ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI

ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
PHẦN A
GIỚI THIỆU
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 1
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG CĐ KỸ THUẬT CAO THẮNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Khoa Điện Tử_ Tin Học oOo
____________
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:THÂN NHẬT THANH
NGUYỄN THÀNH QUANG

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử-Viễn Thông
1. Tên đề tài :
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA ĐƯỜNG DÂY THOẠI
2. Nội dung các phần thuyết minh:



5. Giáo viên hướng dẫn: LÊ ĐÌNH KHA
6. Ngày giao nhiệm vụ: ………………………………………………
7. Ngày hoàn thành: ………………………………………………
Giáo viên hướng dẫn
Ký tên Tp.HCM, ngày…. tháng …. năm 2010
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 2
ĐATN

Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
oOo






















Tp. Hồ Chí Minh, ngày… tháng …năm 2010
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 3
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
oOo






















Tp. Hồ Chí Minh, ngày… tháng …năm 2010
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 4
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập tại trường CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO
THẮNG. Tất cả sinh viên chúng em đã được sự hướng dẫn tận tình của quý thầy
cô về những kiến thức chuyên môn cũng như những kiến thức khác cần thiết cho
cuộc sống sau này. Và từ những kiến thức nền tản đó, đã giúp chúng em rất nhiều
để có thể hoàn thành tập đồ án này cũng xem như đây là thử thách cuối cùng để
chúng em hoàn tất khóa học tại trường.
Chúng em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến toàn thể thầy cô của trường. Và
hơn hết là quý thầy cô trong khoa ĐIỆN TỬ- TIN HỌC đã giảng dạy cho chúng
em những kiến thức về chuyên môn và định hướng sự hiểu biết, định hướng về
khả năng chuyên môn để chúng em có thể hoàn thành được tập đồ án này trong
thời gian cho phép.
Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn đến thầy LÊ ĐÌNH KHA – là giáo viên
phụ trách hướng dẫn Đồ án tốt nghiệp này cho nhóm em. Thầy KHA đã tận tình
chỉ bảo, cung cấp tài liệu, thiết bị và tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp em hoàn
thành đồ án. Nhóm em xin chân thành cảm ơn .
TP.HCM,
ngày……tháng năm 2010
Nhóm sinh viên thực hiện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 5
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Phần B
NỘI DUNG CHÍNH
CỦA TẬP TÀI LIỆU
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 6
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
CHƯƠNG I: DẪN NHẬP

I.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:
Trong khoảng mười năm trở lại đây, Việt Nam đã chứng kiến sự bùng nổ
mạnh mẽ của nghành công nghệ thông tin và nghành công nghệ viễn thông. Cùng
với sự phát triển vượt bậc đó, đã tạo ra bước tiến dài trong lĩnh vực thông tin.
Bây giờ, chúng ta có thể trao đổi thông tin với người thân, bạn bè hay đồng
nghiệp…một cách thật dễ dàng dù rằng họ cách chúng ta hàng chục km.
Với xu thế chúng ta sử dụng thông tin ngày càng tăng. Đồng thời, với việc
ứng dụng các thiết bị điện thoại ngày càng phổ biến rộng rãi. Do đó, việc sử dụng
mạng điện thoại để truyền đi các tín hiệu không chỉ thoại mà còn là các tín hiệu
điều khiển là việc làm khả thi nhất. Vì nó tiết kiệm nhiều thời gian, tiết kiệm
được nhiều chi phí vì mang tính tích hợp hơn nữa nó lại đảm bảo tính an toàn cho
thông tin điều khiển và cho thiết bị sử dụng.
Bên cạnh đó, việc ứng dụng của đường truyền điện thoại được thực hiện
trong phạm vi sử dụng rất rộng, dù ở bất kỳ nơi đâu khi có được tín hiệu thoại
thì có thể truyền được tín hiệu điều khiển. Người điều khiển chỉ cần ở một nơi cố
định mà vẫn có thể kiểm soát được các thiết bị ở nhiều nơi khác nhau, thậm chí
cả những nơi có tính chất huy hiểm, độc hại mà con người không thể thâm nhập
vào được. Hay là việc điều khiển một dây chuyền thay thế con người chẳng hạn.
Xuất phát từ những điều thực tiễn nói trên, sự ham thích và nhất quyết của
nhóm cộng với sự đồng ý của quý thầy cô trong khoa ĐIỆN TỬ- TIN HỌC của
trường Cao Đẳng kỹ Thuật Cao Thắng thì nhóm chúng em quyết định đi vào tìm
hiểu và thực hiện đề tài: “ tìm hiểu và thi công mô hình điều khiển thiết bị qua
đường dây điện thoại “.
I.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để có thể điều khiển thiết bị từ xa,
chẳng hạn như: điều khiển bằng tia hồng ngoại hay bằng sóng vô tuyến…Nhưng
các phương thức trên, nhìn chung còn phụ thuộc vào khoảng cách, điều kiện địa
lý và chỉ có tác dụng trong một phạm vi hẹp. Vì vậy, việc điều khiển thiết bị qua
mạng điện thoại là một thực tại khách quan và nó mang tính khả thi nhất. Và
chúng em tin rằng, nó thật sự là một giải pháp cho việc điều khiển tầm xa ở hiện

