Giáo trình hình thành đạo hàm ứng dụng nguyên lý chuyển đổi hàm liên thuộc kiểu S dạng trơn p7 potx

3. Mạch tín hiệu chuông
Thu tín hiệu chuông cho tổng đài gọi đến có tần số 253Hz. 9015V phát 2
giây ngắt quãng 4 giây được nắn thành dòng một chiều, lọc phẳng và cấp điện cho
mạch dao động tần số chuông âm tần, khuếch đại rồi đưa ra loa hoặc đóa phát âm
báo hiệu cho thuê bao biết có cuộc gọi tới. Mạch chuông có tính chọn lọc tần số và
tính phi tuyến sao cho nó chỉ làm việc với dòng chuông mà không liên quan đến
dòng một chiều, dòng đàm thoại, tín hiệu chọn số để tránh động tác nhầm.

4. Mạch chốn đảo cực
Để cấp điện áp một chiều từ tổng đài đưa đến các khối của máy luôn luôn có
cực tính cố đònh để chống ngược nguồn làm hỏng IC trong máy điện thoại. Mạch
thướng dùng cầu diod

5. Chuyển mạch nhấc đặt được điều khiển bằng nút gác tổ hợp:
Ở trạng thái nghỉ, tổ hợp đặt trên máy điện thoại, mạch thu chuông được đấu
lên đường dây thuê bao để thường trực chờ đón dòng chuông từ tổng đài gọi tới,
còn các mạch khác (ấn phím, chọn số, đàm thoại … ) bò ngắt ra khỏi đường dây.
Ở trạng thái làm việc, tổ hợp được nhấc lên, mạch thu chuông bò ngắt, các
mạch khác đấu vào đường dây thuê bao (chọn số và đàm thoại …). Chuyển mạch
nhấc đặt có thể bằng cơ khí, từ, quang… tùy theo loại máy.

6. Mạch thu phát tín hiệu:
Gọi bằng đóa quay số hay bằng bàn phím để phát tín hiệu chọn số của thuê
bao bò gọi tới tổng đài ở dạng xung thập phân (pulse) hay Tone (tín hiệu song âm
đa tần DTMF).

7. Mạch diệt tiếng keng, clíc
Khi gọi số, do ảnh hưởng của tín hiệu xung chọn số vào mạch thu chuông làm
cho chuông kêu leng keng. Vì vậy cần phải diệt tiếng động này bằng cách ngắt
mạch thu chuông khi phát tín hiệu chọn số. Khi phát tín hiệu chọn số còn xuất hiện
các xung số cảm ứng vào ống nghe làm nó kêu lọc cọc, đó là tiếng clíc do vậy khi

chọn số cần ngắt mạch đàm thoại.

8. Mạch điều chỉnh âm lượng
Do độ dài của đường dây thuê bao biến đổi nên suy hao của nó cũng biến đổi,
nếu đường dây thuê bao càng dài thì suy hao tín hiệu thoại càng lớn dẫn đến độ
nghe rõ bò giảm. Hoặc đường dây quá ngắn, tín hiệu thoại quá mạnh có thể gây tự
kích. Vì vậy, để khắc phục hiện tượng đó, trong các máy điện thoại người ta thiết
kế các bộ khuếch đại nói, nghe có bộ phận AGC (tự động điều khuếch) để điều
chỉnh hệ số khuếch đại phù hợp. Nếu máy ở xa tổng đài, điện trở vòng đường dây
lớn thì hệ số khuếch đại nghe, nói phải lớn, còn máy ở gần tổng đài thì hệ số
khuếch đại nghe, nói phải giảm bớt.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r

