zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Điện-Điện tử-Viễn thông

LUẬN VĂN:ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG NHÀ QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI

Chia sẻ: Nguyen Lan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:66

Báo xấu

138
lượt xem 55
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong thời đại ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển đòi hỏi sinh viên – học sinh học phải đi đôi với hành, bên cạnh những lý thuyết cơ bản ở trường lớp, phải biết ứng dụng những gì đã học vào thực tiễn, có vậy mới giúp chúng ta nắm vững những kiến thức mình đã có, bổ sung thêm kiến thức mới và góp phần phát huy khả năng năng động, sáng tạo. Sự xuất hiện của các linh kiện bán dẫn đã góp phần quan trọng trong sự phát triển của công nghệ thông tin, công...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: LUẬN VĂN:ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG NHÀ QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI

Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN TỬ- TIN HỌC  ĐỀ TÀI : ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG NHÀ QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI GVHD: NGUYỄN TRỌNG KHANH SVTH: 1. HUỲNH KHÁNH DUY 2. PHAN ANH TUÂN LỚP: CĐ ĐTVT 06B 1 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh LỜI CẢM ƠN Trong suốt ba năm học vừa qua, được sự giúp đỡ và chỉ bảo của quý Thầy Cô khoa Điện Tử - Tin Học trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng đã giúp chúng em tích lũy được vốn kiến thức vô cùng bổ ích làm nền tảng cho công việc sau này. Sau khoảng thời gian tìm hiểu, thiết kế và thi công đồ án tốt nghiệp, đề tài: “ Điều khiển thiết bị trong nhà qua đường dây điện thoại, cuối cùng, nhóm em cũng đã hoàn thành công việc. Những kết quả mà nhóm em có được là nhờ những kiến thức đã tiếp thu được trong ba năm học, bên cạnh đó là sự chỉ dẫn tận tình của Thầy hướng dẫn – Thầy Nguyễn Trọng Khanh, nhờ sự giúp đỡ của thầy cô khoa Điện Tử - Tin Học. Nhóm em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến Ban Giám Hiệu trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng, ban chủ nhiệm khoa Điện Tử - Tin Học, quý Thầy Cô của khoa, và đặc biệt, nhóm em xin gửi lời cám ơn đến thầy hướng dẫn Nguyễn Trọng Khanh đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để nhóm em hoàn thành đề tài này. Nhóm thực hiện. 2 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh LỜI GIỚI THIỆU Trong thời đại ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển đòi hỏi sinh viên – học sinh học phải đi đôi với hành, bên cạnh những lý thuyết cơ bản ở trường lớp, phải biết ứng dụng những gì đã học vào thực tiễn, có vậy mới giúp chúng ta nắm vững những kiến thức mình đã có, bổ sung thêm kiến thức mới và góp phần phát huy khả năng năng động, sáng tạo. Sự xuất hiện của các linh kiện bán dẫn đã góp phần quan trọng trong sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghiệp điện tử. Các thiết bị điện tử ra đời ngày càng tinh vi hơn, nhỏ gọn hơn và nhiều chức năng hơn, phục vụ tốt hơn cho nhu cầu của con người. Tuy chỉ mới xuất hiện ở nước ta, nhưng công nghệ thông tin đã phát triển rất nhanh và giữ vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như đời sống, sản xuất công nghiệp… Hệ thống viễn thông, dịch vụ khách hàng, thông tin di động, nhắn tin ngày càng phát triển với tính hiện đại và tự động hóa ngày càng cao. 3 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh CHƯƠNG 0: DẪN NHẬP I. Đặt vấn đề: 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. Bên cạnh sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin di động, chiếc điện thoại bàn vẫn ở một vị trí không thể thiếu trong cuộc sống. Ngoài chức năng chính là thông thoại, các nhà cung cấp dịch vụ vẫn luôn cố gắng