát một câu thông báo 92
5.19. Nhận mã điều khiển từ Remote 92
5.20. Phát tín hiệu DTMF của một dãy số 94
5.21. Xử lý mã điều khiển 94
CHƯƠNG
6. GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH 96
6.1. Giới thiệu về cổng máy in 96
6.1.1. Vài nét cơ bản về cổng ghép nối máy in 96
6.1.2. Sự trao đổi với các đường dẫn tín hiệu 98
6.1.3. Phương thức truyền của cổng máy in 99
6.2. Thiết kế hệ thống giao tiếp máy tính 101
6.2.1. Yêu cầu đặt ra cho hệ thống 101
6.2.2. Phương thức hoạt động 101
6.2.3. Sơ đồ khối 102
6.2.4. Sơ đồ nguyên lý của mạch giao tiếp 104
6.3. Thiết kế phần mềm Vi điều khiển 105
6.3.1. Chương trình chính 106
6.3.2. Chương trình phục vụ ngắt từ MT8888 108
6.3.3. Xử lý giao tiếp với máy tính 109
6.3.4. Xử lý ghi trạng thái 110
6.3.5. Xử lý đọc trạng thái 110
6.3.6. Xử lý mã lỗi (Error Code) 110
6.3.7. Gửi mã nhận biết hệ thống 111
6.4. Thiết kế Phần mềm giao diện bằng ngôn ngữ Visual Basic 5.0111
6.4.1. Yêu cầu về giao diện trên máy tính 111
6.4.2. Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình Visual Basic 5.0 112
6.4.3. Thiết kế giao diện và lập trình. 115
6.4.4. Tạo các tập tin cài đặt chương trình 120

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

ix
6.4.5. Giới thiệu giao diện điều khiển 128
CHƯƠNG
7. TÓM TẮT _ KẾT LUẬN _ ĐỀ NGHỊ 129
7.1. Tóm tắt công trình nghiên cứu 129
7.2. Kết luận 130
7.2.1. Tính năng của hệ thống mô hình thiết kế 131
7.2.2. Khả năng ứng dụng và tính hiệu quả của đề tài 131
7.3. Hướng phát triển của đề tài 132
PHẦN C. PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

x
LIỆT KÊ CÁC BẢNG

Bảng 3 - 1 : Bảng các thông số của mạch thuê bao điện thoại 13
Bảng 3 - 2 : Phân loại tần số tín hiệu Tone 14
Bảng 3 - 3 : Các tín hiệu thường nghe thấy trên đường dây điện thoại để bàn
18
Bảng 3 - 4 : Bảng ví dụ thông báo ISD1420 45

Bảng 4 - 1 : Bảng hai nhóm tần số DTMF 63
Bảng 4 - 2 : Bảng đòa chỉ lưu trong ISD của hệ thống 70

Bảng 6 - 1 : Bảng chức năng các chân cổng máy in 97

Bảng C- 1 : Bảng hoạt động các chân của IC AT24C08 134
Bảng C- 2 : Bảng từ đòa chỉ 8 bit của EEPROM 24C08 137
Bảng C- 3 : Bảng tóm tắt chức năng các chân của IC MT8888 141
Bảng C- 4 : Bảng thông số của tín hiệu DTMF 142
Bảng C- 5 : Bảng chức năng các thanh ghi của MT8888 143
Bảng C- 6 : Tên gọi các bít trong thanh ghi điều khiển CRA 144
Bảng C- 7 : Chức năng của các bít trong thanh ghi điều khiển CRA 144
Bảng C- 8 : Tên gọi các bít trong thanh ghi điều khiển CRB 144
Bảng C- 9 : Chức năng các bit trong thanh ghi điều khiển CRB 145
Bảng C- 10 : Bảng chức năng các chân IC 74HC573 146
Bảng C- 11 : Bảng trạng thái IC 74HC373 146
Bảng C- 12 : Bảng các Mode hoạt động của ISD1420 151
Bảng C- 13 : Bảng chức năng Port 3 Vi điều khiển AT89C51 156
Bảng C- 14 : Bảng tổ chức bộ nhớ của AT89C51 160
Bảng C- 15 : Bảng chức năng thanh ghi trạng thái 162
Bảng C- 16 : Bảng trạng thái sau khi reset 165
Bảng C- 17 : Bảng chức năng các thanh ghi đặc biệt của 89C51 166
Bảng C- 18 : Bảng chức năng thanh ghi TMOD 166
Bảng C- 19 : Bảng chức năng thanh ghi TCON 167
Bảng C- 20 : Bảng hoạt động ngắt của 89C51 168
Bảng C- 21 : Bảng hoạt động cờ ngắt 169
Bảng C- 22 : Bảng hoạt động của vector ngắt 169
Bảng C- 23 : Bảng liệt kê các mã điều khiển của Remote Sony 172