w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

9. Mạch đàm thoại:
Gồm ống nói, ống nghe, mạch khuếch đại nói, nghe, dùng cho việc đàm thoại
giữa hai thuê bao.

10. Cầu sai động:
Phân mạch nói nghe, kết hợp với mạch cân bằng trở kháng đường dây để khử
trắc âm.

II. KỸ THUẬT GỞI SỐ BẰNG XUNG LƯỢNG ÂM ĐA TẦN (DUAL TONE
MULTIFREQUENCY DTMF ).

1. Hệ thống DTMF
Hệ thống DTMF đang phát triển và đã trở thành phổ biến trong hệ thống điện
thọai hiện đại hiện nay. Hệ thống này còn gọi là hệ thống Touch-Tone, hệ thống
được hình thành vào năm 1960 nhưng mãi đến năm 1970 mới được phát triển rộng
rãi. Hệ thống DTMF giờ đây trở thành chuẩn thay thế cho hệ thống xung kiểu cũ.
DTMF (dual tone multifrequency) là tổng hợp của hai âm thanh. Nhưng điểm
đặt biệt của hai âm này là không cùng âm nghóa là: tần số của hai âm thanh này
không có cùng ước số chung với âm thanh kia. Ví dụ như 750 và 500 thì có cùng
ước số chung là 250 (750=250 x 3, 500= 250 x 2) vì vậy 750 và 500 là hai
thanhcùng âm không thể kết hợp thành tín hiệu DTMF.
Lợi điểm của việc sử dụng tín hiệu DTMF trong điện thoại là chống được
nhiễu tín hiệu do đó tổng đài có thể biết chính xác được phím nào đã được nhấn.
Ngoài ra nó còn giúp cho người ta sử dụng điện thoại thuận tiện hơn. Ngày nay hầu
hết các hệ thống điện thoại đều sử dụng tín hiệu DTMF. Bàn phím chuẩn của loại
điện thoại này có dạng ma trận chữ nhật gồm có 3 cột và 4 hàng tạo nên tổng cộng
là 12 phím nhấn: 10 phím cho chữ số (0-9), hai phím đặc biệt là ‘* ’ và ‘# ’. Mỗi
một hàng trên bàn phím được gán cho một tần số tone thấp, mỗi cột được gán cho
tần số tone cao (hình 2). Mỗi một phím sẽ có một tín hiệu DTMF riêng mà được
tổng hợp bởi hai tần số tương ứng với hàng và cột mà phím đó đang đứng. Những
tần số này đã được chọn lựa rất cẩn thận.
Click to buy NOW!
P
D

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Ngày nay để tăng khả năng sử dụng của điện thoại người ta phát triển thêm
một cột nữa cho bàn phím điện thoại chuẩn tạo nên bàn phím ma trận 4x4 như hình
3.
2. Tiếp nhận âm hiệu DTMF:
Tần số DTMF được chọn kỹ để ở tổng đài có lẫn với những âm hiệu khác co
thể xuất hiện trên đường dây. Bộ thu có những mạch lọc rất tốt chỉ để tiếp nhận
các tần số DTMF và có những mạch đo thời gian để đảm bảo âm hiệu xuất hiện
trong thời gian ít nhất là 50ms trườc khi nhận lại âm hiệu DTMF.
Sau khi được nối thông đến người gọi, bộ thu đã được tách ra khỏi đường dây
và thuê bao có thể dùng bằng nút ấn để chỉnh tín hiệu DTMF đến người bò gọi như
là mạch truyền đưa số liệu tốc độ thấp.


1209Hz 1336Hz 1477Hz

697Hz


770Hz

852Hz

941Hz



Hình 2 : Bàn phím chuẩn 12 phím DTMF







1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz

697Hz


770Hz

852Hz

941Hz


Hình 3 : Bàn phím chuẩn 16 phím DTMF

*

0

#

9

1

2

8

4

5

6

7

3

*

0

#

9

1

2

8

4

5

6

7

3

A

B

C

D

Click to buy NOW!
P
D
F
-

X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c

o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-

t
r
a
c
k
.
c
o
m

3. So sánh thời gian gửi số:
Gửi số bằng lưỡng âm đa tần DTMF nhanh hơn cách quay số rất nhiều về mặt
nguyên tắt cũng như trên thực tế. Với DTMF thời gian nhận được một chữ là 50ms
và thời gian nghỉ giữa hai số là 50ms, tổng cộng là 100ms cho mỗi số. Giả sử gửi đi
10 số:

Với DTMF mất: 100 ms x 10 = 1s.
Với đóa quay số : 5x10x100ms + 9x700ms = 11,3 s.

Ngoài ưu điểm sử dụng dễ dàng, nhẹ, DTMF giảm thời gian chiếm dụng bộ
thu số rất nhiều, giảm bởi số lượng bộ thu số dẫn tới giản giá thành tổng đài.