phát triển thêm nhiều tính năng mới để phục vụ cho nhu cầu con người, đó cũng là đề tài cho các nhà khoa học, kỹ thuật tập trung nghiên cứu. Cuộc sống hiện đại đòi hỏi con người luôn bận rộn với công việc, giả sử một người khi đang làm việc ở một nơi cách xa nhà mà không biết hoạt động của các thiết bị điện trong nhà có an toàn hay không, những lúc như vậy, người ấy cần có một thiết bị có thể giúp mình không những kiểm tra được trạng thái của các thiết bị điện trong nhà, mà còn có thể điều khiển chúng tắt hay mở theo ý muốn, điều này đòi hỏi phải có một thiết bị điều khiển từ xa. Đối với hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại có nhược điểm là bị giới hạn về khoảng cách. Tuy nhiên, với mạng điện thoại đã được mở rộng với quy mô trên toàn thế giới thì khoảng cách không còn là vấn đề khó khăn, bên cạnh đó, sự hoạt động ổn định và đáng tin cậy của mạng điện thoại đã mở ra một hướng đi mới cho việc điều khiển từ xa. Điều khiển từ xa qua đường dây điện thoại là một hệ thống mà con người có thể điều khiển được các thiết bị thông qua bàn phím điện thoại bàn, với thiết bị này, người điều khiển sẽ có thể tiết kiệm được nhiều thời gian cho công việc, vừa đảm bảo các tính năng an toàn cho các thiết bị điện gia dụng. Ngoài ra, ứng dụng của hệ thống điều khiển từ xa bằng điện thoại giúp ta có thể điều khiển các thiết bị, máy móc ở những môi trường nguy hiểm mà con người không thể làm việc hoặc tiếp xúc trực tiếp được. Với những tính năng như điều khiển dễ dàng, độ tin cậy cao, khả năng làm việc ổn định (do sử dụng đường dây điện thoại để truyền dẫn tín hiệu), hệ thống điều khiển từ xa qua điện thoại sẽ góp phần phục vụ tốt hơn cho nhu cầu của con người. Xuất phát từ những ý tưởng và tình hình thực tế như đã nêu, nhóm chúng em quyết định chọn đề tài “Hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà qua đường dây điện thoại” để làm đề tài đồ án tốt nghiệp. II. Giới thiệu đề tài: Điều khiển thiết bị trong nhà qua đường dây điện thoại là sự kết hợp giữa các ngành Điện – Điện Tử và Viễn Thông, sự phối hợp ứng dụng vi điều khiển hiện đại và hệ thống thông tin liên lạc đã hình thành một hướng nghiên cứu và phát triển cho Khoa Học – Kỹ Thuật. 4 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh Điều khiển thiết bị trong nhà qua đường dây điện thoại khắc phục được nhiều giới hạn trong hệ thống điều khiển từ xa và báo động thông thường. Hệ thống này không phụ thuộc vào khoảng cách, môi trường, đối tượng điều khiển. Điểm nổi bật của hệ thống này là tính lưu động của tác nhân điều khiển (có thể sử dụng ở bất cứ đâu có điện thoại bàn), thao tác điều khiển dễ dàng, nhanh chóng với độ tin cậy cao.  Ý TƯỞNG THIẾT KẾ: Ý tưởng thiết kế là dựa vào mạng điện thoại có sẵn để thiết kế hệ thống tự động điều khiển đóng ngắt các thiết bị điện trong nhà với sự trợ giúp của kỹ thuật vi điều khiển. Hệ thống này được thiết kế trên mô hình đóng ngắt 4 thiết bị và phản hồi kết quả cho người điều khiển biết bằng âm thanh được lưu trữ và cài đặt sẵn. Ngoài ra, hệ thống này chỉ có thể điều khiển được khi nhấn đúng mã Password nên không thể xảy ra trường hợp người ngoài có thể điều khiển hệ thống do vô tình quay số ngẫu nhiên. Để điều khiển, đầu tiên, người điều khiển phải gọi tới số máy điện thoại nơi lắp đặt thiết bị điều khiển. Điện thoại được gọi có mạch điều khiển mắc song song với dây điện thoại (thiết bị muốn điều khiển được mắc vào mạch điều khiển). Sau một thời gian đổ chuông nhất định, nếu không có ai nhấc máy thì mạch sẽ tự động điều khiển đóng mạch. Sự đóng mạch này tạo trạng thái tải giả để kết nối thuê bao. Sau đó, người điều khiển sẽ nhấn mã Password để xâm nhập vào hệ thống điều khiển. Khi nhấn đúng mã Password, mạch sẽ phát ra lời thông báo như sau: “Mời bạn điều khiển”. Lúc này, mạch điều khiển sẵn sàng nhận