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

xi
LIỆT KÊ CÁC HÌNH

Hình 3 - 1 : Dạng sóng tín hiệu chuông 8
Hình 3 - 2 :Dạng sóng tín hiệu mời quay số 8
Hình 3 - 3 :Dạng sóng tín hiệu báo bận 9
Hình 3 - 4 : Dạng sóng tín hiệu báo bận 9
Hình 3 - 5 : Dạng sóng tín hiệu đảo cực 10
Hình 3 - 6 : Trung kế 10
Hình 3 - 7 : Trung kế CO- line 10
Hình 3 - 8 : Trung kế hai chiều 11
Hình 3 - 9 : Sơ đồ qui trình vận hành điện thoại bàn 17
Hình 3 - 10 :Bộ khuếch đại thuật toán(BKĐTT) 18
Hình 3 - 11 : Mạch khuếch đại không đảo 20
Hình 3 - 12 : Mạch khuếch đại đảo 20
Hình 3 - 13 : Mạch khuếch đại đệm 21
Hình 3 - 14 :Sơ đồ chân của AT89C51 (PDIP). 22
Hình 3 – 15: Cung cấp nguồn xung clock cho vi điều khiển. 22
Hình 3 - 16 : Sơ đồ kết nối của Vi điều khiển 23
Hình 3 - 17 : Sơ đồ giao tiếp giữa Vi điều khiển và phím nhấn, Relay 25
Hình 3 - 18 : Mạch giao tiếp giữa Vi điều khiển và IC chốt 26
Hình 3 - 19 : Sơ đồ giao tiếp giữa Vi điều khiển và bàn phím 29
Hình 3 - 20 : Giao tiếp giữa Vi điều khiển và EEPROM AT24C08 34
Hình 3 - 21 : Giao tiếp giữa Vi điều khiển và MT8888 41
Hình 3 - 22 : Giao tiếp giữa Vi điều khiển và ISD1420 46
Hình 3 - 23 : Giao tiếp giữa Vi điều khiển và mắt nhận Remote Tivi 49

Hình 4 - 1 : Sơ đồ khối của hệ thống. 54
Hình 4 - 2 : Mạch cảm biến tín hiệu chuông 56
Hình 4 - 3 : Mạch điều khiển Relay 58

Hình 4 - 4 : Mạch tải giả. 59
Hình 4 - 5 : Sơ đồ tương đương của mạch tải giả 60

Hình 4 - 6 : Mạch chống đảo cực. 62
Hình 4 - 7 : Mạch thu phát DTMF 62
Hình 4 - 8 : Mạch khuếch đại tín hiệu. 64
Hình 4 - 9 : Mạch điều khiển thiết bò 65
Hình 4 - 10 : Mạch phát thông báo dùng ISD1420. 67
Hình 4 - 11 : Mạch thu và phát thử ISD1420 68
Hình 4 - 12 : Mạch quét phím. 72
Hình 4 - 13 : Bộ nhớ ngoài dùng EEPROM 24C08 72
Hình 4 - 14 : Mạch xử lý trung tâm 73
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