tại và cả tương lai nữa.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 7
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
I.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Nhóm tiến hành thực hiện đề tài với mục đích là :
• Phá vỡ được những hạn chế về mặt khoảng cách.
• Có thể điều khiển được thiết bị dù ở bất kỳ nơi đâu khi thiết bị đó
được kết nối với mạng điện thoại.
• Có thể biết được trạng thái hoạt động của các thiết bị ở xa thơng
qua sự phản hồi bằng ngơn ngữ.
I.4 GIỚI HẠN
Trên thực tế, thời gian thực hiện đề tài là có giới hạn, cùng với lượng kiến
thức tiếp thu được trong suốt ba năm học, nhóm thực hiện đề tài đã giải quyết
dược các vấn đề sau :
• Tìm hiểu ngun lý làm việc của hệ thống tổng đài, máy điện thoại
để làm dữ liệu cho việc thi cơng hệ thống, ứng dụng đường dây điện
thoại để làm Line truyền tín hiệu điều khiển.
• Sử dụng mã tone DTMF tương thích với mã tone của tổng đài và
để làm các mã trong q trình điều khiển.
• Dùng vi điều khiển pic 16F877A làm bộ phận xử lý trung tâm.
• Hệ thống thực hiện chức năng tắt và mở các thiết bị điện.
• Sử dụng IC chun dụng ISD 1420 cho việc thơng báo trạng thái
hoạt động của các thiết bị.
• Hệ thống điều khiển thực nghiệm được 4 thiết bị.

II. TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG THI CƠNG
II.1. TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Với hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thơng qua mạng điện thoại, giúp ta

điều khiển các thiết bị gia dụng khi khơng có ai ở nhà, khi ta cách xa nhà( hay ở
nhà ) hoặc ở những nơi có tính chất nguy hiểm mà con người khơng thể làm việc
được hoặc một dây chuyền sản xuất thay thế con người. Chằng hạn, khi muốn
điều khiển các thiết bị điện trong gia đình khi vắng người, ta gọi điện thoại về số
máy ở nhà và gởi mã lệnh đóng hay ngắt các thiết bị mong muốn thì mạch sẽ
thực hiện cho. Khi hệ thống thực hiện xong lệnh của chúng ta, thì hệ thống sẽ tự
động gởi lại các tín hiệu phản hồi cho ta biết hệ thống đã thực hiện xong theo
lệnh hay chưa.
Để điều khiển hệ thống, người điều khiển có thể ở bất kỳ một thuê
bao nào quay số tới thuê bao của hệ thống. Thuê bao bị gọi có mạch điều
khiển mắc song song với dây điện thoại (thiết bò muốn điều khiển được mắc
vào mạch điều khiển).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHĨA 2007-2010 8
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Sau khi quay số xong, ta qui đònh nếu sau 4 hồi chuông không có ai
nhấc máy thì mạch này sẽ tự động đóng tải giả để kết nối thuê bao (thông
thoại) với thuê bao gọi. Sau khi kết nối thuê bao, hệ thống này sẽ đợi phím
nhấn trong khoảng 30giây nếu không có phím nhấn thì hệ thống này sẽ tự
động mở tải giả tắt kết nối thuê bao. Sau khi có tín hiệu thông thoại người
điều khiển sẽ nghe được câu thơng báo mở đầu “đây là chương trình điều
khiển, mời bạn nhập password “. Thì người điều khiển bắt đầu nhấn mã
passwords để xâm nhập vào hệ thống điều khiển. Nếu người điều khiển bấm
sai mã passwords thì sẽ không xâm nhập được vào hệ thống điều khiển. Nếu
người điều khiển nhập sai Password thì hệ thống phát ra thông báo “ mật mã
sai”.Nếu mã passwords được nhấn đúng, thì cho phép người điều khiển xâm
nhập vào hệ thống điều khiển và đồng thời phát câu báo hiệu bằng tiếng nói
với nội dung : “Hệ thống sẵn sàng, vui lòng nhập mã thiết bị”. Sau khi phát
xong câu giới thiệu, hệ thống này sẽ chờ lệnh điều khiển trong khoảng 30

