DIEU KHIEN, GIAM SAT THIET BI TU XA BAN DIEN THOAI DI DONG

Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

CHƯƠNG I: DẪN NHẬP
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
Trong thời đại ngày nay, hệ thống thông tin liên lạc là một trong những vấn đề
quan trọng của loài người. Nhất là những ứng dụng của kỹ thuật thông tin liên lạc vào
lĩnh vực kinh tế, khoa học và đời sống. Chính vì nó mà con người và xã hội loài người
đã phát triển không ngừng. Đặc biệt trong những thập niên gần đây, ngành bưu chính
viễn thông đã phát triển mạnh mẽ tạo ra bước ngoặc quan trọng trong lĩnh vực thông
tin để đáp ứng nhu cầu của con người. Ngoài nhu cầu về thông tin con người còn
muốn những nhu cầu khác như : tự động trả lời điện thoại khi chủ vắng nhà, hộp thư
thoại,…
Đối với hệ thống điều khiển xa bằng tia hồng ngoại thì giới hạn về khoảng cách
là yếu điểm của kỹ thuật này, ngược lại với mạng điện thoại đã được mở rộng với quy
mô toàn thế giới thì giới hạn xa không phụ thuộc vào khoảng cách đã mở ra một lối
thoát mới trong lĩnh vực tự động điều khiển.
Hiện nay, do nhu cầu trao đổi thông tin của người dân ngày càng tăng đồng thời
việc gắn các thiết bị điện thoại ngày càng được phổ biến rộng rãi, do đó việc sử dụng
mạng điện thoại để truyền tín hiệu điều khiển 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 bị điện
gia dụng vừa tiết kiệm được chi phí sử dụng và đảm bảo an toàn cho tính mạng và tài
sản của mỗi người dân do cháy nổ hoặc do chạm chập điện gia dụng gây ra.
Ngoài ra,ứng dụng của hệ thống điều khiển từ xa bằng điện thoại, giúp ta điều
khiển các thiết bị điện ở những môi trường nguy hiểm mà con người không thể làm
việc được hoặc những dây chuyền sản xuất để thay thế con người. Xuất phát từ những
ý tưởng và tình hình thực tế như ở trên, nên em chọn đề tài: “Điều khiển thiết bị qua
điện thoại di động” cho luận văn tốt nghiệp.
Mạch điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua mạng điện thoại, giúp ta điều
khiển các thiết bị điện gia dụng khi không có ai ở nhà khi ta ở cách xa nhà(hay ở nhà)

hoặc ở những môi trường nguy hiểm mà con người không thể làm việc được hoặc một
dây chuyền sản xuất để thay thế con người. Chẳng hạn muốn điều khiển các thiết bị
điện trong nhà khi vắng người, ta quay số điện thoại về nhà và gởi mã lệnh đóng hay
ngắt thiết bị thì mạch sẽ thực hiện. Khi mạch thực hiện xong lệnh của ta thì mạch sẽ
gọi tín hiệu phản hồi cho ta biết mạch đã thực hiện xong lệnh hay chưa.
1.2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU:
Các thiết bị điện được nối song song với hệ thống điều khiển từ xa bằng đường
điện thoại. Muốn điều khiển thiết bị điện ta quay số điện thoại về máy điện thoại có
các thiết bị cần điều khiển. Chỉnh chế độ tự trả lời.
Sau khi có tín hiệu thông thoại người điều khiển bắt đầu nhấn mã passwords để
xâm nhập vào hệ thống điều khiển. mã passwords trong hệ thống được quy định 3 số
777. Nếu người điều khiển bấm sai mã passwords thì sẽ không xâm nhập được vào hệ
thống điều khiển và hệ thống sẽ bo với người điều khiển l “sai passwords”. Nếu mã
passwords được nhấn đúng 3 số 777 thì cho phép người điều khiển xâm nhập vào hệ
thống điều khiển.

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 1


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

Sau đó, người điều khiển muốn mở hay tắt thiết bị nào phụ thuộc vào mã lệnh
người điều khiển muốn điều khiển mở hay tắt.
Trong hệ thống này các số được qui định cho các thiết bị như sau:
Số 1 tương ứng cho thiết bị 1
Số 2 tương ứng cho thết bị 2

Số 3 tương ứng cho thiết bị 3
Ví dụ : Muốn mở thiết bị 1 thì người điều khiển phải bấm mã 1 tức là mã mở thiết bị 1.
Sau khi nhấn đúng mã 1, thiết bị 1 sẽ được mở và vi điều khiển sẽ cho truy xuất câu
nói báo trạng thái thiết bị 1 vừa mới điều khiển với nội dung “Thiết bị đ mở “. Nếu
muốn tắt thì nhấn tiếp m 1 thì thiết bị 1 tắt v vi điều khiển sẽ cho truy xuất câu nói
“Thiết bị đ tắt”. Tương tự như vậy cho thiết bị 2 và 3 với m tương ứng 2 v 3.
1.3. BỐ CỤC ĐỀ TÀI:
1.3.1. Chương I: Dẫn Nhập
 Giới thiệu về đề tài và mục đích nghiên cứu đề tài.
 Đồng thời nói sơ lược qua nội dung đề tài.
1.3.2. Chương II: Cơ Sở Lý Thuyết
 Giới thiệu về mạng điện thoại.
Cấu trúc của mạng điện thoại và các đặc tính truyền của mạng điện
thoại.
 Giới thiệu về tổng đài và điện thoại.
Định nghĩa và chức năng về tổng đài, phân loại và các loại tổng đài
việt nam đang sử dụng.
Giới thiệu về máy điện thoại cùng các thông số của máy điện thoại
 Giới thiệu về vi điều khiển PIC 16F877a.
 Giới thiệu ngôn ngữ CCS sử dụng trong lập trình.
1.3.3. Chương III: Các IC Sử Dụng Trong Mạch
 IC nhận DTMF MT8770
 IC thu phát tiếng nói ISD 1420
1.3.4. Chương IV: Tính Toán Và Thi Công Mạch
 Sơ đồ khối và nhiệm vụ của từng khối
 Nguyên lý hoạt động của các khối.
Khối nhận và giải mã DTMF
Khối thu phát tiếng nói
Khối điều khiển thiết bị
Khối nguồn

Khối điều khiển trung tâm
 Lưu đồ giải thuật
Chương trình chính
Chương trình con
 Kết quả thi công mạch
 Chương trình
1.3.5. Chương V: Giới Thiệu Những ứng Dụng Của Đề Tài Ngoài Thực Tế
1.3.6. Chương VI: Kết Luận Và Hướng Phát Triển Của Đề Tài
 Kết luận
GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 2