xii

Hình 6 - 1 : Sơ đồ chân cổng máy in( Jack đực) 97
Hình 6 - 2 :Sơ đồ chân cổng máy in( Jack cái) 97
Hình 6 - 3 : Thanh ghi dữ liệu 98
Hình 6 - 4 :Thanh ghi trạng thái 99
Hình 6 - 5 : Thanh ghi điều khiển 99
Hình 6 - 6 : Giản đồ thời gian 101
Hình 6 - 7 : Sơ đồ khối mạch giao tiếp máy tính 102
Hình 6 - 8 : Mạch giao tiếp MT8888 với cổng máy in 103
Hình 6 - 9 : Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp máy tính 104
Hình 6 - 10 : Giao diện khởi động VB từ Windows 112
Hình 6 - 11 : Biểu tượng VB trên Destop 112
Hình 6 - 12 : Màn hình chính của VB 5.0 113
Hình 6 - 13 : Màn hình giao diện của VB 5.0 113
Hình 6 - 14 : Thanh công cụ soạn thảo 114
Hình 6 – 15: Giao diện thiết kế 114
Hình 6 - 16 : Màn hình soạn thảo của VB 5.0 114
Hình 6 - 17 : Giao diện điều khiển trong khi thiết kế 115

Hình 6 - 18 : Giao diện nhập mật ma khi thiết kếõ 117
Hình 6 - 19 : Giao diện nhập tên thiết bò lúc thiết kế 118
Hình 6 - 20 : Cho thực thi công cụ Application Setup Wizard của VB 120
Hình 6 - 21 : Hộp thoại 1 của công cụ Setup Wizard 121
Hình 6 - 22 : Hộp thoại 2 của công cụ Setup Wizard 121
Hình 6 - 23 : Hộp thoại 3 của công cụ Setup Wizard 122
Hình 6 - 24 : Hộp thoại 4 của công cụ Setup Wizard 122
Hình 6 - 25 : Hộp thoại 5 của công cụ Setup Wizard 123
Hình 6 - 26 : Hộp thoại 6 của công cụ Setup Wizard 123
Hình 6 - 27 : Hộp thoại 7 của công cụ Setup Wizard 124

Hình 6 - 28 : Hộp thoại 8 của công cụ Setup Wizard 124
Hình 6 - 29 : Hộp thoại 9 của công cụ Setup Wizard 125
Hình 6 - 30 : Hộp thoại 10 của công cụ Setup Wizard 125
Hình 6 - 31 : Hộp thoại 11 của công cụ Setup Wizard 126
Hình 6 - 32 : Hộp thoại 12 của công cụ Setup Wizard 126
Hình 6 - 33 : Hộp thoại 13 của công cụ Setup Wizard 127
Hình 6 - 34 : Hộp thoại 3 của công cụ Setup Wizard 127
Hình 6 - 35 : Giao diện chính điều khiển thiết bò bằng máy tính 128
Hình 6 - 36 : Giao diện nhập mật mã 128
Hình 6 - 37 : Giao diện nhập tên thiét bò 128

Hình C- 1 : Sơ đồ chân AT24C08 134
Hình C- 2 : Sơ đồ cấu trúc bên trong IC AT24C08 134
Hình C- 3 : Giản đồ xung AT24C08 135
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang

xiii
Hình C- 4 : Giản đồ xung Start và Stop 136
Hình C- 5 : Giản đồ xung tín hiệu Acknowledge 136

Hình C- 6 : Giản đồ ghi 1 Byte AT24C08 138
Hình C- 7 : Giản đồ ghi 1 Byte AT24C08 138
Hình C- 8 : Giản đồ đọc đòa chỉ hiện tại 139
Hình C- 9 : Giản đồ đọc đòa chỉ ngẫu nhiên 139
Hình C- 10 : Giản đồ đọc đòa chỉ liên tục 140
Hình C- 11 : Sơ đồ cấu trúc bên trong IC MT8888 140
Hình C- 12 : Sơ đồ chân của họ IC MT8888 141
Hình C- 13 : Sơ đồ chân của IC MT8888 141
Hình C- 14 : Sơ đồ chân IC 74HC573 145
Hình C- 15 : Cấu trúc bên trong IC 74HC573 146
Hình C- 16 : Cấu trúc IC ISD1420 148
Hình C- 17 : Sơ đồ chân ISD1420 149
Hình C- 18 : Giản đồ quá trình thu ISD1420 153
Hình C- 19 : Giản đồ quá trình phát ISD1420 153
Hình C- 20 : Sơ đồ chân Vi mạch TL082 154
Hình C- 21 : Sơ đồ chân vi điều khiển AT89C51 155
Hình C- 22 : Sơ đồ cấu trúc bên trong IC AT89C51 158
Hình C- 23 : Tóm tắt các vùng bộ nhớ của 89C51 159
Hình C- 24 : Phương thức mã hoá bit trong Remote Sony 170