giây nếu không có phím nhấn thì hệ thống này sẽ tự động mở tải giả tắt kết
nối thuê bao.
Hơn thế nửa, sau khi nhấn đúng mã passwords, nếu lúc này người
điều khiển muốn kiểm tra tất cả các trạng thái thiết bò trước khi muốn điều
khiển thì sẽ bấm mã số để kiểm tra tất cả các trạng thái thiết bò trong hệ
thống điều khiển “mã 9”. Sau khi nhấn đúng mã số thì người điều khiển sẽ
nghe được tín hiệu phản hồi về với tiếng nói để báo trạng thái tất cả các thiết
bò. Lúc này, người điều khiển biết được tất cả các trạng thái thiết bò. Sau đó,
người điều khiển muốn mở hay tắt thiết bò nào phụ thuộc vào mã lệnh của
người điều khiền. Nếu người điều khiển muốn mở thiết bò thì bấm mã số để
mở thiết bò”mã #”.Còn muốn tắt thiết bò thì bấm mã “*” đề có thể vào chương
trình tắt thiết bị, việc muốn mở hay tắt thiết bị nào là tùy thuộc vào mã lệnh của
từng thiết bị nữa.
Trong hệ thống này các số được qui đònh cho các thiết bò như sau:
� mã “#” vào chương trình mở thiết bị
� mã “*” vào chương trình đóng thiết bị
� mã “9” vào chương trình cảm biến trạng thái thiết bị
� Số 1 tương ứng cho thết bò 1
� Số 2 tương ứng cho thết bò 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHĨA 2007-2010 9
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
� Số 3 tương ứng cho thiết bò 3

� Số 4 tương ứng cho thiết bò 4
Và mã passwords là :2010
Ví dụ: Sau khi người điều khiển nhập đúng mã password, nếu muốn mở thiết bò
1 thì người điều khiển phải bấm mã #1 tức là mã mở thiết bò 1(Mã số “#” õvào
chương trình mở và mã số 1 là thiết bò 1). Sau khi nhấn đúng mã #1,thì thiết bị

1 sẽ được mở. Đồng thời CPU sẽ xuất lệnh điều khiền IC ngữ âm ISD1420 phát
ra câu thơng báo “thiết bị một đã được mở”.
Nếu người điều khiển muốn mở tiếp thiết bò 4 sẽ bấm mã #4, sau khi
bấm đúng mã #4 người điều khiển sẽ nghe được tín hiệu phản hồi về bằng
tiếng nói với nội dung “thiết bị bốn đã được mở”.
Nếu người điều khiển muốn tắt thiết bò thì bấm mã *1 (Mã “*” được
qui đònh là mã tắt thiết bò), còn muốn tắt thiết bò nào thì phụ thuộc vào mã
bấm tiếp theo của mã *. Ví dụ: Muốn tắt thiết bò 1 người điều khiển bấm mã
*1. Sau khi bấm đúng mã *1 thì thiết bò 1 sẽ được tắt và sẽ có tín hiệu phản
hồi về bằng tiếng nói để báo cho người điều khiển biết kết quả điều khiển
bằng tiếng nói với nội dung “Thiết bò 1 đã tắt”. Nếu người điều khiển muốn
tắt thiết bò 3 thì bấm tiếp mã *3 thì lập tức thiết bò 3 được tắt và đồng thời có
tín hiệu phản hồi về báo kết qủa điều khiển với nội dung “Thiết bò 3 đã tắt”.
Người điều khiển còn có thề biết được trạng thái của tất cả thiết bị trong hệ
thống thơng qua việc truy nhập vào chương trình cảm biến trạng thái của thiết bị.
Để truy nhập vào chương trình cảm biến trạng thái, người điếu khiền cầm bấm
mã ”9”, sau đó trạng thái đóng hay mở của từng thiết bị sẽ được thơng báo đúng.
Việc này thực hiện được nhờ IC ISD1420.
 Chú ý rằng: trong thời gian điều khiển, nếu có người nào đó nhấc máy
bên máy bò gọi thì vẫn có thể thông thoại với người điều khiển.Trong
suốt q trình điều khiển, nếu người điều khiển dừng việc điều khiền
trong khoảng thởi gian chừng 30s thì hệ thống sẽ tự động ngưng hoạt
động sau câu thơng báo “ hệ thống đã ngừng hoạt động”.
II.2. LẬP PHƯƠNG ÁN TÌM HIỂU VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHĨA 2007-2010 10
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Nhóm tiến hành tìm hiểu và thực hiện đề tài dựa trên hai phương pháp
sau :

 Tìm hiểu tài liệu : Chủ yếu tìm hiểu lại các tài liệu về kỹ
thuật số, điện tử căn bản, các Data sheet của các IC chuyên
dụng : ISD 1420, MT 8870 Và tài liệu, giáo trình về vi điều
khiển pic 16F877A
 Phương pháp thi công phần cứng :Tiến hành lập trình phần
mềm cho hệ thống, đồng thời thi công phần cứng, kết nối với
đường truyền điện thoại để kiểm tra tính hiệu quả đạt được.
Về phương tiện thì nhóm tiến hành thực hiện đề tài với các phương tiện
chủ yếu sau :
 Máy tính cá nhân.
 Các dụng cụ đo đạc VOM, máy khoan mạch bằng tay
 Các board mạch tự thi công.
II.3. LẬP KẾ HOẠCH CHO VIỆC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Thực sự hiểu được tầm quan trọng của đề tài, nên nhóm đã tiến hành thu
thập thông tin, tài liệu có liên quan từ rất sớm, từ ngày đăng ký chính thức nhận
đồ án. Và công việc được phân công cụ thể như sau :
 Tuần 1 : Lập đề cương tổng quát.
 Tuần 2: Lập đề cương chi tiết và song song tiến hành việc thi
công mạch thưc nghiệm.
 Tuần 3: tiếp tục thi công và kiểm tra.
 Tuần 4:Tổng hợp, đánh máy, chỉnh sửa, và tiến hành in ấn.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 11
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại

CHÖÔNG I I CƠ SỞ LÝ THUYẾT
GIÔÙI THIEÄU CHUNG VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI

I. CẤU TRÚC VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI
Các thành phần của một mạng điện thoại chuyển mạch công cộng thì được
phân cấp và trình bày như sau :
Hình 1. Cấu trúc một mạng điện thoại
Mạng điện thoại hiện nay được phân thành 5 cấp tổng đài :
o Cấp cao nhất gọi là tổng đài cấp 1 hay còn gọi là tổng đài chuyển
tiếp quốc tế ITE Thực hiện chuyển cuộc gọi ra ngoài vùng lãnh
thổ quốc gia.
o Tổng đài chuyển tiếp quốc gia NTE : Là tổng đài cấp dưới của
tổng đài chuyển tiếp quốc tế ITE, là tổng đài có 2 nhiệm vụ là
chuyển tiếp cuộc gọi liên vùng và chuyển tiếp cuộc gọi ra tổng đài
quốc tế.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 12
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
o Tổng đài chuyển tiếp vùng LTE : Tương tự như tổng đài chuyển
tiếp quốc gia, nhưng nó quảng lý thuê bao vùng, tổng đài này có
thể có thuê bao riêng.
o Tổng đài nội hạt LE :Tiếp xúc trực tiếp với thuê bao. Liên lạc giữa
các thuê bao mà nó quản lý. Khi thuê bao muốn gọi ra ngoài, thì
nó thực hiện chuyển yêu cầu đến tổng đài cấp cao hơn. Loại tổng
đài này vừa có thuê bao riêng vừa có đường trung kế.
o Tổng đài cấp 5 PABX :Là loại tổng đài khu vực nghĩa là đối với
thuê bao thì nó là một tổng đài nhưng với tổng đài cấp cao hơn thì
nó như một thuê bao.
Tổng đài cấp 5 ( cấp cuối ) là tổng đài kết nối với thuê bao và có thể thiết
kế được 10.000 đường dây thuê bao. Trong một vùng, nếu có khoảng 10.000
đường dây thuê bao trở lên thì các số điện thoại được phân định như sau :
o Phân biệt mã vùng.

o Phân biệt đài cuối.
o Phân biệt thuê bao.
Hai đường dây nối thuê bao với tổng đài cuối gọi là “ vùng nội bộ “ với
trở kháng khoảng 600Ω. Tổng đài sẽ cấp cho thuê bao một điện áp 48VDC. Hai
dây dẫn được nối với jack cắm.
o Lõi giữa gọi là Típ (+)
o Lõi bọc gọi là ring (- )
o Vỏ ngoải thì gọi là Sleeve
Khi thuê bao nhất máy tổ hợp, khi đó các tiếp điểm sẽ đóng tạo ra dòng
chạy trong thuê bao là độ 20mA DC và áp rơi trên đường Típ và Ring là khoảng
+6 VDC
II.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI BÀN

II.1 ĐỊNH NGHĨA VỀ TỔNG ĐÀI
Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ là kết nối các
cuộc liên lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi ( Calling ) đến thiết bị đầu cuối bị gọi
( Called ).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 13
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Hay nói cách khác : Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch có hệ thống
kết nối các thuê bao lại với nhau, với số lượng thuê bao lớn hay nhỏ là tùy thuộc
vào từng loại tổng đài và nhu cầu của từng khu vực.
II.2 CHỨC NĂNG CỦA TỔNG ĐÀI
Là một tổng đài điện thoại thì phải có các chức năng cơ bản như sau:
 Nhận biết trạng thái thuê bao nào có nhu cầu thực hiện cuộc gọi.
 Thông báo cho thuê bao biết trạng thái tổng đài có sẵn sàng tiếp
nhận các yêu cầu của thuê bao hay chưa.
 Nhận dạng trạng thái thuê bao: xác định được các trạng thái của