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

 Hướng phát triển

CHƯƠNG II:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. CẤU TRÚC VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI:
Các thành phần chính của mạng điện thoại chuyển
mạch công cộng
được phân cấp như hình vẽ:
Trung tâm miền(lớp 1)
Trung tâm vùng (lớp 2)
Trung tâm cấp 1 (lớp 3)
Trung tâm đường dài

Trung tâm chuyển tiếp
nội hạt
Trung tâm đầu cuối
(tổng đài nội hạt)
Các thuê bao
Đường chọn cuối
H1.Cấu trúc
mạng điện thoại
--------------Trung kế có độ sử dụng cao
Mạng điện thoại hiện nay được phân thành 5 cấp tổng đài:
Cấp cao nhất gọi là tổng đài cấp 1.
Cấp thấp nhất g là tổng đài cấp 5 (cấp cuối)
Tổng đài cấp 5 là tổng đài được kết nối với thuê
bao và có thể thiết kế được 10.000 đường dây thuê bao.
Một vùng nếu có 10.000 đường dây thuê bao trở lên
thì các số điện thoại được phân biệt như sau:
 Phân biệt mã vùng.
 Phân biệt đài cuối.
 Phân biệt thuê bao.
Hai đường dây nối thuê bao với tổng đài cuối gọi
là“vùng nội bộ“ trở kháng khoảng 600 Ω.
Tổng đài sẽ được cung cấp cho thuê bao một điện áp
48VDC.
Hai dây dẫn được nối với jack cắm.
 Lõi giữa gọi là Tip (+).
 Lõi bọc gọi là Ring (-).
 Vỏ ngoài gọi là Sleeve.

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 3


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

Khi thuê bao nhấc máy tổ hợp, khi đó các tiếp điểm
sẽ đóng tạo ra dòng chạy trong thuê bao là 20mA DC và áp
rơi trên Tip và Ring còn + 4VDC.
2.2. CÁC ĐẶC TÍNH TRUYỀN CỦA MẠNG ĐIỆN THOẠI:
2.2.1 BĂNG THÔNG VÀ ĐỘ RỘNG BĂNG THÔNG:
Trước khi phân tích yêu cầu tuyến dẫn tiếng nói của
con người, đầu tiên ta phải xác đònh độ rộng của băng
tần liên quan đường thuê bao điện thoại. Ta đã biết tần số
của một tín hiệu tương tự là số các sóng hình Sin hoàn
chỉnh được gởi đi trong mỗi giây và được đo bằng số chu
kỳ trên giây. Băng thông củamột kênh là khoảng tần
số có thể truyền kênh đó. Độ rộng băng tần đơn thuần
là độ rộng băng thông.
Tiếng nói của con người có thể tạo ra những âm
trong băng thông khoảng 50 đến 15.000 Hz (15 kHz) với độ
rộng băng tần 14,95Khz. Tai người có thể nghe được các
âm thanh nằm trong băng thông 20 Hz-20.000Hz (độ rộng
băng tần là 19,98Khz)
Băng thông của đường thuê bao nội hạt khoảng từ
300Hz-3.400Hz. Điều này có thể làm ngạc nhiên nếu coi
rằng tiếng nói của con người tạo nên các âm thanh giữa
50Hz-15.000Hz
Trong thực tế, đường thuê bao không phải để dành

mang chọn tín hiệu tương tự bất kỳ nào mà được tối ưu cho
tiếng nói của con người nằm trong băng thông khoảng
200Hz-350Hz. Đây là khoảng tần số chứa phần lớn công
suất, như vậy băng thông 300Hz-3.400Hz là thích hợp để
truyền tiếng nói của con người có chất lượng.
Lý do chủ yếu để mạng điện thoại sử dụng băng tần
3,1Khz hẹp thích hợp hơn so với toàn bộ băng tần tiếng nói
15Khz là vì băng hẹp cho phép nhiều cuộc đàm thoại được
truyền đi một kênh vật lý duy nhất. Đây là một vấn đề
thực tế quan trọng cho các trung kế nối các tổng đài
chuyển mạch điện thoại. Các bộ lọc và các cuộn dây phụ
tải trong mạng sẽ cắt các tín hiệu tiếng nói dưới 300Hz3.400Hz trên cuộc nối còn khả năng truyền các tần số
cao hơn nhiều.
a.Tiếng dội (echo):
Nghe tiếng dội giọng nói của chính mình trong khi sử
dụng điện thoại sẽ rất khó chòu. Tiếng dội là kết quả
của sự phản xạ tín hiệu xảy ra tại những điểm không phối
hợp trở kháng dọc theo mạng điện thoại. Nói chung, thời
gian trễ của tiếng dội dài hơn và tín hiệu tiếng dội mạnh
hơn sẽ làm nhiễu loạn đến người nói nhiều hơn.
GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 4


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

Sự phối trở kháng trên đường truyền thường xấu

nhất trên các vòng thuê bao và tại nơi giao tiếp với đầu
cuối. Ở đây việc phối hợp trở kháng rất khó điều khiển
vì chiều dài của vòng thuê bao và các thiết bò thuê bao
quá khác nhau.
May thay, tiếng dội nghe được bởi người nói đã bò suy
giảm hai lần: từ người nói đến điểm phản xạ và ngược
lại. Để thời gian trễ ngắn người ta thêm vào các bộ suy
hao để làm giảm mức tiếng dội.
Trên các đường truyền dài người ta phải sử dụng các
bộ triệt tiếng dội đặc biệt. Tín hiệu thoại từ ngưới nói
được bộ suy hao nhận biết và làm suy giảm 60 dB trên
đường về. Bộ triệt tiếng dội sẽ bò vô hiệu hóa (khử
hoạt) vài phần ngàn giây sau khi người nói đã ngưng nói.
Bộ triệt tiếng dội cùng có thể bò khoá nếu người nói
và ngưới nghe ở xa nhau.
Các bộ triệt tiếng dội được vô hiệu hoá trong khi
truyền dữ liệu các cuộc gọi. Sự ngắt vài ms trong khi bộ
triệt của hướng này tắt và hướng kia mở sẽ làm hư hại
dữ liệu (vì dữ liệu là các tín hiệu xung nên sự đóng mở
của các bộ triệt sẽ ảnh hưởng đến các xung tín hiệu
này). Ở mỗi máy thu, các modem làm suy giảm tiếng dội
bằng bộ ngõ lọc vào. Điều này có thể thực hiện được
bởi vì sóng mang của các kênh phát và thu của mỗi
modem khác nhau.
Đặc tính của bộ loại được dùng trong mạng là cho
phép các bộ phận triệt tiếng dội được vô hiệu hóa một
cách tự động. Bộ loại được kích khởi khi một trong hai bên
phát ra một tone 2025 Hz hoặc 2100 Hz. Tone này phải được
kéo dài ít nhất 300 ms và mức công suất là –5 dBm.
Khoảng thời gian không có tín hiệu là 100 ms hoặc nhiều