lệnh. Nếu nhấn sai Password thì người điều khiển không thể xâm nhập vào hệ thống điều khiển được. Sau khi nhấn đúng mã Password, người điều khiển có thể bắt đầu kiểm tra trạng thái tất cả các thiết bị trước khi điều khiển. (Ví dụ: sau khi nhấn đúng mã Password 2397, rồi nhấn tiếp số 5, lúc này, nếu tất cả các thiết bị đang ở trạng thái tắt thì người điều khiển sẽ nhận được tín hiệu phản hồi bằng giọng nói với nội dung như sau: “ Thiết bị 1 tắt, thiết bị 2 tắt, thiết bị 3 tắt, thiết bị 4 tắt”). Để điều khiển hệ thống, ta sẽ quy định các mã điều khiển như sau: + Mã Password để điều khiển là 2397. + Số 6 được chọn là lệnh mở thiết bị. + Số 9 là lệnh tắt thiết bị. + Số 8 là lệnh tắt tất cả các thiết bị. + Số 1 được chọn là thiết bị 1. + Số 2 được chọn là thiết bị 2. + Số 3 được chọn là thiết bị 3. + Số 4 được chọn là thiết bị 4. + Số 5 là lệnh kiểm tra trạng thái tất cả các thiết bị. 5 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh + Dấu “*” được chọn là mã thoát khỏi hệ thống điều khiển (khi nhấn dấu “*” trên bàn phím điện thoại, hệ thống sẽ tự ngắt kết nối với người điều khiển). Ví dụ: nếu muốn tắt thiết bị 1, ta bấm số 91, muốn mở thiết bị 2, ta bấm số 62. Sau mỗi lần điều khiển, mạch sẽ phát ra tiếng nói để báo kết quả cho người điều khiển. Ví dụ: sau khi bấm số 91, hệ thống sẽ có tín hiệu phản hồi về bằng giọng nói với nội dung như sau: “Thiết bị 1 tắt”. Khi người điều khiển bấm số 8 (mã tắt tất cả thiết bị), sẽ nhận được câu thông báo như sau: “Thiết bị 1 tắt, thiết bị 2 tắt, thiết bị 3 tắt, thiết bị 4 tắt”.  Phương án thiết kế và sơ đồ khối: Mạch thi công gồm các khối sau:  Khối cảm biến chuông.  Khối kết nối thuê bao.  Khối giải mã DTMF.  Khối xử lý trung tâm.  Khối âm thanh.  Khối công tắc bên ngoài. Từ các khối trên, ta kết hợp lại với nhau thành một hệ thống hoạt động hoàn chỉnh để thi công mạch và viết chương trình cho vi điều khiển để điều khiển mạch hoạt động đúng theo yêu cầu đề ra. Sơ đồ khối: KHỐI DTMF KHỐI ĐIỀU KHIỂN TIP KHỐI CẢM BIẾN TÍN HIỆU CHUÔNG KHỐI CÔNG TẮC KHỐI XỬ LÝ BÊN NGOÀI TRUNG TÂM RING (CPU) KHỐI KẾT NỐI THUÊ BAO KHỐI TẠO ÂM THANH 6 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh Trong hệ thống này, người điều khiển có thể điều khiển tại chỗ các thiết bị bằng công tắc riêng ở bên ngoài mà không cần thông qua điện thoại.  Giải thích chức năng và mối quan hệ của các khối: + Khối xử lý trung tâm: điều khiển hoạt động của toàn hệ thống, nhận tín hiệu chuông và sẽ quyết định kết nối thuê bao nếu không có người nhấc máy, các mã điều khiển được lưu trữ trong CPU, khi nhận được mã từ người điều khiển, CPU sẽ so sánh với mã lệnh được lưu trong bộ nhớ, từ đó, sẽ cho chạy chương trình điều khiển các thiết bị cũng như điều khiển phát âm thanh. + Khối cảm biến chuông: cảm biến tín hiệu chuông, khi có một cuộc gọi đến, khối này sẽ cảm biến tín hiệu, chuyển đến CPU để chạy chương trình điều khiển kết nối thuê bao. + Khối kết nối thuê bao: nhận tín hiệu điều khiển từ CPU, kết nối tạo trạng thái tải giả giống như thuê bao đang nhấc máy. + Khối DTMF: trên đường dây điện thoại, khi ấn phím điện thoại, các số được truyền dưới dạng mã đa tần (gồm một tín hiệu có tần số cao và một tín hiệu có tần số thấp), khối này sẽ thu nhận tổ hợp mã đa tần này, sau đó chuyển thành 4bit nhị phân để chuyển đến CPU. + Khối điều khiển: nhận lệnh điều khiển từ CPU để tắt / mở các thiết bị. + Khối công tắc ngoài: giúp người điều khiển có thể tắt / mở thiết bị mà không cần sử dụng qua điện thoại. + Khối âm thanh: tạo âm thanh phản hồi cho người điều khiển biết trạng thái của các thiết bị. + Khối nguồn: tạo điện áp 5V ổn định cung cấp cho mạch hoạt động. 7 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN A. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ TỔNG ĐÀI: I. Khái niệm về tổng đài: Tổng đài điện thoại là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuộc liên lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi đến thiết bị đầu cuối bị gọi. Ngày nay, kỹ thuật số và chuyển mạch, truyền dẫn…phân theo thời gian đã trở nên rất phổ biến và là phương thức làm việc chủ yếu trong các hệ tổng đài hiện nay. Trong đó, kỹ thuật điều chế xung mã (PCM) được sử dụng rất hiệu quả trong các mạng truyền số liệu, tiếng nói, hình ảnh đang phát triển hiện nay, đó là mạng số liên kết dịch vụ ISDN. II. Phân loại tổng đài: 1. Phân loại theo công nghệ: gồm hai loại - Tổng đài nhân công: việc kết nối thông thoại cho các thuê bao được thực hiện bằng thao tác trực tiếp của con người. - Tổng đài tự động: chia làm hai loại chính + Tổng đài cơ điện: chuyển mạch nhờ vào các bộ chuyển mạch cơ khí, được điều khiển bằng các mạch điện tử, bao gồm: chuyển mạch quay tròn, chuyển mạch từng nấc, chuyển mạch ngang dọc. + Tổng đài điện tử: các bộ chuyển mạch bao gồm các linh kiện bán dẫn, vi mạch cùng với các relay, analog switch được điều khiển bởi các mạch điện tử, vi mạch. 2. Phân loại theo cấu trúc mạng: Hiện nay, mạng viễn thông Việt Nam có 5 loại sau:  Tổng đài cơ quan PABE (Private Automatc Branch Exchange): được sử dụng trong các cơ quan, khách sạn và chỉ sử dụng trung kế CO-Line.  Tổng đài nông thôn RE (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu dân cư đông, chợ…và có thể sử dụng các loại trung kế.  Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): được đặt ở trung tâm huyện tỉnh và sử dụng tất cả các loại trung kế.  Tổng đài đường dài TE (Toll Exchange): dùng để kết nối các tổng đài nội hạt ở các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước, không có mạch thuê bao.  Tổng đài cửa ngõ quốc tế GWE (Gate Way Exchange): tổng đài này được dùng chọn hướng và chuyển mạch cuộc gọi vào mạng quốc tế. Để nối các mạng quốc gia với nhau có thể chuyển quá giang các cuộc gọi.  Sơ đồ khối tổng đài điện thoại: 8 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh Chức năng từng khối: a. Khối chuyển mạch: thực hiện thiết lập tuyến nối giữa một đầu vào bất kì với một đầu ra bất kì. Đối với hệ thống chuyển mạch số, để thiết lập tuyến đàm thoại giữa hai thuê bao, cần phải thiết lập tuyến nối cho cả hai hướng: đi và về. b. Khối báo hiệu: thực hiện việc trao đổi thông tin báo hiệu thuê bao, thông tin báo hiệu đường trung kế liên đài để phục vụ cho quá trình thiết lập, giải phóng các cuộc gọi. c. Khối điều khiển: phân tích, xử lý các thông tin từ khối báo hiệu đưa tới để thiết lập hoặc giải phóng cuộc gọi. Thực hiện tính cước cho các cuộc gọi… Ngoài ra, khối điều khiển còn có chức năng thuộc về khai thác, bảo dưỡng hệ thống để đảm bảo cho hệ thống hoạt động tin cậy. d. Ngoai vi thuê bao, trung kế: thực hiện chức năng giao tiếp giữa các đường dây thuê bao, các đường trung kế với khối chuyển mạch. Thuê bao được trang bị có thể là thuê bao Analog, Digital tùy theo cấu trúc mạng tổng đài. Trung kế được trang bị có thể là trung kế Analog, Digital. III. Các kỹ thuật chuyển mạch điện tử:  Chuyển mạch theo phương pháp kết nối không gian (space switch): thường được sử dụng cho chuyển mạch tương tự. Ngoài ra còn được sử dụng kết hợp với chuyển mạch thời gian trong các hệ chuyển mạch TST, STS, TSTS… 9 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh  Chuyển mạch ghép: có hai loại là phân chia theo thời gian để ghép các cuộc gọi theo thời gian và phân chia theo tần số để ghép các cuộc gị theo tần số. IV. Hệ thống âm hiệu của tổng đài: Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip và Ring có màu đỏ và xanh. 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 tùy thuộc vào tổng đài. 