Hình C- 25 : Phương thức mã hoá bit trong Remote Sony (mở rộng thời gian ở
mức cao) 170

Hình C- 26 : Khung truyền của tín hiệu hồng ngoại trong Remote Sony 171
Hình C- 27 : Khung truyền của tín hiệu tại ngõ ra của bộ thu hồng ngoại 172

PHAÀN B.
NOÄI DUNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang
Chương 1. Dẫn nhập.
1

CHƯƠNG 1. DẪN NHẬP
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ vượt bậc của Khoa học kỹ thuật,
cùng với sự bùng nổ của ngành Công nghệ thông tin và Công nghệ viễn thông
. Đặc biệt, trong những thập niên gần đây cùng với sự phát triển của hệ thống
mạng Internet, tin học…, ngành Bưu chính viễn thông đã phát triển tạo ra bước
ngoặt quan trọng trong lónh vực thông tin đáp ứng nhu cầu của con người trong
đời sống, kinh tế, chính trò…
Với nhu cầu về thông tin của con người ngày càng tăng, đồng thời việc
ứng dụng các thiết bò điện thoại ngày càng được phổ biến rộng rãi, do đó việc
sử dụng mạng điện thoại để truyền tín hiệu là phương thức thuận tiện nhất,
tiết kiệm nhiều thời gian cho công việc, vừa đảm bảo các tính năng an toàn
cho các thiết bò và vừa tiết kiệm được chi phí sử dụng.
Bên cạnh đó, việc ứng dụng của đường truyền điện thoại được thực hiện
trong phạm vi sử dụng rất rộng, bất kỳ nơi đâu nếu có điện thoại là có thể
thực hiện được phương thức truyền. Người điều khiển ở một nơi mà có thể
thực hiện việc điều khiển rất nhiều nơi khác, thậm chí ở những nơi nguy hiểm,
độc hại, mà con người không thể thâm nhập hoặc một dây chuyền sản xuất
thay thế con người.
Xuất phát từ những thực tiễn nói trên, nhóm thực hiện đề tài quyết đònh

nghiên cứu và thực hiện đề tài:”Thiết kế và thi công mô hình điều khiển
thiết bò qua mạng điện thoại”.
Với đề tài này, nhóm thực hiện đề tài tiến hành thực hiện đề tài theo hai
hướng :
Hướng thứ nhất: Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bò
thông qua điện thoại, hệ thống này có điều khiển tại chỗ bằng hệ thống
phím nhấn và ứng dụng điều khiển bằng Remote Tivi.
Hướng thứ hai : Dựa trên mô hình đã thi công ở hướng thứ nhất, nhóm
thực hiện đề tài mở rộng hệ thống điều khiển thiết bò thông qua phương
thức điều khiển bằng lập trình giao tiếp máy tính qua cổng máy in, ứng
dụng truyền qua line điện thoại.
Mạch điều khiển thiết bò điện từ xa thông qua mạng điện thoại có điều
khiển tại chỗ, giúp ta có thể điều khiển các thiết bò trong một toà nhà, khách
sạn hay trong một nhà máy bằng cách điều khiển trên điện thoại hay sử dụng
phím nhấn, remote để điều khiển thiết bò.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang
Chương 1. Dẫn nhập.
2
Việc sử dụng điều khiển thiết bò bằng phương thức giao tiếp máy tính
được ứng dụng chủ yếu trong hệ thống khách sạn, hay trong các xưởng, xí
nghiệp … đặc biệt trong quá trình công nghiệp hoá hiện nay thì phương thức
này có vai trò rất quan trọng hệ thống nhà máy…
1.2. Tầm quan trọng của đề tài
Ngày nay, kỹ thuật điện_điện tử phát triển khá mạnh mẽ, cùng với sự
bùng nổ của ngành Công nghệ thông tin và Công nghệ viễn thông, đã thúc
đẩy sự phát triển nền kinh tế toàn cầu làm tiền đề cho các lónh vực khác phát
triển. Đặc biệt là trong lónh vực tự động hoá hay quá trình điều khiển thiết bò
từ xa.
Hiện nay có rất nhiều phương thức điều khiển thiết bò từ xa, chẳng hạn
như : điều khiển bằng tia hồng ngoại hay điều khiển bằng sóng vô tuyến…