hơn sẽ làm cho bộ triệt tiếng dội được chuyển mạch trở
lại. Nhiệm vụ điều khiển bộ triệt tiếng dội được thực hiện
bởi modem của người sử dụng (DCE) và phải được đặt
giữa đường tín hiệu RTS (request to send) được yêu cầu bởi
triết bò dầu cuối (DTE) và đường tín hiệu CTS (clear to send)
được chấp nhận từ modem.
b. Các Cuộn Phụ Tải:
Đối với một đường truyền hai dây, hệ số suy hao α
được tính bằng phương trình gần đúng. Khi phân tích chi tiết
ta thấy rằng, sự suy hao của một đường dây có thể giảm
nếu điện cảm L của nó được gia tăng, do đó tạo ra một
hằng số nữa trong dải tần số tiếng nói.Thực chất L phải
đượcgia tăng nhiều hơn điện cảm của một đường dây bất
kỳ. Để giảm sự suy hao của một đường dây, người ta đặt
GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 5


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

nối tiếp với đường dây các điện cảm rời rạc hoặc “tập
trung”, gọi là các cuộn phụ tải. Các cuộn dây được đặt ở
những diểm cách đều nhau để đat được hiệu quả mong
muốn. Một dạng sắp xếp điển hình là sử dụng các cuộn
cảm 88mH đạt cách nhau 1,8 km.
Khi sử dụng cuộn phụ tải, sự suy hao của đường dây
được giảm và duy trì tần số tương đối lên tới tần số cắt

tới hạn, trên tần số cắt này là sự suy hao sẽ gia tăng.

6
5
4
3
2
1
0

88 mH 1,8 km loading
unloaded

1

2

3

4

5

HÌNH 2: Cuộn phụ tải và ảnh hưởng đối với sự suy hao
vòng thuê bao.
Vận tốc truyền của một đường dây có phụ tải cũng
tạo ra một hằng số nữa, và nhỏ hơn đường dây không
có phụ tải. Việc làm cho Vp là hằng số sẽ làm cho giảm
được méo pha, tuy nhiên thời gian trễ tuyệt đối lại tăng
lên và làm xấu đi vấn đề tiếng dội.

Các cuộn dây phụ tải phải được di chuyển theo các
vòng thuê bao để các tần số trên giá trò tần số cắt
được bỏ đi, trường hợp này dùng cho các đường dây
truyền dữ liệu tốc độ cao.
2.2.2. SUY HAO TÍN HIỆU, CÁC MỨC CÔNG SUẤT VÀ
NHIỄU:
Trên mạng điện thoại có n chuyển mạch, sự mất mát
công suất tín hiệu giữa các thuê bao biến động mạnh
trong khoảng từ 10 dB tới 25 dB. Sự biến động theo thời gian
giữa hai thuê bao bất kỳ nhỏ hơn ± 6 dB.
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu S/N cũng quan trọng như độ
lớn của tín hiệu thu được. Để tín hiệu thu được có thể tin
cậy được, tỷ số S/N phải ít nhất là 30:1 (29,5 dB).

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 6


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

Hầu hết nhiễu được tạo ra trên mạng điện thoại có
thể chia làm 3 loại:
2.2.3. NHIỄU NHIỆT VÀ TẠP ÂM: (do sự phát xạ của
linh kiện trong bộ khuếch đại)
Là tiếng ồn ngẫu nhiên dải rộng, được tạo ra do sự
chuyển động và dao động của các hạt mang điện tích trong
các thành phần khác nhau của mạng.

2.2.4. NHIỄU ĐIỀU CHẾ NỘI VÀ XUYÊN ÂM:
Là kết quả của sự giao thoa tín hiệu mong muốn với
các tín hiệu khác trên mạng. Các tín hiệu giao thoa này ở
trên một đôi cáp đạt kề cận với đôi cáp đang sử dụng
cho tín hiệu mong muốn, hoặc các tín hiệu được điều chế
trên các tần số sóng mang kề cận trên hệ thống FDM.
2.2.5. NHIỄU XUNG:
Bao gồm các xung điện áp hoặc các xung nhất thời,
được tạo ra chủ yếu bởi sự chuyển mạch cơ học trong tổng
đài, sự tăng vọt của điện áp nguồn hoặc tia chớp…
Việc giảm tối thiểu ảnh hưởng của tiếng ồn trên tín
hiệu thu là điều có thể thực hiện được bằng cách sử
dụng việc truyền các mức công suất cao có thể có. Tuy
nhiên các mức tín hiệu cao trên mạng sẽ làm tăng sự
điều chế nội và xuyên âm.
Cần có sự thỏa hiệp trong sự thiết lập mức truyền,
mức công suất lớn nhất cho phép, được điều khiển chính
xác bởi cấp mạng có thẩm quyền.
Các quy đònh đã công bố về mức vông suất lớn
nhất cho phép phụ thuộc vào loại tín hiệu đang gởi (ví dụ
phụ thuộc vào chu kỳ và tần số làm việc). Thường các
mức công suất truyền phải nhỏ hơn 0 dBm (1mW).
Mức công suất nhiễu ngẫu nhiên đo được ở các thiết
bò đầu cuối của thuê bao tiêu biểu trong khoảng –40 dBm.
Nhiễu xung là thảm họa lớn nhất trong việc truyền
dữ liệu và khả năng dự đoán sự xuất hiện của nhiễu là
nhỏ nhất. Khi xuất hiện nhiễu xung, kết quả là một lỗi
xung xảy ra và một số bit bò mất. Do đó cần có các mạch
phát hiện lỗi như kiểm tra parity.
Nhiều protocol yêu cầu phải có bộ sửa sai dể báo

cho bên phát biết rằng thu không có lỗi (error free) cho
từng khối dữ liệu trước khi gởi khối kế tiếp.
2.3. SƠ LƯC VỀ TỔNG ĐÀI VÀ MÁY ĐIỆN THOẠI:
2.3.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ TỔNG ĐÀI :
a. Đònh Nghóa Về Tổng Đài :
Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch có hệ
thống kết nối các cuộc liên lạc giữa các thuê bao với