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. a. Tín hiệu chuông (Ring Signal): 2s 4s 48V Khi một thuê bao bị gọi thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến để báo cho thuê bao đó biết có người 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 theo dạng xung, thường là 2 giây có, 4 giây không. Hoặc có thể thay đổi tùy thuộc từng loại tổng đài. b. Tín hiệu mời gọi (Dial Signal): Đây là tín hiệu liên tục, không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khác sử dụng trong hệ thống điện thoại. Tín hiệu này được tao ra bởi hai âm thanh có tần số 350Hz và 440Hz. c. Tín hiệu báo bận (Busy Signal): 10 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe một trong hai tín hiệu: - Tín hiệu mời 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. Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng sin, tần số 425Hz, có chu kỳ 1s (0.5s có và 0.5s không). 0,5s 0,5s d. Tín hiệu chuông hồi tiếp 2s 4s 10V Tín hiệu hồi âm chuông (Ringback Tone): là tín hiệu sin tần số f =425 25Hz, biên độ 2VRMS trên nền DC 10v, phát ngắt quãng 2s có, 4s không. e. Gọi sai số: nếu bạn gọi nhầm một số mà nó không tồn tại thì bạn sẽ nhận được tín hiệu xung có tần số 200Hz – 400Hz. Hoặc đối với các hệ thống điện thoại ngày nay, bạn sẽ nhận được thông báo rằng bạn gọi sai số. f. Tín hiệu báo gác máy: Khi thuê bao nhấc ống nghe ra khỏi điện thoại quá lâu mà không gọi cho ai thì thuê bao sẽ nhận được một tín hiệu chuông rất lớn để cảnh báo. Tín hiệu này là tổng hợp của bốn tần số 1400Hz + 2050Hz + 2450Hz + 2600Hz được phát ra dạng xung 0.1s có và 0.1s không. 11 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh g. Tín hiệu đảo cực: Ñaûo cöïc Tín hiệu đảo 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 viậc tính cước đàm thoại cho thuê bao gọi. BẢNG TÓM TẮT TẦN SỐ TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI Vùng hoạt Chuẩn Dạng tín hiệu Đvị động (Hz) (Hz) Tín hiệu chuông 16 – 60 425 25 Xung 2s on 4s off Hz Tín hiệu mời gọi 425 25 Liên tục Hz Tín hiệu báo bận 425 25 Xung 0,5s on 0,5s Hz off Tín hiệu chuông hồi 425 25 Xung 2s on 4s off Hz tiếp Tín hiệu báo gác máy 1400+2060 Xung 0,1s on 0,1s Hz + off 2450+2600 Tín hiệu sai số 200-400 Liên tục Hz B. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI: I. Nguyên lý thông tin điện 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. Quá trình thông tin đó được minh họa như sau: 1. Sơ đồ: Mạch điện thoại đơn giản gồm: - Ống nói. - Ống nghe. 12 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh - Nguồn điện. - Đường dây. Đường dây Ống nghe Sóng âm thanh Ống nói Sóng âm thanh Nguồn Hình: Nguyên lý thông tin điện thoại 2. Nguyên lý: 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 làm cho ống nói thay đổi, xuất hiện dòng điện biến đổi tương ứng trong mạch. Dòng điện biến đổi này được truyền qua đường dây tới ống nghe của máy đối phương làm cho màng rung của ống nghe dao động, lớp không khí trước màn rung dao động theo, phát ra âm thanh tác động đến tai người nghe và quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự. II. Những yêu cầu cơ bản về máy điện thoại: 1. Khi thu phát tín hiệu chuông thì bộ phận đàm thoại phải được tách rời đường điện, trên đường dây chỉ có dòng tín hiệu chuông. 2. Khi đàm thoại, bộ phận phát và nhận tín hiệu chuông phải tách ra khỏi đường điện, trên đường dây chỉ có dòng điện điện thoại. 3. Máy phải phát được mã số thuê bao bị gọi tới tổng đài và phải nhận được tín hiệu chuông từ tổng đài đưa tới. 4. Trạng thái nghỉ, máy thường trực đón nhận tín hiệu chuông của tổng đài. Ngoài ra, máy cần phải chế tạo ngắn gọn, nhẹ, đơn giản, bền, đẹp, tiện lợi cho mọi người sử dụng. III. Những chức năng cơ bản của máy điện thoại: 1. Chức năng báo hiệu: báo cho người sử dụng điện thoại biết tổng đài điện thoại sẵn sàng tiếp nhận hoặc chưa tiếp nhận cuộc gọi đó bằng các âm hiệu. 2. Phát mã số của thuê bao bị gọi vào tổng đài bằng cách thuê bao chủ gọi ấn phím số trên máy điện thoại. 