4. Yêu cầu đối với bộ phát âm hiệu DTMF
Để kết nối tốt đối với đường dây là:
- Điện áp nguồn nuôi một chiều (DC) và mạch vòng phải được giữ ở mức ổn
đònh dù máy ở xa hay ở gần tổng đài.
- m hiệu phải có mức điện ổn đònh.
- Bộ phát âm hiệu DTMF phải hòa hợp tổng trở tốt đối với đường dây.
Vấn đề nguồn nuôi đặt ra cho hai trường hợp đặc biệt: đường dây xa và đường
dây gần. Đường dây xa làm giảm dòng và điện áp đến máy để nuôi bộ tạo dao

động, do đó máy này cần hoạt động ở điện áp thấp đến 3V. Đối với đường dây gần,
máy phải có khả năng nuốt bởi điện áp và dòng nếu tổng đài không có khả năng
trang bò khả năng này.

III. NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI
ẤN PHÍM

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.

d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e

w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
PHẦN III THIẾT KẾ
CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ KHỐI – NGUYÊN LÝ HOẠT
ĐỘNG



I. SƠ ĐỒ KHỐI:

CPU
CHỐT
DATA
RAM
NHỚ
EPROM

XUNG CK

GIẢI MÃ
ĐỊA CHỈ
KHUẾCH
ĐẠI CÔNG

SUẤT

ĐẢO CỰC RƠLAY
DTMF
THU
LED HIỂN
THỊ
NGUỒ
N
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w

w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V

i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
II. CHỨC NĂNG CÁC KHỐI
1. Khối CPU:
Là bộ não của hệ thống máy tính, nó quản lý tất cả các hoạt động trong hệ
thống và thi hành các hoạt động đếm và tính cùc điện thoại trên dữ liệu. Nó là tập
hợp các mạch logic thực hiện các hoạt động đem về các lệnh và thực thi các lệnh.

2. Khối EPROM :

Đây là khối lưu trữ chương trình hoạt động chính của khối CPU, nội dung
không bò mất khi mất điện. Chương trình phần mềm được nạp ở đây.

3. Khối RAM nhớ ngoài:
Lưu trữ tạm thời các thông số của cuộc gọi, cũng như khả năng thay đổi
chương trình do người sử dụng lập. Ram ngoài có thể được đọc hoặc ghi khi có tín
hiệu điều khiển ghi hoặc đọc từ CPU

4. Khối Chốt Đòa Chỉ:
Lưu trữ các đòa chỉ do CPU đưa vào và chuyển các đòa chỉ này đến các khối
RAM nhớ ngoài và EPROM.

5. Khối Giải Mã Đòa Chỉ:
Khi có tín hiệu xung clock tác động về ngõ vào của xung clock. Khi có tín
hiệu từ CPU gởi về thì ngõ ra sẽ tác động cho hệ thống led 7 đoạn hoạt động.

6. Khối Thu DTMF:
Đây là IC 8870 dùng để giải mã tone, giải mã các số từ bàn phím của điện
thoại và đưa dữ liệu về cổng xuất nhập dữ liệu qua bus dữ liệu.

7. Khối Khuếch Đại Công Suất:
Bao gồm các transistor dẫn bảo hòa khuếch đại công suất cho hệ thống led 7
đoạn, các transistor được kích từ khối giải mã đòa chỉ và từ port 1 của vi điều khiển.

8. Khối Xung CK:
Tạo ra xung clock có tần số cố đònh để các khối trong máy hoạt động đồng bộ
với nhau.

9. Khối Đảo Cực:
Nhận biết được và xử lý khi có tín hiệu từ tổng đài gửi đến cho thuê bao bên

kia nhấc máy thông thoại thì tính tiền. Nếu thuê bao không đăng ký đảo cực thì khi
thuê bao bắt đầu quay số đầu tiên thì mạch nhận biết là không có tín hiệu đảo cực
và bắt đầu tính tiền.

10. Khối Hiển Thò:
Hiển thò các thông số về giá thành, thời gian và số cuộc gọi cũng như tình
trạng của máy ở thời điểm hiện tại.