thuê bao như trạng thái bận, rổi, trạng thái nhất máy, gát máy,
trạng thái thông thoại…
 Tiếp nhận số được quay.
 Kết nối cuộc gọi : Khi có số quay được ghi lại, thuê bao bị gọi đã
được tìm thấy, tổng đài sẽ chọn một trong các đường trung kế
đến tổng đài thuê bao bị gọi. Hay khi thuê bao bị gọi nằm trong
nội đài thì một cuộc gọi nội hạt được thực hiện.
 Chuyển thông tin điều khiển : Khi được nối tới tổng đài của thuê
bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài sẽ trao đổi
các thông tin cần thiết với nhau để một cuộc gọi có thể được thiết
lập một cách hoàn hảo.
 Kết nối trung chuyển : Trong trường hợp tổng đài được nối tới là
tổng đài trung chuyển, trên dây được nhấc lại để nối với trạm
cuối và sau đó, thông tin như số thuê bao bị gọi được truyền đi.
 Kết nối tại trạm cuối : Khi trạm cuối được đánh gái là một trạm
nội hạt dựa trên số thuê bao bị gọi được truyền đi, bộ điều khiển
trạng thái máy bận của thêu bao bị gọi được tiến hành. Trường
hợp thuê bao bị gọi ở trạng thái không bận thì một đường nối
đuọc nối kết với các đường trung kế được chọn để kết nối cuộc
gọi.
 Truyền đi tín hiệu chuông : Để kết nối cuộc gọi, tín hiệu chuông
được truyền đi và chờ cho đến khi có tín hiệu trả lời từ thuê bao
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 14
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
bị gọi. Khi trả lời thì tín hiệu chuông bị ngắt đi và trạng thái thuê
bao được chuyển thành trạng thái máy bận.
 Tính cước : Tổng đài chủ gọi sẽ xác định câu trả lời của thuê bao
bị gọi và cần thiết bắt đầu tính cước theo khoảng cách gọi và

theo thời gian gọi.
 Truyền tín hiệu báo bận : Khi tất cả các đường trung kế đã bị
chiếm, thì tín hiệu báo bận sẽ được truyền đến cho thuê bao chủ
gọi.
 Hồi phục hệ thống : Trạng thái này được xác định khi cuộc gọi
kết thúc. Sau khi đó, các đường nối giữa hai thêu bao được giải
phóng.
 Giao tiếp được với các tổng đài khác để thuận tiện cho việc điều
khiển kết nối.
II.3. CÁC ÂM HIỆU
Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường được gọi là hai dây
Tip và Ring. Và các điện thoại hiện nay được cấp nguồn bởi hai dây Tip, Ring
này. Điện áp cung cấp thường là 48 VDC.
Ngoài ra, để hoạt động giao tiếp được dể dàng, tổng đài sẽ gởi đi một số tín
hiệu đặc biệt mang tính chất thông báo như : tín hiệu chuông, tín hiệu báo bận
v.v Để tìm hiểu về các tín hiệu điện thoại, nhóm thực hiện đã khảo sát một số tín
hiệu và có kết quả như sau :
Tín Hiệu Chuông ( Ring Signal )

Hình 2.:Dạng sóng của tín hiệu chuông
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 15
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Khi một thuê bao bị gọi thì tổng đài sẽ gởi tín hiệu chuông đến để báo cho thuê
bao đó biết là có người gọi đến. tín hiệu chuông là dạng tín hiệu xoay chiều có
tần số khoảng 25Hz. Biên độ của tín hiệu này cũng thay đổi từ 40VAC đến
130VAC nhưng thường là 90VAC. Tín hiệu chuông được gởi đến theo dạng
xung, ngắt quãng tùy thuộc vào từng loại tổng đài và thường là 2 giây có và 4
giây không.

Tone mời quay số ( Dial Tone )
Đây là dạng tín hiệu liên tục, không phải là tín hiệu dạng xung như các tín hiệu
khác được sử dụng trong hệ thống điện thoại. khi thuê bao nhất máy để xuất phát
cuộc gọi thì sẽ được nghe Tone này, là tín hiệu dạng sóng sin có tần số liên tục
có tần số 350Hz và 440Hz, biên độ 2Vpp.Tín hiệu Dial Tone có dạng như sau:

Hình 3:Dạng sóng tín hiệu mời quay số
Tín hiệu báo bận ( Busy tone )
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 có thể thực hiện ngay
cuộc gọi.
 Tín hiệu báo bận báo cho thuê bao biết đường dây đang
bận không thể thực hiện được cuộc gọi ngay lúc này.
Thêu bao phải chờ nghe được tín hiệu mời gọi. Khi thuê
bao bị gọi đã nhấc máy trước thuê bao gọi cũng nghe
được tín hiệu này.
Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng xung được tổ hợp bởi hai âm có
tần số 480Hz và 620Hz. Tín hiệu có chu kỳ là 1s ( 0.5s có và 0.5s không )
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 16
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Hình 4:Dạng sóng của tín hiệu báo bận
Tín hiệu hồi âm chuông (Ring back tone )
Khi người gọi gọi đến một thuê bao nào đó nhưng không biết là đã gọi được
hay không thì thật là khó chịu. Người gọi sẽ không nghe một âm hiệu nào cho
đến khi khi bao đó chịu trả lời, để giải quyết vấn đề này tổng đài sẽ gởi một tín
hiệu chuông hồi tiếp về cho thuê bao gọi tương ứng với tiếng chuông bên thuê
bao bị gọi. Tín hiều hồi âm chuông này là do tổng đài cấp cho thuê bao bị gọi,

được tổng hợp bởi hai âm có tần số 440Hz và 480Hz. Tín hiệu này cũng có dạng
sóng sin như tín hiệu chuông, biên độ 2Vpp, phát ngắt quãng 2s có và 4s không.