13 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh 3. Thông báo cho người sử dụng điện thoại biết tình trạng diễn biến việc kết nối mạch bằng các âm hiệu. 4. Báo hiệu bằng chuông cho thuê bao biết là có người đang gọi mình. 5. Biến âm thanh thành tín hiệu điện phát sang máy đối phương và chuyển tín hiệu điện từ máy đối phương tới thành âm thanh. 6. Báo hiệu cuộc gọi kết thúc. 7. Khử trắc âm, chống tiếng dội, tiếng keng, tiếng click khi phát xung số. 8. Tự động điều chỉnh âm lượng và phối hợp trở kháng với đường dây. …. C. TẦM QUAN TRỌNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỀU KHIỂN TỪ XA: Một nền công nghiệp phát triển mạnh luôn đi đôi với các thiết bị, máy móc tinh vi hơn, phức tạp hơn. Với nền công nghiệp phát triển như thế, điều khiển từ xa đóng vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Trong công nghiệp, tại các lò phản ứng, các nhà máy hay tại những nơi có mức độ nguy hiểm cao mà con người không thể tiếp cận để điều khiển được, ta phải cần đến bộ điều khiển từ xa để điều khiển. Điều khiển từ xa không những phục vụ cho công nghiệp hay nghiên cứu khoa học mà nó còn góp một phần không nhỏ vào phục vụ cho nhu cầu cuộc sống hàng ngày của con người. Tùy thuộc vào mục đích và yêu cầu mà các hệ thống điều khiển từ xa có cấu tạo từ đơn giản đến phức tạp. Tuy nhiên, có thể chia chúng làm hai loại chính đó là: Điều khiển từ xa bằng vô tuyến và điều khiển từ xa bằng hữu tuyến. 14 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI ĐIỀU KHIỂN I. Giới thiệu: Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller, là mạch tích hợp trên một chip có thể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống. Theo các tập lệnh của người lập trình, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, đo thời gian và tiến hành đóng, mở một cơ cấu nào đó. Trong các thiết bị điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển, điều khiển hoạt động của TV, máy giặt, điện thoại, lò viba… Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động. Các hệ thống càng “thông minh” thì vai trò của hệ thống vi điều khiển càng quan trọng. II. Lịch sử phát triển của các bộ vi điều khiển: Bộ vi điều khiển thực ra, là một loại vi xử lý trong tập hợp các bộ vi xử lý nói chung. BỘ vi điều khiển được phát triển từ bộ vi xử lý từ những năm 70 do sự phát triển và hoàn thiện về công nghệ vi điện tử dựa trên kỹ thuật MOS (Metal-Oxide-Semicoductor), mức độ tích hợp của các linh kiện bán dẫn trong một chip ngày càng cao. Năm 1971 xuất hiện bộ vi xử lý 4 bit loại TMS1000 do công ty texas Instruments vừa là nơi phát minh, vừa là nơi sản xuất. Nhìn tổng thể thì bộ vi xử lý chỉ có chứa trên một chip những chức năng cần thiết để xử lý chương trình theo một trình tự, còn tất cả bộ phận phụ trợ khác cần thiết như: bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ chương trình, khối điều khiển, khối hiển thị khối đồng hồ… là những linh kiện nằm ở bên ngoài và được nối với bộ vi xử lý. Mãi đến năm 1976 công ty INTEL (Interlligen-Elictronics) mới cho ra đời bộ vi điều khiển đơn chip đầu tiên trên thế giới với tên gọi 8048. Bên cạnh bộ xử lý trung tâm, 8048 còn chứa bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ chương trình, bộ đếm và phát thời gian, các cổng và ra Digital trên một chip. Các công ty khác cũng lần lượt cho ra đời các bộ vi điều khiển 8 bit tương tự như 8048 và hình thành họ vi điểu khiển MCS-48 (Microcontroller-system- 48). Đến năm1980 công ty INTEL cho ra đời thế hệ thứ hai của bộ vi điều khiển đơn chip với tên gọi 8051. Và sau đó, hàng loạt các vi điều khiển cùng loại với 8051 ra đời và hình thành họ vi điều khiển MCS-51. Đến nay, họ vi điều khiển 8 bit MCS-51 đã có đến 250 thành viên và hầu hết các công ty hàng đầu thế giới chế tạo. Đứng đầu là công ty INTEL và