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 7


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

nhau, với số lượng thuê bao lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào
từng loại tổng đài, từng khu vực.
b. Chức Năng Của Tổng Đài :
Mặc dù các hệ thống tổng đài được nâng cấp rất
nhiều từ khi nó được phát minh ra, các chức năng cơ bản
của nó như: xác đònh các cuộc gọi của thuê bao, kết nối
thuê bao gọi với thuê bao bò gọi và sau đó tiến hành phục
hồi trạng thái bang đầu khi cuộc gọi đã hoàn tất. Hệ
thống tổng đài bằng nhân công tiến hành qúa trình này
bằng tay, trong khi hệ thống tổng đài tự động thực hiện
các qúa trình này bằng điện tử. Cụ thể các cuộc gọi
được phát ra và hoàn thành thông qua tổng đài gồm các
bước sau:

• Nhận dạng thuê bao gọi: Tổng đài nhận dạng thuê
bao gọi khi thuê bao nhất ống nghe và sau đó thuê bao 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
đến tổng đài. Tổng đài tiếp nhận số thuê bao này.
• Kết nối cuộc gọi: Khi thuê boao bò gọi đã được xác
đònh, tổng đài sẽ chọn một bộ phận các đường trung kế
đến tổng đái thuê bao bò gọi và sau đó chọn một đường
rổi trong số đó để kết nối. Khi thuê bao bò gọi nằm trong
tổng đài nội hạt thì cuộc gọi nội hạt được sử dụng.
• Chuyểng thông tin điều khiển: Khi được nối với tổng
đài của thuê bao bò gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai
tổng đài trao đổi với nhau các thông tin can thiết như số
thuê bao bò gọi.
• Kết nối trung chuyển: Trong trường hợp tổng đài
được kết nối đến tổng đài trung chuyển, hai bước trên
được lặp lại để nối với trạm cuối và sau đó thông tin được
truyền đi.
• Kết nối trạm cuối: Bộ điều khiển trạng thái máy
bận của thuê bao bò gọi được hoạt động (nếu máy bận)
hay kết nối bằng một đường trung kế rổi (nếu máy không
bận).
• 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 có trả lời tín hiệu chuông bò ngắt và
thuê bao gọi được chuyển thành trạng thái bận.
• Tính cước: Tổng đài chủ gọi tính toán giá trò cước
theo khoảng cách và theo thời gian.

• Truyền tín hiệu báo bận: Khi tất cả các đường trung
kế đều đã bò chiếm theo các bước trên dây hoặc thuê

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 8


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

bao bò gọi bận thì tín hiệu báo bận được truyền đến thuê
bao chủ gọi.
• Hồi phục hệ thống: Trạng thái này được xác đònh khi
cuộc gọi được kết thúc. Sau đó tất cả các đường nối đều
được giải phóng. Như vậy các bước cơ bản của hệ thống
tổng đài để xử lý các cuộc gọi đã được trình bày. Trong
hệ thống tổng đài điện tử nhiều dòch vụ mới được thêm
vào cùng với các chức năng trên.
Tổng đài điện thoại có khả năng :
 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.
Xử lí thông tin từ thuê bao chủ gọi để điều khiển kết
nối theo yêu cầu.
 Báo cho thuê bao bò gọi biết có người cần muốn
liên lạc.
 Giám sát thời gian và tình trạng thuê bao để ghi

cước và giải tỏa.
Giao tiếp được với những tổng đài khác để phối
hợp điều khiển.
2.3.2. PHÂN LOẠI TỔNG ĐÀI:
a. Tổng đài công nhân :
Việc kết nối thông thoại, chuyển mạch dựa vào con
người.
b. 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.
c. 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.
2.3.3. CÁC LOẠI TỔNG ĐÀI:
Hiện nay trên mạng viễn thông Việt Nam có năm loại tổng
đài.
• Tổng đài cơ quan PABX ( Private Auto matic Branch
Exchange).
Được sử

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 9

Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

dụng trong các cơ quan, khách sạn. Thường sử dụng trung kế
CO – Line (Centrol office )
• Tổng đài nông thôn ( Rural Exchange ). Được sử dụng
ở các xã, khu đông dân cư, có thể sử dụng tất cả các
loại trung kế.
• Tổng đài đường dài TE ( Toll Exchange ). Dùng đề kết
nối các tổng đài nội hạt ở các tỉnhvới nhau, chuyển
mạch các cuộc gọi đường dài trong nước.
• Tổng đài nội hạt LE ( Local Exchange ). Được đặt ở
trung tâm huyện, tỉnh. Sử dụng tất cả các loại trung kế.
• Tổng đài cửa ngỏ quốc tế Gateway Exchange ). Tổng
đài này dùng để chọn hướng và chuyển mạch các cuộc
vào mạng quốc tế để nối các quốc gia với nhau. Có thể
chuyển tải quá gian. Mạng điện thoại ở Bắc Mỹ sử dụng
năm mức ( hoặc cấp ). Tổng đài chính hay các đài chuyển
mạch ( Switching center ). Mức cao nhất là cấp một, là trung
tâm miền, đài cấp năm có mức thấp nhất là đài cuối
kết nối với thuê bao.
2.3.4. CÁC TÍN HIỆU ÂM :
a. Tín hiệu mời quay số (Dial tone) : 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 425 ± 25 Hz liên tục.

b. Tín hiệu báo bận (Busy tone) : Tín hiệu này báo
cho người sử dụng biết thuê bao bò gọi đang trong tình trạng
bận hoặc trong trường hợp thuê bao nhấc máy quá lâu
mà không quay số thì tổng đài gởi âm hiệu báo bận
này. Tín hiệu báo bận là tín hiệu hình sin có tần số 425 ±
25 Hz, ngắt quãng 0.5 giây có và 0.5 giây không.

Tín hiệu Busy tone

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 10


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

c. Tín hiệu chuông (Ring back tone) : Tín hiệu chuông
do tổng đài cung cấp cho thuê bao bò gọi, là tín hiệu hình sin
có tần số 25 Hz và điện áp 90V hiệu dụng ngắt quãng
tuỳ thuộc vào tổng đài, thường 2 giây có và 4 giây
không

d. Tín hiệu hồi chuông (Ring tone) : Tín hiệu hồi
chuông do tổng đài cấp cho thuê bao bò gọi, là tín hiệu hình
sin có tần số 425 ± 25 Hz là hai tín hiệu ngắt quãng 2s có
4s không tương ứng với nhòp chuông.