Hình 5 :Dạng sóng của tín hiệu hồi âm chuông

Tín hiệu đảo cực
Tín hiệu dảo cực chính là sự đảo cực tính của nguồn tại tổng đài, khi hai thuê
bao bắt đầu cuộc đàm thoại, một tín hiệu đảo cực sẽ xuất hiện. Khi đó, hệ thống
tính cước của tổng đài sẽ bắt đầu thực hiện việc tính cước đàm thoại cho thuê bao
gọi. Ở các trạm công cộng có trang bị hệ thống tính cước. Khi cơ quan bưu điện
cung cấp một tín hiệu đảo cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước.
Hình 6 : tín hiệu đảo cực
II.4 .Trung Kế
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 17
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Trung kế là đường dây liên lạc giữa hai tổng đài
Hình 7: Đường Trung Kế
Có các loại trung kế sau :
Trung kế CO-Line ( Central Office Line )

Hình 8: Trung kế CO- Line
 Kết nối hai dây cáp.
 Sử dụng đường dây thuê bao cuả tổng đài khác làm trung kế
cho tổng đài mình.
Trung kế tự động hai chiều E và M ( Ear And Mouth
Trunk )
E
M

B Hình 9: trung kế tự động hai chiều E và M
 Kết nối dây trên bốn dây cable.
 Hai dây để thu tín hiệu thoại.
 Một dây để thu tín hiệu trao đổi.
 Một dây để phát tín hiệu trao đổi.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 18
Tổng Đài A
Tổng Đài B
Tổng Đài A Tổng Đài B
Tổng Đài A Tổng đài B
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
II.5 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CHIẾC MÁY ĐIỆN THOẠI
II.5.1 GIỚI THIỆU
Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của hệ thống điện thoại, nó được lắp đặt
tại đơn vị thuê bao để cho hai người từ xa có thể nói chuyện được với nhau. Hiện
nay, máy điện thoại có thể nói là thiết bị phổ biến nhất và cũng có nhiều chủng
loại khác nhau nhưng nhìn chung cũng gồm các bộ phận chính sau :
Phần chuyển đổi mạch điện
Phần này gồm hệ thống lá mía tiếp điểm và các cơ phụ có nhiệm vụ đóng mở
mạch điện khi có yêu cầu.
Phần thu phát tín hiệu gọi
Phần này gồm hai thành phần chính : máy phát điện quay tay và chuông
máy phát có nhiệm phụ phát tín hiệu gọi lên đường dây và chuông có nhiệm vụ
là biến dòng tín hhiệu gọi này thành dòng tín hiệu điện.
Bất kỳ loại máy điện thoại nào thì cũng phải thõa mãn các yêu cầu sau:
 Khi máy điện thoại không làm việc thỉ phải luôn ở trạng thái
sẵn sàng tiếp nhận cuộc gọi.

 Khi thu hay phát đi tín hiệu gọi bộ phận thu phát phải tách
rời đưởng dây điện thoại, lúc đó trên đường dây chỉ còn tín
hiệu gọi.
 Khi thu phát tín hiệu đàm thoại bộ phận thu phát tín hiệu lại
tách ra khỏi đường điện, lúc đó trên đường dây chỉ còn
dòng tín hiệu thoại.
II.5. 2 CHỨC NĂNG CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI
Bất kỳ máy điện thoại nào cũng phải làm được các chức năng sau :
Báo hiệu cho người sử dụng biết hệ thống tổng đài đã sẵn sàng
hay là chưa sẵn sàng để tiếp nhận cuộc gọi. Chức năng này thể
hiện ở chổ phải báo hiệu cho người sử dụng điện thoại bằng âm
hiệu quay số hay âm báo bận.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 19
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Phải gởi được mã số thuê bao bị gọi ra ngoài tổng đài. Điều này
được thực hiện bằng cách quay số hay là nhấn phím.
Báo hiệu bằng tiếng chuông cho người sử dụng biết là có thuê
bao cần liên lạc.
Chuyển đổi tín hiệu tiếng nói thành tín hiệu điện rồi truyền đi
đến đối phương và lại chuyền đổi tín hiệu điện này lại thành tín
hiệu tiếng nói ở đầu nghe của đối phương.
Có khả năng báo cho tổng đài khi thuê bao nhất máy.
Chống tiếng dội lại, tiếng keng, clic khi phát xung số.
Ngoài ra người ta còn chú ý đến tính năng tự động điều chỉnh mức âm thanh
nghe, nói. Tự động điều chỉnh nguồn nuôi, phối hợp trở kháng với đường dây.
Ngoài các chứng năng trên, người ta còn chế tạo ra các máy có chức năng mở
rộng :
Gọi bằng số rút gọn.