nhưng các phương thức điều khiển này đều phụ thuộc vào khoảng cách, chỉ có
tác dụng trong một phạm vi hẹp.
Vì vậy, đề tài này không những là một thực tại khách quan mà nó vai trò
đặc biệt quan trọng thực sự ở hiện tại cũng như trong tương lai sau này.
Do đó, việc điều khiển thiết bò qua mạng điện thoại là một nhu cầu hết
sức cần thiết và đây chính là lý do mà nhóm nghiên cứu quyết đònh chọn đề
tài này.
1.3. Mục đích nghiên cứu đề tài.
Trên thực tiễn của cuộc sống hiện nay, con người bò hạn chế rất nhiều
trong công việc điều khiển tự động các thiết bò. Với sự phát triển của hệ thống
thông tin và ứng dụng đường truyền có sẵn mạng điện thoại, nhóm thực hiện
tiến hành nghiên cứu đề tài với mục đích là:
Phá vỡ được những hạn chế về mặt khoảng cách.
Có thể điều khiển được bất kỳ nơi nào nếu nơi đó có mạng điện thoại.
Có thể điều khiển được thiết bò tại chỗ bằng Remote, phím nhấn.
Có thể biết được trạng thái hoạt động của các thiết bò ở xa qua phản
hồi bằng âm thanh.
1.4. Giới hạn.
Trong thời gian thực hiện đề tài là có hạn, với lượng kiến thức được
truyền đạt trong suốt khoá học và khả năng có hạn, nhóm thực hiện đề tài chỉ
giải quyết những vấn đề sau :
Dùng vi điều khiển làm bộ phận xử lý trung tâm.
Hệ thống thực hiện chức năng điều khiển thiết bò tắt mở.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang
Chương 1. Dẫn nhập.
3
Chỉ nghiên cứu nguyên lý làm việc của hệ thống tổng đài, máy điện
thoại để làm dữ liệu để thiết kế, ứng dụng đường dây line điện thoại
làm đường truyền.
Mã điều khiển bằng bàn phím và bằng remote được thiết kế tương

thích mã điều khiển bằng điện thoại để dễ thao tác trên phím và
Remote.
Sử dụng IC chuyên dụng ISD1420 cho việc thông báo trạng thái hoạt
động của thiết bò.
Hệ thống điều khiển tối đa 16 thiết bò.
Hệ thống sử dụng EEPROM 24C08 dùng làm bộ nhớ ngoài lưu trữ các
thông tin từ vi điều khiển( như Passwords), đồng thời tính bảo mật của
hệ thống cũng được nâng cao.
Bên cạnh thực hiện điều khiển bằng điện thoại, đề tài mở rộng thực
hiện điều khiển qua phương thức giao tiếp bằng máy tính, nhằm nâng
cao tính trực quan hơn cho người điều khiển.
Đề tài nghiên cứu không tập trung vào nghiên cứu các vấn đề sau :
Hệ thống không thực hiện chức năng báo trộm, báo cháy…
Không tập trung nghiên cứu sâu vào cấu tạo cũng như cách thức hoạt
động của tổng đài và máy điện thoại.
Đối với trường hợp giao tiếp bằng máy tính thì mật đònh là trong quá
trình điều khiển bên máy bò gọi không có người nhấc máy.
Phương thức điều khiển bằng Remote TV ở đây chỉ sử dụng Remote
TV Sony.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang
Chương 2. Cơ sở lý luận.
4