Tín hiệu chuông

2.3.5. PHƯƠNG THỨC CHUYỂN MẠCH CỦA TỔNG
ĐÀI ĐIỆN TỬ:
Tổng đài điện tử có những phương thức chuyển mạch
sau :
Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch
không gian (SDM : Space Devision Multiplexer)
Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch thời
gian (TDM : Timing Devision Multiplexer) : có hai loại. Phương thức
ghép kênh tương tự theo thời gian (Analog TDM) gồm có :
+ Ghép kênh bằng phương thức truyền đạt cộng
hưởng.
+ Ghép kênh PAM (PAM : Pulse Amplitude Modulation).
Trong kỹ thuật ghép kênh PCM người ta lại chia 2 loại :
điều chế Delta và điều chế PCM.
Ngoài ra, đối với tổng đài có dung lượng lớn và rất
lớn (dung lượng lên đến cỡ vài chục ngàn số) người ta

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 11


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

phối hợp cả hai phương thức chuyển mạch SDM và TDM
thành T – S – T, T – S, S – T – S ….
Ưu điểm của phương thức kết hợp này là tận dụng
tối đa số link trống và giảm bớt số link trông không cần

thiết, làm cho kết cấu của toàn tổng đài trở nên đơn
giản hơn. bởi vì, phương thức ghép kênh TDM luôn luôn tạo
ra khả năng toàn thông, mà thông thường đối với tổng
đài có dung lượng lớn, việc dư link là không cần thiết.
Người ta đã tính ra thông thường chỉ có tối đa 10% các
thuê bao có yêu cầu cùng 1 lúc, nên số link trống chỉ
cần đạt 10% tổng số thuê bao là đủ.
Tổng đài điện tử dùng phương thức ghép kênh theo
tần số (FDM : Frequence Devision Multiplexer)
2.4. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI:
2.4.1. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY ĐIỆN
THOẠI:
Tổng đài được nối với các thuê bao qua 2 đườc truyền
TIP và RING. Thông qua 2 đường dây này thông tin từ tổng
đài qua các thuê bao được cấp bằng nguồn dòng từ 25 mA
đến 40 mA (trung bình chọn 35 mA) đến cho máy điện thoại.
 Tổng trở DC khi gác máy lớn hơn từ 20 KΩ
 Tổng trở AC khi gác máy từ 4KΩ đến 10KΩ
 Tổng trở DC khi nhấc máy nhỏ hơn 1KΩ (từ 0,2KΩ ÷
0,6KΩ).
Các thông số và giới hạn máy điện thoại:
Thông số
Dòng làm việc
Nguồn tổng đài
Điện trở vòng
Suy hao
Méo dạng
Dòng chuông
Tai nghe

Các giá trò
mẫu
20 – 80 mA
-48 -> -60 V
0 – 1300 Ω
8 dB
Tổng cộng 50 Db
90 Vmrs/20 Hz
70 – 90 Db

Giá trò sử dụng
20 – 120 mA
-47 -> -150 V
0 – 1600 Ω
17 Db
75 – 90 Vmrs/16-25Hz
< 15dB

2.4.2. CÁC HOẠT ĐỘNG TRÊN MẠNG CỦA MÁY
ĐIỆN THOẠI:
Tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy của thuê
bao hay gác máy bằng cách sử dụng nguồn một chiều
48VDC.
Khi gác máy tổng trở DC bằng 20KΩ rất lớn xem như
hở mạch.
Khi nhấc máy tổng trở DC giảm xuống nhỏ hơn 1KΩ
và hai tổng đài onhận biết trạng thái này thông qua dòng

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 12


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

DC xuất hiện trên đường dây. Sau đó, tổng đài cấp tín
hiệu mời gọi lên đường dây đến thuê bao.
 Quay số :
Người gọi thông báo số mình muốn gọi cho tổng đài
biết bằng cách gởi số máy điện thoại của mình muốn gọi
đến cho tổng đài. Có hai cách gởi số đến tổng đài :
Phương thức quay số tone DTMF và PULSE: Khi có một
phím được ấn thì trên đường dây sẽ xuất hiện 2 tấn số
khác nhau thuộc nhóm fthấp và fcao. Phương pháp tần
ghép này chống nhiễu tốt hơn, ngoài ra dùng dạng tone
DTMF sẽ tăng được tốc độ quay nhanh gấp 10 lần so với
việc thực hiện quay số PULSE. Mặt khác phương pháp sẽ
sử dụng được một số dòch vụ cộng thêm tổng đài.
 Phương pháp quay số pulse: tín hiệu quay số là
chuỗi xung vuông, tần số chuỗi dự án = 10Hz,số điện
thoại bằng số xung ra, riêng số 0 sẽ là 10 xung, biên độ ở
mức cao là 48v, ở mức thấp là 10v.

 Quay số bằng Tone (Tone – Dialing) : Máy điện thoại
phát ra cùng lúc hai tín hiệu với tần số dao động khác
nhau tương ứng với số muốn quay (DTMF : Dual Tone Multi
Frequence) theo bảng sau :
BẢNG PHÂN LOẠI TẦN SỐ TÍN HIỆU TONE

Phím
Tần số
Tần số cao
thấp (Hz)
(Hz)
1
697
1209
2
697
1336
3
697
1447
4
770
1209
5
770
1336
6
770
1447
7
852
1209
8
852
1336