Nhớ số thuê bao đặt biệt.
Gọi lại tự động : Khi gọi một thuê bao nào đó mà thuê bao này
đang bận, ta có thể đặt máy trong khi số thuê bao này vừa được
lưu trữ trong bộ nhớ máy điện thoại. Sau đó, ta nhấn một nút
tương ứng, số điện thoại vừa được lưu trữ này sẽ tự động được
phát đi, khi thuê bao rảnh thì máy sẽ tự động reo chuông từ hai
phía.
II.5.3 NGUYÊN LÝ THÔNG TIN THOẠI

Thông tin điện thoại là quá trình truyền đưa tiếng nói từ nơi này đến nơi khác
bằng dòng điện qua máy điện thoại. Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của mạng
thông tin điện thoại.
Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm thanh của tiếng nói
sẽ tác động vào màng rung của ống nói và làm cho ống nói thay đổi, xuất hiện
dòng điện biến đổi tương ứng trong mạch. Dòng điện biến đổi này sẽ được truyền
trên đường dây đến ống nghe của máy đối phương, làm chjo màng rung của ống
nghe sẽ bị dao động, lớp không khí trước màng rung sẽ dao động theo, phát ra
âm thanh đúng tác động lên tai nghe và quá trìnhtruyền đẩn ngược lại cũng tương
tự.
II.5.4 QUAY SỐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 20
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Người gọi thông báo số mà mình muốn gọi cho tổng đài biết bằng cách gởi số
thuê bao mà mình muốn gọi cho tổng đài. Có hai cách để gởi số đến cho tổng đài

Quay số bằng xung ( Pulse-Dialing ) : Được thực hiện bằng cách
thay đổi tổng trở DC của mạch thuê bao tạo nên xung dòng với số
xung tương ứng với số muốn quay.

Các số quay của thuê bao được truyền đến tổng đài bằng cách ngắt
dòng đường dây theo tỷ số thời gian quy định tạo thành chuỗi xung quay
số. Số được quay là số xung truyền đi trên đường dây nên phương pháp
này gọi là phương pháp quay số bằng xung thập phân.
Quay số bằng Tone ( Tone –Daling ) : 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 Multi Frequence ). Khi sử dụng mã
DTMF để quay số, các cặp mã như sau :
Bảng phân loại tần số tín hiệu tone
Phím Tần Số Thấp (Hz
)
Tần Số Cao (Hz
)
1 697 1209
2 697 1336
3 697 1477
4 770 1209
5 770 1336
6 770 1477
7 852 1209
8 852 1336
9 852 1477
0 941 1209
* 941 1336
# 941 1477
Sự quay số bằng phương pháp DTMF có thể nhanh gấp mười lần so với
phương pháp quay số bằng xung thập phân.
II.5.5 KẾT NỐI THUÊ BAO
Khi tổng đài nhận được các số liệu thì sẽ tiến hành xem xét :

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 21
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Nếu các đường dây nối thông thoại đều bận thì tổng đài sẽ cấp tín
hiệu báo bận.
Nếu đường dây nối thông thoại không bị bận ( rỗi ) thì tổng đài sẽ
cấp cho người bị ngọi tín hiệu chuông và người gọi tín hiệu hồi âm
chuông. Khi người bị gọi nhấc máy, tổng đài nhận iết trạng thái nhấc
máy, thì tổng đài lập tức ngắt 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 gtrị khoảng 300
mVpp. Tín hiệu ra ra khỏi máy điện thoại phải chịu sự suy hao tren
đường dây với mất mát công suất trong khoảng 10dB- 25dB. Chẳng
hạn suy hao là 20 dB, suy ra tín hiệu ra khỏi máy điện thoại có giá trị
khoảng 3Vpp.
Ngưng thoại:
Khi một trong hai thuê bao gác máy, thì tổng đài nhận biết trạng
thái này cắt thông thoại cho cả hai máy và đồng thời cấp âm báo bận
cho thuê bao 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 hai thuê bao.
Trong đó, âm thanh được tạo ra bởi các dao động cơ học, nó truyền đi
trong môi trường dẫn âm.
Khi truyền đi trong môi trường mạng điện thoại thường tín hiệu bị
méo dạng là do các lý do : nhiễu, suy hao tín hiệu trên đường dây do ức
xạ sóng trên đường dây với các tần số khá nhau. Để đảm bảo tín hiệu
điện thoại nghe được rõ và trung thực, ngày nay tren mạng điện thoại
người ta sủ dụng tín hiệu thoại có tần số từ 300 Hz-3400Hz.