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.1. Dàn ý nghiên cứu.
Đề tài được thực thi trên cơ sở dàn ý sau:
Xác đònh yêu cầu của hệ thống.
Thiết kế cấu trúc sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động.
Thiết kế khối xử lý trung tâm và ứng dụng họ IC chuyên dụng

ISD1420, MT8888.
Thiết kế khối điều khiển tại chỗ bằng bàn phím và Remote.
Thi công hệ thống phần cứng.
Lập trình phần mềm cho vi điều khiển.
Hướng dẫn sử dụng chương trình.
2.2. Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu ở đây chủ yếu dựa trên cơ sở của các đề tài cũ, tài
liệu mạng, các thông số về tổng đài, điện thoại. Từ đó nhóm thực hiện đề tài
tiến hành nghiên cứu và phát triển đề tài.
2.3. Phương pháp phương tiện nghiên cứu.
2.3.1. Phương pháp
Nhóm nghiên cứu tiến hành thực hiện đề tài dựa trên hai phương pháp
sau:
Phương pháp tham khảo tài liệu : Chủ yếu tìm hiểu các tài liệu đề cập
đến kỹ thuật số, kỹ thuật điện tử, các Data Sheet của các IC chuyên
dùng :ISD1420, MT8888… và các tài liệu về vi điều khiển, vi xử lý.
Phương pháp thực nghiệm: Trên cơ sở của Board thực nghiệm, tiến
hành lập trình phần mềm cho vi điều khiển hoạt động. Đồng thời kết
nối phần cứng với đường truyền của điện thoại để tìm hiểu hoạt động
của các IC chuyên dụng.
2.3.2. Phương tiện
Nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài trên cơ sở các phượng tiện chủ yếu sau:
Máy tính cá nhân.
Các board thực hiện giao tiếp thí nghiệm.
Các dụng cụ đo đạc tại phòng thực tập trường: Dao động ký, máy phát
sóng ….
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang
Chương 2. Cơ sở lý luận.
5
Ngoài ra còn thiết kế một số Board phụ thử nghiệm các IC chuyên dùng:

ISD1420, MT8888, AT24C08 hay Remote TV …
2.4. Lập kế hoạch nghiên cứu đề tài.
Nhóm thực hiện đề tài đã thực hiện đề tài, từ ngày đăng ký đề tài, công việc
được phân bố cụ thể như sau:
Tuần 1, 2 : Lập đề cương tổng quát của đề tài.
Tuần 3,4,5 : Thu thập thông tin, tài liệu liên quan…
Tuần 6,7 : Lập đề cương chi tiết.
Các tuần tiếp theo: Triển khai thí nghiệm, Test mạch trên Board… Sau
đó, tiến hành tổng hợp thiết kế phần cứng, phần mềm và hoàn chỉnh.
Hai tuần cuối : Đánh máy, sửa chữa, đònh dạng toàn bộ đề tài và tiến
hành công việc in ấn.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang
Chương 3. Giới thiệu lý thuyết liên quan.
6
CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT
LIÊN QUAN

3.1. Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại
3.1.1. Đònh nghóa về tổng đài

Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuộc
liên lạc từ thiết bò đầu cuối chủ gọi (Calling Si de) đến thiết bò đầu cuối bò gọi
(called Si de).
Hay nói cách khác : Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch có hệ thống
kết nối các cuộc liên lạc giữa các thuê bao với nhau, với số lượng thuê bao
lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào từng loại tổng đài, từng khu vực.
3.1.2. Chức năng của tổng đài
Tổng đài điện thoại có các chức năng sau :
Nhận biết được khi thuê bao nào có nhu cầu xuất phát cuộc gọi.