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 13


Đồ án tốt nghiệp

9
*
0
#

Điều khiển TB qua ĐTDT

852
941
941
941

1447
1209
1336
1447

Kết nối thuê bao :
Tổng đài nhận được các số liệu sẽ xem xét :
Nếu các đường dây nối thông thoại đều bò bận thì
tổng đài sẽ cấp tín hiệu báo bận.
Nếu đường dây nối thông thoại không bận thì tổng
đài sẽ cấp cho người bò gọi tín hiệu chuông và người gọi

tín hiệu hồi chuông. Khi người được gọi nhấc máy, tổng
đài nhận biết trạng thái này, thì tổng đài ngưng cấp tín
hiệu chuông để không làm hư mạch thoại và thực hiện
việc thông thoại. tín hiệu trên đường dây đến máy điện
thoại tương ứng với tín hiệu thoại cộng với giá trò khoảng
300 mV đỉnh – đỉnh. Tín hiệu ra khỏi máy điện thoại chòu sự
suy hao trên đường dây với mất mát công suất trong
khoảng 10 dB ÷ 25 dB. Giả sử suy hao là 20 dB, suy ra tín hiệu
ra khỏi máy điện thoại có giá trò khoảng 3V đỉnh – đỉnh.
 Ngưng thoại :
Khi một trong 2 thuê bao gác máy, thì tổng đài nhận
biết trạng thái này, cắt thông thoại cho cả 2 máy đồng
thời cấp tín hiệu báo bận cho máy còn lại
 Tín hiệu thoại:
Tín hiệu thoại trên đường dây là tín hiệu điện mang
các thông tin có nguồn gốc từ âm thanh trong quá trình
trao đổi giữa 2 thuê bao. Trong đó, âm thanh được tạo ra bởi
các dao động cơ học, nó truyền trong môi trường dẫn âm.
Khi truyền đi trong mạng điện thoại là tín hiệu thường
bò méo dạng do những lý do : nhiễu, suy hao tín hiệu trên
đường dây do bức xạ sóng trên đường dây với các tần
số khác nhau. Để đảm bảo tín hiệu điện thoại nghe rõ và
trung thực, ngày nay trên mạng điện thoại người ta sử dụng
tín hiệu thoại có tần số từ 300 Hz ÷ 3400 Hz.
2.4.3. PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG GIỮA TỔNG ĐÀI
VÀ MÁY ĐIỆN THOẠI:
Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua
sự thay đổi tổng trở mạch vòng của đường dây thuê bao.
Bình thường khi thuê bao ở vò trí gác máy điện trở mạch
vòng là rất lớn. Khi thuê bao nhấc máy, điện trở mạch

vòng thuê bao giảm xuống còn khoảng từ 150Ω đến
1500Ω. Tổng đài có thể nhận biết sự thay đổi tổng trở
mạch vòng này (tức là thay đổi trạng thái của thuê bao)
thông qua các bộ cảm biến trạng thái. Tổng đài cấp âm
GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 14


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

hiệu mời quay số (Dial Tone) cho thuê bao. Dial Tone là tín
hiệu mời quay số hình sin có tần số 425 ± 25 Hz. Khi thuê
bao nhận biết được tín hiệu Dial Tone, người gọi sẽ hiểu là
được phép quay số. Người gọi bắt đầu tiến hành gửi các
xung quay số thông qua việc quay số hoặc nhấn phím chọn
số. Tổng đài nhận biết được các số được quay nhờ vào
các chuỗi xung quay số phát ra từ thuê bao gọi. Thực chất
các xung quay số là các trạng thái nhấc máy hoặc gác
máy của thuê bao. Nếu các đường kết nối thông thoại bò
bận hoặc thuê bao được gọi bò bận thì tổng đài sẽ phát
tín hiệu báo bận cho thuê bao. m hiệu này có tần số f =
425 ± 25 Hz ngắt nhòp 0,5s có 0,5 s không. Tổng đài nhận
biết các số thuê bao gọi đến và nhận xét :
Nếu số đầu nằm trong tập thuê bao thì tổng đài sẽ
phục vụ như cuộc gọi nội đài. Nếu số đầu là số qui ước
gọi ra thì tổng đài phục vụ như một cuộc gọi liên đài qua
trung kế và gửi toàn bộ phần đònh vò số quay sang tổng

đài đối phương để giải mã.
Nếu số đầu là mã gọi các chức năng đặc biệt,
tổng đài sẽ thực hiện các chức năng đó thuê yêu cầu
của thuê bao. Thông thường, đối với loại tổng đài nội bộ
có dung lượng nhỏ từ vài chục đến vài trăm số, có thêm
nhiều chức năng đặc biệt làm cho chương trình phục vụ
thuê bao thêm phong phú, tiện lợi, đa dạng, hiệu quả cho
người sử dụng làm tăng khả năng khai thác và hiệu suất
sử dụng tổng đài.
Nếu thuê bao được gọi rảnh, tổng đài sẽ cấp tín hiệu
chuông cho thuê bao với điện áp 90Vrms (AC), f = 25 Hz, chu
kì 2s có 4s không. Đồng thời, cấp âm hiệu hồi chuông
(Ring Back Tone) cho thuê bao gọi, âm hiệu này là tín hiệu
sin f = 425 ÷ 25 Hz cùng chu kì nhòp với tín hiệu chuông gởi
cho thuê bao được gọi.
Khi thuê bao được gọi nhấc máy, tổng đài nhận biết
trạng thái máy này tiến hành cắt dòng chuông cho thuê
bao bò gọi kòp thời tránh hư hỏng đáng tiếc cho thuê bao.
Đồng thời, tiến hành cắt âm hiệu Ring Back Tone cho thuê
bao gọi và tiến hành kết nối thông thoại cho 2 thuê bao.
Tổng đài giải tỏa một số thiết bò không cần thiết
để tiếp tục phục vụ cho các cuộc đàm thoại khác.
Khi hai thuê bao đang đàm thoại mà 1 thuê bao gác
máy, tổng đài nhận biết trạng thái gác máy này, cắt
thông thoại cho cả hai bên, cấp tín hiệu bận (Busy Tone) cho
thuê bao còn lại, giải tỏa link để phục vụ cho các đàm
thoạ khác. Khi thuê bao còn lại gác máy, tổng đài xác
nhận trạng thái gác máy, cắt âm hiệu báo bận, kết
thúc chương trình phục vụ thuê bao.
GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 15


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

Tất cả hoạt động nói trên của tổng đài điện tử
đều được thực hiện một cách hoàn toàn tự động. Nhờ
vào các mạch điều khiển bằng điện tử, điện thoại viên
có thể theo dõi trực tiếp toàn bộ hoạt động của tổng đài
ở mọi thời điểm nhờ vào các bộ hiển thò, cảnh báo.
Điện thoại viên có thể trực tiếp điều khiển các hoạt
động của tổng đài qua các thao tác trên bàn phím, hệ
thống công tắc….các hoạt động đó có thể bao gồm :
nghe xen vào các cuộc đàm thoại, cắt cưỡng bức các
cuộc đàm thoại có ý đồ xấu, tổ chức điện thoại hội
nghò…. Tổng đài điện tử cũng có thể được liên kết với
máy điện toán để điều khiển hoạt động hệ thống. Điều
này làm tăng khả năng khai thác, làm tăng dung lượng,
cũng như khả năng hoạt động của tổng đài lên rất
nhiều.