II.5.6 PHƯƠNG PHÁP HOẠT ĐỘNG GIỮA TỔNG ĐÀI VÀ MÁY
ĐIỆN THOẠI

II.5.6.1 Nguyên tắt hoạt động
Khi thuê bao nhấc máy, làm đóng tiếp điểm chuyển mạch tạo nên
một dòng điện khoảng 20 – 80 mA chạy trong vòng thuê bao. Ở chế độ nhấc
máy, điện thế DC rơi trên đường dây giữa TIP và RING khoảng 6VDC ở thiết bị
đầu cuối thuê bao.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 22
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua trở kháng
mạch vòng của đường dây thuê bao. Bình thường khi thuê bao ở trạng thái gác
máy, điện trở mạch vòng là lớn nhất. khi thuê bao nhất máy, điện trở mạch vòng
thuê bao giảm xuống còn từ 150KΩ đến 1500 KΩ và 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 có chức năng kiểm tra còn có link nào còn rãnh hay không.
Nếu còn, thì tổng đài sẽ cấp âm hiệu mời quay số (Dial Tone ) cho thuê bao. Khi
thuê bao nhận được tín hiệu Dial Tone, người gọi sẽ hiểu là mình được phép
quay số. Người gọi tiến hành gởi các xung quay số thông qua việc quay số hay
hay nhấn nút chọn số dạng Tone. Tổng đài nhận biết được các số mà thêu bao đã
gởi đến cho mình nhờ vào các chuỗi xung hay các số phát ra từ thuê bao gọi.
Nếu các đường kết nối thông thoại đều bị bận hoặc thuê bao bị gọi
bận. Thì tổng đài sẽ phát ra tín hiệu báo bận cho thuê bao dó là tín hiệu Busy
Tone. Tín hiệu này có tần số f = 425Hz ± 25Hz ngắt nhịp 0.5s có và 0.5s không.
Nói về việc nhận biết các số thuê bao được gởi đến của tổng đài. Nếu
các số đầu được gởi đến ( đầu số ) là đầu số thuộc chính tổng đài thì tổng đài sẽ
phục vụ như cuộc gội nội đài.

Nếu đầu số được gởi đến thuộc đầu số của tổng đài khác thì tổng đài
của thuê bao gọi xem đây như một cuộc gọi liên đài và tiến hành định vị tổng đài
của thuê bao bị gọi và sau đó sẽ gởi toàn bộ số quay của thuê bao gọi sang tổng
đài bị gọi để giải mã.
Nếu số đầu là mã gọi có chức năng đặc biệt thì tổng đài sẽ thực hiện các
chức năng đó theo yêu cầu của thuê bao. Thông thường, đối với 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, tiên lợi, đa dạng, mang
lại hiệu quả cao cho người sử dụng, làm tăng khả năng khai thác và hiệu suất sử
dụng của tổng đài.
Nếu thuê bao bị gọi rảnh, thì tổng đài sẽ cấp tín hiệu chuông cho thuê
bao bị gọi. Đồng thời, cấp tín hiệu hồi âm chuông ( Ring Back Tone ) cho thuê
bao gọi
Khi thuê bao bị gọi nhấc máy, tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy
này và lập tức cắt dòng chuông cho thuê bao bị gọi để tránh việc hư hỏng đáng
tiếc cho thuê bao và cũng tiến hành cắt âm hiệu Ring Back Tone cho thuê bao gọi
và tiến hành thông thoại cho 2 thuê bao.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 23
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
Khi 2 thuê bao đang đàm thoại mà một thuê bao gác máy, tổng đài nhận
biết trạng thái gác máy này và tiến hành cắt dòng thông thoại cho 2 thuê bao
đồng thời đổ tín hiệu Busy Tone cho thuê bao còn lại, giải tỏa đường link và đưa
nó về trạng thái rỗi đề chờ phục vụ cho cuộc liên lạc tiếp theo. Khi thuê bao còn
lại nghe được âm báo bận và cũng gác máy, tổng đài xác nhận trạng thái gác máy
này và cắt âm báo bận, kết thúc chương trình phục vụ thuê bao.
Tất cả các thao tác trên của tổng đài điện tử đều được thực hiện hoàn toàn
tự động. Nhờ vào các mạch điều khiển bằng điện tử, điện thoại viên có thể theo
dõi trực tiếp hoạt động của tổng đài ở mọi thời điểm nhờ vào các thiết bị hiển thị,

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 dộng 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 cuộc điện thoại hội nghị…Ngoài ra, tổng đài điện tử còn có thể liên
kết được với hệ thống máy điện toán để điều khiển hoạt động hệ thống. Điều này
làm tăng khả năng khai thác, làm tăng dung lượng, cũng như tăng khả năng hoạt
động của tổng đài lên rất nhiều.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 24
ĐATN
Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại
CHƯƠNG III GIỚI THIỆU VỀ CÁC LINH KIỆN
SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ
III.1 VI ĐIỂU KHIỂN PIC 16F877A
III.1.1 MỘT VÀI THÔNG SỐ CỦA PIC 16F877A
Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ
dài 14 bit. Mỗi lệnh đều được thực thi trong một chu kì xung clock. Tốc độ hoạt
động tối đa cho phép là 20 MHz với một chu kì lệnh là 200ns. Bộ nhớ chương
trình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368 byte RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM với
dung lượng 256 byte. Số PORT I/O là 5 với 33 pin I/O.
III.1.2 SƠ ĐỒ CHÂN CỦA PIC 16F877A
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHÓA 2007-2010 25