rất nhiều công ty khác như: AMD. SIEMENS, PHILIPS, DALLAS, OKI … 15 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh III. Khảo sát bộ vi điều khiển 8051: IC vi điều khiển 8051 thuộc họ MCS-51, được đóng gói theo tiêu chuẩn DIP gồm 40 chân, có các đặc điểm sau: - 4kbyte ROM - 128 byte RAM - 4 port xuất / nhập (I / O put port) 8bit - Hai bộ định thời (Timer): T0,T1 - 1 port nối tiếp - 64KB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng - 64KB không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng - Một bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bit đơn) - 210 ô nhớ được địa chỉ hóa bit - Bộ nhân / chia 4 s 1. Cấu trúc bên trong của 8051: IN T 0 IN T 1 S ER IA L P O R T T IM ER 0 T IM ER 1 T IM E 2 1 2 8 b y te ROM T IM E R 2 RAM 4K : 8 031 8 0 5 1 \8 0 5 2 4K : 8 051 EP RO M T IM E R 1 IN T E R R U P T O TH ER 1 2 8 b y te 4K : 8 951 C ONTR OL T IM E R 1 R E G IS T E R RAM C PU B US S E R IA L C ONTR OL I/O P O R T POR T O S C IL A T O R EA \ A LE\ P SEN \ P0 P1 P2 P3 R ST A d dre s s \D a ta TXD R XD Hình 2.1: Sơ đồ khối 8051 Phần chính của vi điều khiển 8051 là bộ xử lý trung tâm (CPU: central processing unit) bao gồm: 16 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh - Thanh ghi tích lũy A - Thanh ghi tích lũy phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia - Đơn vị logic học (ALU: Arithmetic Logical Unit) - Từ trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word) - Bốn băng thanh ghi - Con trỏ ngăn xếp - Ngoài ra, còn có bộ nhớ chương trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian và logic. Đơn vị xử lý trung tâm nhận trực tiếp xung từ bộ dao động, ngoài ra, còn có khả năng đưa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài. Chương trình đang chạy có thể cho dừng lại nhờ một khối điều khiển ngắt ở bên trong. Các nguồn ngắt có thể là: các biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ đếm định thời hoặc cũng có thể là giao diện nối tiếp. Hai bộ định thời 16 bit hoạt động như một bộ đếm. Các cổng (port0, port1, port2, port3) sử dụng vào mục đích điều khiển. Ở cổng 3 có thêm các đường dẫn điều khiển dùng để trao đổi với một bộ nhớ bên ngoài, hoặc để đầu nối giao diện nối nối tiếp, cũng như các đường ngắt dẫn bên ngoài. Giao diện nối tiếp có chứa một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ, làm việc độc lập với nhau. Tốc độ truyền qua cổng nối tiếp có thể đặt trong dãy rộng và được ấn định bằng một bộ định thời. Trong vi điều khiển 8051 có hai thành phần quan trọng khác đó là bộ nhớ và các thanh ghi. Bộ nhớ gồm có bộ nhớ Ram và bộ nhớ Rom (chỉ có ở 8051) dùng để lưu trữ dữ liệu và mã lệnh. Các thanh ghi sử dụng để lưu trữ thông tin trong quá trình xử lý. Khi CPU làm việc, nó làm thay đổi nội dung của các thanh ghi. 2. Chức năng các chân vi điều khiển: 17 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh 30 40 29 31 ALE VCC PSEN EA 17 32 16 P3.7/RD P0.7/AD7 33 15 P3.6/WR P0.6/AD6 34 14 P3.5/T1 P0.5/AD5 35 13 P3.4/T0 P0.4/AD4 36 12 P3.3/INT1 P0.3/AD3 37 11 P3.2/INT0 P0.2/AD2 38 10 P3.1/TXD P0.1/AD1 39 P3.0/RXD P0.0/AD0 9 RST 8 28 7 P1.7 P2.7/A15 27 6 P1.6 P2.6/A14 26 5 P1.5 P2.5/A13 25 4 P1.4 P2.4/A12 24 3 P1.3 P2.3/A11 23 2 P1.2 P2.2/A10 22 1 P1.1 P2.1/A9 21 GND P1.0 P2.0/A8 X2 X1 18 19 20 8051 Hình 2.2: Sơ đồ chân 8051 a. Port 0: (chân 32 – 39), có 8bit (P0.0 – P0.7), có hai công dụng: + Là các đường xuất / nhập thông thường + Khi sử dụng bộ nhớ ngoài thì port 0 không phải là các đường xuất / nhập bình thường nữa mà nó là sự kết hợp giữa bus địa chỉ (A0 – A7) và bus dữ liệu (D0 – D7) để hình thành nên bus đa hợp (AD0 – AD7). Lưu ý: khi sử dụng port 0 thì ta phải dùng điện trở kéo lên, vì cấu trúc của port 0 là ngõ ra cực D của Mosfet) b. port1: (chân 1 – 8), có 8 bit (P1.0 – P1.7), chỉ có một công dụng duy nhất là