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 16


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

2.5. SƠ LƯỢC VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A:

Vi điều khiển PIC16F877A

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 17


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

2.5.1. CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA VI ĐIỀU KHIỂN:
PIC 16F877A là vi điều khiển thuộc họ PIC 16fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài
14 bit. Mỗi lệnh được thực thi trong một chu kì xung clock. Tốc độ hoạt động tối đa cho phép
là 20MH vớ chu kì lệnh là 200ns.
Bộ nhớ chương trình 8Kx14bit
Bộ nhớ dữ liệu là 368byte RAM
Bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte.
Số Port I/O là 5 với 33 pin I/O.
Bộ nhớ flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần.
Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần.
Dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trử 40 năm.
Nạp chương trình ngay trên mạch nạp ICSP (In Circuit Serial Programming) thông
qua 2 chân.
Chức năng bảo mật chương trình.

Có thể hoạt động ở nhiều ossilokop.
Các đặc tính ngoại vi bao gồm các khối chức năng sau:
Timer 0:bộ đếm 8bit với bộ chia tần 8 bit.
Timer 1:bộ đếm 16bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào
xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ ngủ.
Bộ đếm 8bit với bộ chia tần số, bộ postcaler.
Hai bộ capter/so sánh/điều chế độ rộng xung.
Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP, SPI và I2C.
Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ.
Cổng giao tiếp song song PSP với các chân điều khiển RD, WR, CS ở bên ngoài.

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 18


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

2.5.2. SƠ ĐỒ CHÂN:

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 19


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

2.5.3. CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A:
a. Sơ đồ khối.:

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 20


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

b. Tổ chức bộ nhớ.
Cấu trúc chương trình của pic 16f877a bao gồm bộ nhớ chương trình (program
memory) và bộ nhớ dữ liệu (data memory).
I.3.2.1. Bộ nhớ chương trình.
Bộ nhớ chương trình của PIC 16f877a là bộ nhớ flash, dung lượng bộ nhớ 8K
word và được phân thành nhiều trang (trang 0 đến trang 3). Như vậy bộ nhớ chương
trình có khả năng chứa được 8*1024=8192 lệnh.
Để mã hóa được địa chỉ 8K word bộ nhớ chương trình, bộ đếm chương trình có
dung lượng 13bit (PC<12:0)
Khi vi điều khiển được reset, bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0000h. khi
có ngắt xảy ra bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0004h.

Sơ đồ bộ nhớ chương trình.

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 21

Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

c. Bộ nhớ dữ liệu.
Bộ nhớ dữ liệu là bộ nhớ EEPROM được chia làm 4 bank. Mỗi bank có dung
lượng 128 byte bao gồm các thanh ghi chức năng đặc biệt SFG (special function
register) nằm ở các vùng địa chỉ thấp và các thanh ghi mục đích chung GPR (general
purpose register) nằm ở các vùng địa chỉ còn lại trong bank. Các thanh ghi SFG
thường xuyên được sử dụng được đặt ở tất cả các bank của bộ nhớ dữ liệu.

Sơ đồ bộ nhớ dữ liệu pic 16F877A

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 22


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

2.5.4. CÁC CỔNG XUẤT NHẬP CỦA PIC 16F877A:
Vi điều khiển pic 16f877a có 5 cổng I/O bao gồm các port A, port B, port C, port
D, port E.
a. PORT A:
Port A bao gồm 6 chân I/O, đây là các chân 2 chiều, port A là ngõ ra của bộ
ADC, bộ so sánh, ngõ vào xung clock của timer0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP

(master synchronous serial port).
b. PORT B:
Port B gồm 8 chân I/O. Port B ngoài chức năng xuất nhập còn để nạp chương
trình cho vi điều khiển, liên quan đến ngắt ngoại vi và bộ timer 0, có chức năng điện
trở kéo lên được điều khiển bởi chương trình.
c. PORT C:
Port C gồm 8 chân I/O, chứa chân chức năng của bộ so sánh, timer 1, bộ PWM
và các chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART.
d. PORT D:
Port D gồm 8 chân I/O, ngoài là cổng xuất nhập hai chiều, còn có chức năng là
cổng xuất dữ liệu của chuẩn giao tiếp PSP.
e. PORT E:
Port E gồm 3 chân I/O, các chân này có ngõ vào analog.
2.5.5. ADC:
ADC (Analog to Digital Converter) là bộ chuyển đổi tín hiệu giữa hai dạng tương
tự và số. PIC16F877A có 8 ngõ vào analog (RA4:RA0 và RE2:RE0). Hiệu điện thế
chuẩn VREF có thể được lựa chọn là VDD, VSS hay hiệu điện thể chuẩn được xác lập
trên hai chân RA2 và RA3. Kết quả chuyển đổi từ tín tiệu tương tự sang tín hiệu số là
10 bit số tương ứng và được lưu trong hai thanh ghi ADRESH:ADRESL. Khi không
sử dụng bộ chuyển đổi ADC, các thanh ghi này có thể được sử dụng như các thanh ghi
thông thường khác. Khi quá trình chuyển đổi hoàn tất, kết quả sẽ được lưu vào hai
thanh ghi ADRESH:ADRESL, bit (ADCON0<2>) được xóa về 0 và cờ ngắt ADIF
được set.
Qui trình chuyển đổi từ tương tự sang số bao gồm các bước sau:
1. Thiết lập các thông số cho bộ chuyển đổi ADC:
Chọn ngõ vào analog, chọn điện áp mẫu (dựa trên các thông số của thanh ghi
ADCON1)
Chọn kênh chuyển đổi AD (thanh ghi ADCON0).
Chọn xung clock cho kênh chuyển đổi AD (thanh ghi ADCON0).
Cho phép bộ chuyển đổi AD hoạt động (thanh ghi ADCON0).