Thông báo cho thuê bao biết mình sẵn sàng tiếp nhận các yêu cầu của
thuê bao.
Nhận dạng thuê bao gọi: Xác đònh khi thuê bao nhấc ống nghe và sau
đó được nối với mạch điều khiển.
Tiếp nhận số được quay: Khi đã nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ
bắt đầu nghe thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại
của thuê bao bò gọi.
Kết nối cuộc gọi: Khi các số quay được ghi lại, thuê bao bò gọi đã được
xác đònh, tổng đài sẽ chọn một bộ các đường trung kế đến tổng đài
thuê bao bò gọi và sau đó chọn một đường rỗi trong số đó. Khi thuê
bao bò gọi nằm trong tổng đài nội hạt thì một đường gọi nội hạt được
sử dụng.
Chuyển thông tin điều khiển: Khi được nối tới tổng đài của thuê bao bò
gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi với nhau các
thông tin cần thiết như số thuê bao bò gọi.
Kết nối trung chuyển: trong trường hợp tổng đài được nối đến là tổng
đài trung chuyển, trên dây được nhấc lại để nối với trạm cuối và sau
đó thông tin như số thuê bao bò gọi được truyền đi.
Kết nối tại trạm cuối: Khi trạm cuối được đánh giá là trạm nội hạt dựa
trên số thuê bao bò gọi được truyền đi, bộ điều khiển trạng thái máy
bận của thuê bao bò gọi được tiến hành. Nếu máy không ở trạng thái
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang
Chương 3. Giới thiệu lý thuyết liên quan.
7
bận thì một đường nối được nối với các đường trung kế được chọn để
kết nối các cuộc gọi.
Truyền tín hiệu chuông: Để kết nối cuộc gọi, tín hiệu chuông được
truyền và chờ cho đến khi có trả lời từ thuê bao bò gọi. Khi trả lời, tín
hiệu chuông bò ngắt và trạng thái được chuyển thành trạng thái máy
bận.

Tính cước: Tổng đài chủ gọi xác đònh câu trả lời của thêu bao bò gọi và
nếu cần thiết bắt đầu tính toán giá trò cước phải trả theo khoảng cách
gọi và theo thời gian gọi.
Truyền tín hiệu báo bận: Khi tất cả các đường trung kế đều đã bò
chiếm theo các bước trên đây hoặc thuê bao bò gọi bận thì tín hiệu bận
được truyền đến cho thuê bao chủ gọi.
Hồi phục hệ thống: Trạng thái này được xác đònh khi cuộc gọi kết
thúc. Sau đó tất cả các đường nối đều được giải phóng.
Giao tiếp được với những tổng đài khác để phối hợp điều khiển.
3.1.3. Phân loại tổng đài
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tổng đài điện thoại ngày
càng phù hợp với yêu cầu phát triển của xã hội. Quá trình hình thành của tổng
đài bao gồm các loại tổng đài sau:
Tổng đài công nhân
Việc kết nối thông thoại, chuyển mạch dựa vào con người.
Tổng đài cơ điện
Bộ phận thao tác chuyển mạch là hệ thống cơ khí, được điều khiển bằng
hệ thống mạch từ. Gồm hai hệ thống chuyển mạch cơ khí cơ bản : chuyển
mạch từng nấc và chuyển mạch ngang dọc.
Tổng đài điện tử
Quá trình điều khiển kết nối hoàn toàn tự động, vì vậy người sử dụng
cũng không thể cung cấp cho tổng đài những yêu cầu của mình bằng lời nói
được. Ngược lại, tổng đài trả lời cho người sử dụng cũng không thể bằng lời
nói. Do đó, cần qui đònh một số thiết bò cũng như các tín hiệu để người sử
dụng và tổng đài có thể làm việc được với nhau.
3.1.4. Các âm hiệu
Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip và
Ring. Tất cả các điện thoại hiện nay đều được cấp nguồn từ tổng đài thông
qua hai dây Tip và Ring. Điện áp cung cấp thường là 48 VDC, nhưng nó cũng
có thể thấp đến 47 VDC hoặc cao đến 105 VDC tuỳ thuộc vào tổng đài.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang
Chương 3. Giới thiệu lý thuyết liên quan.
8
Ngoài ra, để hoạt động giao tiếp được dễ dàng, tổng đài gửi một số tín
hiệu đặc biệt đến điện thoại như tín hiệu chuông, tín hiệu báo bận v.v… Để
tìm hiểu về các tín hiệu điện thoại và ứng dụng của nó, nhóm thực hiện khảo
sát một số tín hiệu sau:
Tín hiệu chuông (Ring Signal)