11. Khối Nguồn:
Tạo ra một nguồn điện áp thỏa mãn yêu cầu về điện áp cung cấp cho tất cả
các linh kiện trong mạch.

III. GIẢI THÍCH SƠ LƯC VỀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH:

- Khi hệ thống được cung cấp nguồn, nguồn điện áp sẽ đến tất cả các vi mạch
của máy. CPU được cấp nguồn sẽ bắt đầu hoạt động ở đòa chỉ 0000H.
- Khi có yêu cầu thực hiện cuộc gọi tức là máy ở chế độ nhấc tổ hợp (off
hook) CPU sẵn sàng tiếp nhân số gọi.
- Khi người gọi thực hiện bấm số gọi, CPU sẽ lưu trữ tạm thời số gọi vào Ram
và đồng thời đưa ra mạch hiển thò để hiển thò các số vừa gọi.
- Sau khi chấm dứt cuộc gọi, máy sẽ hiển thò giá tiền và số cuộc gọi.
CHƯƠNG II : THIẾT KẾ VÀ GIẢI THÍCH
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY THEO
TỪNG KHỐI

I. KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM (CPU):
Trong máy tính cước, khối CPU chính là trái tim của máy, nó tiếp nhận và xử
lý tất cả các thông tin hoạt động của máy. Vì vậy việc chọn một CPU có độ bền
cao, khả năng làm việc ổn đònh, các thông số và linh liện kèm theo không quá khắc
khe và phức tạp là một yêu cầu quan trọng trong việc thiết kế.

Ở máy tính cước, do chương trình thực hiện và các hoạt động tương đối không
phức tạp nên ta chọn các vi xử lý 8 bit.
Trên thò trường hiện nay có các vi xử lý thường gặp:
- Vi xử lý của hãng Intel: 8085, 8086, 8031, 8051
- Vi xử lý của hãng Zilog: Z80
- Vi xử lý của hãng Motorola: 6802

Tất cả các vi xử lý trên đều là những họ vi xử lý đầu tiên và chúng có các
chương trình phần mềm lập trình ứng dụng rất linh hoạt, bên cạnh đó các tài liệu
kỹ thuật về chúng trên thò trường rất đầy đủ.
Căn cứ vào các yêu cầu về kỹ thuật cũng như tính kinh tế của máy tính cước
ta chọn các vi xử lý dựa trên độ phức tạp của phần cứng hay chọn các vi xử lý sao
cho số lượng thiết bò ngoại vi là ít nhất

Đặc điểm nổi bật của 8031 là mạch dao động được tích hợp sẵn bên trong, do
đó chỉ cần gắn thạch anh cho phù hợp thì vi xử lý sẽ làm việc ổn đònh. Trong khi đó
Z80 thì mạch dao động không được tích hợp sẵn bên trong, do vậy việc gắn một
mạch dao động bên ngoài có tần số cao để cho vi xử lý làm việc làm cho mạch
thêm phức tạp và tần số làm việc cũng không ổn đònh.

Trong các chương trình viết bằng ngôn ngữ cấp thấp (Assembly), các lệnh
chuyển dời dữ liệu chiếm một vò trí quan trọng và các phép toán số học cũng như
logic chỉ thực hiện trên các thanh ghi. Vi điều khiển có một số lượng thanh ghi
đáng kể và có Ram nội được đòa chỉ hóa từng bit, đây là một điểm mạnh của họ vi
điều khiển mà nhờ đó người lập trình có thể can thiệp vào từng bit của các port
xuất nhập bằng một lệnh duy nhất, điều này rất khó đối với các vi xử lý khác vì
phải thực hiện nhiều lệnh. Do đó chương trình viết sẽ ngắn hơn và đơn giản hơn.
Hơn nữa 8031 có hai bộ Timers/Counters được dùng như một đồng hồ để đo các
chu kỳ thời gian hoặc có thể hoạt động như bộ đếm.

Vì vậy, 8031 được chọn làm CPU của máy.
Khối điều khiển trung tâm có nhiệm vụ điều khiển mọi hoạt động của máy
tính cước, việc điều khiển bao gồm các hoạt động sau:
- Nhận biết trạng thái nhấc máy, gác máy của thuê bao. Khi thuê bao nhấc
máy, khối điều khiển sẽ nhận biết trạng thái của thuê bao và hiển thò đồng hồ sẳn
sàng nhận tín hiệu xung từ bàn phím.
- Nhận biết xung quay số và giải mã xung quay số (nếu thuê bao sử dụng
dạng pulse) hoặc nhận các bit dữ liệu đã được giải mã từ khối giải mã tone để biết
số mà thuê bao muốn gọi. Sau đó CPU kiểm tra xem số gọi là quốc tế, liên tỉnh
hay nội hạt, CPU sẽ điều khiển cho ra giá tiền cụ thể cho từng nước, từng tỉnh, nội
hạt với thời gian tương ứng khác nhau được viết trong chương trình.
- Nhận biết cuộc gọi từ ngoài vào.
- Nhận biết tín hiệu đảo cực từ tổng đài hay tín hiệu không đảo cực để xử lý.
 Nếu có đảo cực thì sẽ cho đếm tiền ngay khi được thông thoại.
 Nếu không có tín hiệu đảo cực thì CPU sẽ cho đếm tiền ngay khi vừa nhận
tín hiệu khối giải mã xung từ bàn phím.