2. Thiết lập các cờ ngắt cho bộ AD
GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 23


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

Clear bit ADIF.
Set bit ADIE.
Set bit PEIE.
Set bit GIE.
3. Đợi cho tới khi quá trình lấy mẫu hoàn tất.
4. Bắt đầu quá trình chuyển đổi (set bit ).
5. Đợi cho tới khi quá trình chuyển đổi hoàn tất bằng cách:
Kiểm tra bit . Nếu =0, quá trình chuyển đổi đã hoàn tất.
Kiểm tra cờ ngắt.
6. Đọc kết quả chuyển đổi và xóa cờ ngắt, set bit (nếu cần tiếp tục chuyển đổi).
7. Tiếp tục thực hiện các bước 1 và hai cho quá trình tiếp theo.
2.5.6. GIAO TIẾP NỐI TIẾP:
USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) là một
trong hai chuẩn giao tiếp nối tiếp.USART còn được gọi là giao diện giao tiếp nối tiếp
nối tiếp SCI (Serial Communication Interface). Có thể sử dụng giao diện này cho các
giao tiếp với các thiết bị ngọai vi, với các vi điều khiển khác hay với máy tính. Các
dạng của giao diện USART ngọai vi bao gồm:
• Bất động bộ (Asynchronous).
• Đồng bộ_ Master mode.
• Đồng bộ_ Slave mode.

Hai pin dùng cho giao diện này là RC6/TX/CK và RC7/RX/DT, trong đó
RC6/TX/CK dùng để truyền xung clock (baud rate) và RC7/RX/DT dùng để truyền
data. Trong trường hợp này ta phải set bit TRISC<7:6> và SPEN (RCSTA<7>) c0để
cho phép giao diện USART.
PIC16F877A được tích hợp sẵn bộ tạo tốc độ baud BRG (Baud Rate Genetator) 8
bit dùng cho giao diện USART. BRG thực chất là một bộ đếm có thể được sử dụng cho
cả hai dạng đồng bộ và bất đồng bộ và được điều khiển bởi thanh ghi PSBRG. Ở dạng
bất đồng bộ, BRG còn được điều khiển bởi bit BRGH (TXSTA<2>). Ở dạng đồng bộ
tác động của bit BRGH được bỏ qua. Tốc độ baud do BRG tạo ra được tính theo công
thức sau:
Trong đó X là giá trị của thanh ghi RSBRG (X là số nguyên và 0Các thanh ghi liên quan đến BRG bao gồm:
TXSTA (địa chỉ 98h): chọn chế độ đòng bộ hay bất đồng bộ (bit SYNC) và chọn
mức tốc độ baud (bit BRGH).
RCSTA (địa chỉ 18h): cho phép hoạt động cổng nối tiếp (bit SPEN).
RSBRG (địa chỉ 99h): quyết định tốc độ baud.
GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 24


Đồ án tốt nghiệp

Điều khiển TB qua ĐTDT

2.5.7. TRUYỀN DỮ LIỆU QUA CHUẨN GIAO TIẾP USART BẤT ĐỒNG
BỘ:
Thành phần quan trọng nhất của khối truyền dữ liệu là thanh ghi dịch dữ liệu
TSR (Transmit Shift Register). Thanh ghi TSR sẽ lấy dữ liệu từ thanh ghi đệm dùng
cho quá trình truyền dữ liệu TXREG. Dữ liệu cần truyền phải đựơc đưa trước vào

thanh ghi TXREG. Ngay sau khi bit
Stop của dữ liệu cần truyền trước đó được truyền xong, dữ liệu từ thanh ghi
TXREG sẽ được đưa vào thanh ghi TSR, thanh ghi TXREG bị rỗng, ngắt xảy ra và cờ
hiệu TXIF (PIR1<4>) được set. Ngắt này được điều khiển bởi bit TXIE (PIE1<4>). Cờ
hiệu TXIF vẫn được set bất chấp trạng thái của bit TXIE hay tác động của chương
trình (không thể xóa TXIF bằng chương trình) mà chỉ reset về 0 khi có dữ liệu mới
được đưa vào thanhh ghi TXREG.
Trong khi cờ hiệu TXIF đóng vai trò chỉ thị trạng thái thanh ghi TXREG thì cờ
hiệu TRMT (TXSTA<1>) có nhiệm vụ thể hiện trạng thái thanh ghi TSR. Khi thanh
ghi TSR rỗng, bit TRMT sẽ được set. Bit này chỉ đọc và không có ngắt nào được gắn
với trạng thái của nó. Một điểm cần chú ý nữa là thanh ghi TSR không có trong bô nhớ
dữ liệu và chỉ được điều khiển bởi CPU.
Khối truyền dữ liệu được cho phép hoạt động khi bit TXEN (TXSTA<5>) được
set. Quá trình truyền dữ liệu chỉ thực sự bắt đầu khi đã có dữ liệu trong thanh ghi
TXREG và xung truyền baud được tạo ra. Khi khối truyền dữ liệu được khởi động lần
đầu tiên, thanh ghi TSR rỗng. Tại thời điểm đó, dữ liệu đưa vào thanh ghi TXREG
ngay lập tức được load vào thanh ghi TSR và thanh ghi TXREG bị rỗng. Lúc này ta có
thể hình thành một chuỗi dữ liệu liên tục cho quá trình truyền dữ liệu. Trong quá trình
truyền dữ liệu nếu bit TXEN bị reset về 0, quá trình truyền kết thúc, khối truyền dữ
liệu được reset và pin RC6/TX/CK chuyển đến trạng thái high-impedance.
Trong trường hợp dữ liệu cần truyền là 9 bit, bit TX9 (TXSTA<6>) được set và
bit dữ liệu thứ 9 sẽ được lưu trong bit TX9D (TXSTA<0>). Nên ghi bit dữ liệu thứ 9
vào trước, vì khi ghi 8 bit dữ liệu vào thanh ghi TXREG trước có thể xảy ra trường
hợp nội dung thanh ghi TXREG sẽ được load vào thanh ghi TSG trước, như vậy dữ
liệu truyền đi sẽ bị sai khác so với yêu cầu.
Tóm lại, để truyền dữ liệu theo giao diện USART bất đồng bộ, ta cần thực hiện
tuần tự các bước sau:
1. Tạo xung truyền baud bằng cách đưa các giá trị cần thiết vào thanh ghi
RSBRG và bit điều khiển mức tốc độ baud BRGH.
2. Cho phép cổng giao diện nối tiếp nối tiếp bất đồng bộ bằng cách clear bit

SYNC và set bit PSEN.
3. Set bit TXIE nếu cần sử dụng ngắt truyền.
4. Set bit TX9 nếu định dạng dữ liệu cần truyền là 9 bit.
5. Set bit TXEN để cho phép truyền dữ liệu (lúc này bit TXIF cũng sẽ được set).
6. Nếu định dạng dữ liệu là 9 bit, đưa bit dữ liệu thứ 9 vào bit TX9D.

GVHD: PHÙNG ĐỨC BẢO CHÂU

Trang 25