Hình 3 - 1 : Dạng sóng tín hiệu chuông
Khi một thuê bao bò gọi thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến để báo cho
thuê bao đó biết có người được gọi. Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều
AC thường có tần số 25Hz tuy nhiên nó có thể cao hơn đến 60Hz hoặc thấp
hơn đến 16Hz. Biên độ của tín hiệu chuông cũng thay đổi từ 40 VRMS đến
130 VRMS thường là 90 VRMS. Tín hiệu chuông được gửi đến theo dạng
xung, ngắt quãng tuỳ thuộc vào từng loại tổng đài thường là 2 giây có và 4
giây không (như hình vẽ trên). Hoặc có thể thay đổi thời gian tuỳ thuộc vào
từng tổng đài.
Tín hiệu mời quay số (Dial Tone)
Đây là tín hiệu liên tục không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khác
được sử dụng trong hệ thống điện thoại. Khi thuê bao nhấc tổ hợp để xuất
phát cuộc gọi sẽ nghe âm hiệu mời quay số do tổng đài cấp cho thuê bao gọi,
là tín hiệu hình sin có tần số liên tục. . Tín hiệu mời quay số là tín hiệu sin
tần, được tạo ra bởi hai âm thanh (Tone) có tần số số 350Hz và 440Hz, biên
độ 2VRMS trên nền DC. Tín hiệu này có dạng sóng sau:

Hình 3 - 2 :Dạng sóng tín hiệu mời quay số
Tín hiệu báo bận (Busy signal)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. Trang
Chương 3. Giới thiệu lý thuyết liên quan.

9
Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe
một trong hai tín hiệu:
Tín hiệu mời gọi cho phép thuê bao thực hiện ngay một cuộc gọi.
Tín hiệu báo bận báo cho thuê bao biết đường dây đang bận không thể
thực hiện cuộc gọi ngay lúc này. Thuê bao phải chờ đến khi nghe được
tín hiệu mời gọi. Khi thuê bao bò gọi đã nhấc máy trước khi thêu bao gọi
cũng nghe được tín hiệu này.
Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng xung được tổng hợp bởi
hai âm có tần số 480Hz và 620Hz. Tín hiệu này có chu kỳ 1s (0.5s có và 0.5s
không).

Hình 3 - 3 :Dạng sóng tín hiệu báo bận
Tín hiệu chuông hồi tiếp
Khi người gọi gọi đến một thuê bao nhưng không biết đã gọi được hay
chưa thì thật là khó chòu . Người gọi không nghe một âm thanh nào cho đến
khi thuê bao đó trả lời. Để giải quyết vấn đề này tổng đài sẽ gửi một tín hiệu
chuông hồi tiếp về cho thuê bao gọi tương ứng với tiếng chuông ở thuê bao bò
gọi. Tín hiệu chuông hồi tiếp này do tổng đài cấp cho thuê bao bò gọi, được
tổng hợp bởi hai âm có tần số 440Hz và 480Hz. Tín hiệu này cũng có dạng
xung như tín hiệu chuông gửi đến cho thuê bao bò gọi, là tín hiệu hình sin có
tần số khoảng 425 ± 25 Hz là hai tín hiệu ngắt quãng tương ứng nhòp chuông,
biên độ 2VRMS trên nền DC 10V, phát ngắt quãng 2s có 4s không.

Hình 3 - 4 :
Dạng sóng tín hiệu báo bận
Gọi sai số