các đường xuất / nhập thông thường dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi. c. port2: (chân 21 – 28), có 8 bit (P2.0 – P2.7), có hai công dụng: + Khi sử dụng bộ nhớ nội thì port 2 là một port xuất / nhập thông thường + Khi sử dụng bộ nhớ ngoài thì port 2 đóng vai trò là byte cao của bus địa chỉ (A8 – A15) d. port3: (chân 10 – 17), có 8 bit (P3.0 – P3.7), có hai công dụng (port nối tiếp) + Là các đường xuất / nhập thông thường + Nó thực hiện các chức năng đặc biệt: Bit Tên Chức năng 18 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh P3.7 RD Đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài P3.6 WR Ghi dữ liệu từ bộ nhớ ngoài P3.5 T1 Ngõ vào Timer 1 P3.4 T0 Ngõ vào Timer 0 P3.3 INT 1 Ngõ vào ngắt ngoài 1 P3.2 INT 0 Ngõ vào ngắt ngoài 0 P3.1 TxD Truyền dữ liệu cho port nối tiếp P3.0 RxD Nhận dữ liệu cho port nối tiếp e. Vcc (chân 40) = +5V, Vss (chân 20) = 0V f. Chân RST (9): Reset. Chân số 9 có mức điện thế cao, tối thiểu 2 chu kỳ máy thì 8051 sẽ khởi động lại. Có hai cách reset: + Cách 1: Reset tự động( Auto Reset): Reset khi cấp nguồn + Cách 2: Reset bằng tay( Manual Reset) 5V 100 10uF Reset SW1 8K2 0 Mạch Reset g. Chân 18 và 19 (XTAL 2 và XTAL1), là ngõ vào và ra của mạch dao động trên chip. Tần số dao động sẽ phụ thuộc vào linh kiện bên ngoài. Mạch dao động bên ngoài được thiết kế như sau: 30pF 19 (XTAL1) 12Mhz 30pF 18 (XTAL2) 0 19 SVTH: K. Duy – A. Tuân
Đồ án tốt nghiệp khóa 2006 – 2009 GVHD: Nguyễn Trọng Khanh h. PSEN (Program Store Enable): (chân 29), dùng điều khiển truy xuất bộ nhớ ngoài. Chân PSEN thường được nối với chân OE của ROM để cho phép đọc dữ liệu từ ROM ngoài i. ALE (Address Latch Enable): (chân 30), cho phép chốt địa chỉ. Khi giao tiếp với bộ nhớ ngoài thì nửa đầu của chu kỳ bộ nhớ, chân ALE tích cực để chốt byte thấp của bus địa chỉ (A0 – A7) vào một thanh ghi. Trong nửa sau của chu kỳ bộ nhớ, thì các bit của port 0 là các bit xuất / nhập dữ liệu (D0 – D7) Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng là nguồn xung nhịp cho các hệ thống. k. EA (External Access): (chân 31), khi chương trình thực thi trong bộ nhớ nội thì chân EA không cần tích cực ( EA phải nối lên nguồn Vcc). Khi thực thi chương trình với bộ nhớ ngoài thì chân EA phải nối xuống mass, khi đó, ROM nội bên trong vô hiệu hóa. 3. Tổ chức bộ nhớ: Bộ nhớ bên trong bao gồm ROM (8051) và RAM trên chip, Ram trên chip bao gồm nhiều thành phần, phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, các BANK thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt. a. Tổ chức bộ nhớ Ram nội:  Vùng Bank thanh ghi (dãy thanh ghi): có 4 bank thanh ghi (bank 0 – bank 3), mỗi bank có 8 thanh ghi (R0 – R7), mỗi thanh ghi có 8 bit. Bank mặc định sau khi Reset hệ thống, muốn sử dụng bank khác, ta phải điều chỉnh phần mềm.  Vùng RAM địa chỉ hóa từng bit: có 128 bit được địa chỉ hóa giúp cho người sử dụng truy cập nhanh và dễ.  Vùng RAM đa mục đích (80 byte): Dùng để truy cập tùy theo yêu cầu của người sử dụng. b. Các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR (Special Function Register): 1. Thanh ghi A (Acc: Accumilator): thanh ghi tích trữ, là thanh ghi chứa 8 bit dùng để lưu trữ kết quả xử lý của các phép toán 2. Thanh ghi B (Base: nền): sử dụng chung với thanh ghi A trong các phép toán nhân và chia hai số 8 bit 3. Thanh ghi PSW ( Progam Status Word): từ trạng thái chương trình Bit Tên Bit Địa chỉ bit Chức năng PSW.7 CY D7H Carry flag: cờ nhớ PSW.6 AC D6H Auxiliary carry flag:cờ nhớ phụ PSW.5 F0 D5H Zero flag: cờ không PSW.4 RS1 D4H Register bank select 1: chọn băng thanh ghi bit 1 PSW.3 RS0 D3H Register bank select 0: chọn băng thanh ghi bit 0 20 SVTH: K. Duy – A. Tuân

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA

165 tài liệu

2073 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.