II. KHỐI TẠO XUNG CK:
Trong máy tính cước, tất cả các hoạt động của mạch đều có liên quan đến
xung clock cung cấp cho CPU. Vì các bộ Timers/Counters sẽ dựa vào tần số xung
clock này mà thực hiện các công việc được lập trình sẵn và người lập trình cũng
dựa vào tần số xung này để viết chương trình trì hoãn của máy.
Do xung clock đóng một vai trò rất quan trọng nên mạch tạo xung phải đảm
bảo các yêu cầu như phải có độ ổn đònh cao, sai số tần số xung phải nhỏ đồng thời
tần số xung phải phù hợp với tần số của tất cả các linh kiện trong máy.
Vi điều khiển 8031 có bộ dao động nằm bên trong vi mạch, do đó độ ổn đònh
về tần số của mạch coi như thỏa. Mặc khác độ ổn đònh của mạch còn phụ thuộc
vào thạch anh hay mạch dao động RC bên ngoài. Do đó ta chọn thạch anh vì nó
dao động với tần số chuẩn và làm cho mạch đơn giản.
Ngoài ra ở điều kiện lý tưởng tần số làm việc của CPU phải hoàn toàn tương

thích với tốc độ truy xuất dữ liệu của bộ nhớ.
Ở vi điều khiển 8031 tần số làm việc tối đa lên đến 16 MHz, tốc độ truy xuất
dữ liệu trung bình của bộ nhớ khoảng (120 - 300)ns tương ứng với (3,3 – 3,8)MHz.
Dựa vào các yếu tố trên và thêm vào đó là sự phổ biến trên thò trường, giá cả
phù hợp, ta chọn thạch anh có tần số làm việc là 7,373 MHz. Các tụ C
1
, C
2
dùng
để ổn đònh tần số dao động của thạch anh.







X1

8031

X2
C
2
18

19

C
1

III. KHỐI RAM – ROM
8031 có khả năng mở rộng bộ nhớ lên đến 64K bộ nhớ chương trình và 64K
bộ nhớ dữ liệu ngoài. Do đó có thể dùng thêm RAM và ROM.

1. ROM :
Bộ nhớ ROM (Read Only Memory) là bộ nhớ được thiết kế để lưu trữ các dữ
liệu cố đònh. Trong lúc hoạt động bình thường, dữ liệu mới không thể được ghi vào
ROM mà dữ liệu chỉ có thể được đọc từ ROM. Khi ROM được lập trình thì khi
ngừng cấp nguồn các dữ liệu bên trong ROM không bò mất.
ROM có ba bus: bus dữ liệu, bus đòa chỉ và bus điều khiển.
Với bộ nhớ như trên bus đòa chỉ có 4 đường, bus dữ liệu có 8 đường tức là từ
dữ liệu có độ dài 8 bit. Như vậy dung lượng bộ nhớ là 16 bytes.
Các loại bộ nhớ ROM:
- Programable ROM (PROM): chỉ được lập trình một lần, không thể nạp lại
được vì mỗi bit nhớ của nó tương tự như một cầu chì khi đức thì không thể nối lại
được.
- Erasable Programable ROM (EPROM): có thể lập trình lại được, cũng có thể
xóa và lập trình lại nhiều lần. Để xóa dữ liệu trong EPROM cần phải chiếu tia cực
tím trực tiếp vào EPROM. Để lập trình cho EPROM phải dùng mạch nạp EPROM.
Từ những đặc điểm như trên bộ nhớ EPROM phù hợp với máy tính cước này.
Có thể được xóa và lập trình lại nhiều lần để cập nhật lại giá cước điện thoại.
Vì bộ nhớ chương trình khá lớn nên EPROM được chọn sẽ là vi mạch 2764 có
dung lượng nhớ 8 Kbytes.

Sơ đồ chân được kết nối như sau:

+5V

PGM Vpp
Vcc




EPROM
2764
D
0

D
7

A
0

A12

GND

OE

CE

PSEN

ADDRESS

OUTPUT DATA