đồ án môn học iii thiết kế và thi công mạch tổng đài nội bộ pabx 1 trung kế 4 thuê bao

ĐỒ ÁN 3: thiết kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 1 LỜI CẢM ƠN ĐỒ ÁN 3: thiết kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 2 LỜI NÓI ĐẦU ĐỒ ÁN 3: thiết kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 3 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 LỜI NÓI ĐẦU 2 MỤC LỤC 3 PHẦN I 8 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8 Chƣơng 1 9 Giới thiệu chung về tổng đài 9 1. Khái niệm tổng đài: 9 2. Phân loại tổng đài: 9 2.1. Phân loại theo công nghệ: 9 Tổ n g đ à i nhân công : 9 Tổng đài tự động: 10 2.2. Phân loại cấu trúc mạng điện thoại Việt Nam 11 3. Các chức năng của hệ thống tổng đài: 11 3.1. Nhận dạng thuê bao gọi: 12 3.2. Tiếp nhận số đƣợc quay: 12 3.3. Kết nối cuộc gọi: 12 3.4. Chuyển thông t i n đ iề u khiển : 12 3.5. K ế t n ối t r un g chuyển : 13 3.6. K ế t n ối t r ạ m cuối : 13 3.7. Truyền tín hiệu chuông: 13 3.8. Tính cƣớc : 13 3.9. Truyền tính hiệu báo bận: 13 3.10. Phục hồi hệ thống: 13 4. Các thông tin báo hiệu trong mạng điện thoại: 14 4.1. G i ớ i thiệu : 14 ĐỒ ÁN 3: thiết kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 4 4.2. Phân loại các thông tin âm hiệu: 15 Thông tin về yêu cầu và giải tỏa cuộc gọi: 15 Thông tin chọn địa chỉ: 15 Thông tin chấm dứt chọn địa chỉ 15 Thông tin giám sát: 15 4.3. Báo hiệu trên đƣờng dây thuê bao: 15 Báo hiệu trên đƣờng dây thuê bao gọi: 15 Báo hiệu trên đƣờng dây thuê bao bị gọi: 16 4.4. Hệ thống âm hiệu của tổng đài 17 Tín hiệu chuông:(Ringging Signal) 17 Tín hiệu mời gọi(dialtone): 18 Tín hiệu báo bận: (busysignal) 18 Tín hiệu hồi âm chuông: 18 Gọi sai số: 19 Tín hiệu báo gác máy 19 Tín hiệu đảo cực: 19 5. Tín hiệu thoại: 20 5.1. Mức động: 20 5.2. Dãi động 20 5.3. Độ rõ và độ hiểu 21 5.4. Băng tần điện thoại: 21 Chƣơng 2 22 KHÁI QUÁT VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI 22 1. Nguyên lý thông tin điện thoại: 22 1.1. Sơ đồ mạng thông tin điện thoại: 22 1.2. Nguyên lý hoạt động: 22 2. Những chức năng cơ bản của máy điện thoại: 23 3. Những yêu cầu cơ bản về máy điện thoại 23 4. Phân loại máy điện thoại: 24 4.1. Chức năng: 24 4.2. Phân loại: 24 ĐỒ ÁN 3: thiết kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 5 4.2.1. Máy điện thoại cơ điện: 24 4.2.2. Máy điện thoại điện tử: 24 4.2.3. Máy điện thoại ấn phím thông thƣờng: 25 4.2.4. Máy điện thoại ấn phím có màn hình 25 4.2.5. Máy điện thoại ấn phím có ghi âm: 26 4.2.6. Máy điện thoại ấn phím không day: 26 CHƢƠNG 3: 27 Giới thiệu về vi điều khiển 8051 27 1. Giới thiệu chung 27 2. Ứng dụng của vi điều khiển 28 3. Hoạt động của vi điều khiển 29 4. Cấu trúc chung của vi điều khiển 30 5. Kiến trúc vi điều khiển 8051 35 5.1. Chuẩn 8051 35 5.2. Chân vi điều khiển 8051 36 5.2. Tổ chức bộ nhớ 8051 43 5.3.1. Tổ chức bộ nhớ trong 43 5.3.2. Tổ chức bộ nhớ ngoài 46 5.3.3. Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFRs - Special Function Registers) 49 5.3.4. Bộ đếm và bộ định thời 53 5.3.5. Truyền thông không đồng bộ (UART) 54 5.3.6. Ngắt vi điều khiển 8051 55 5.4. Lập trình hợp ngữ cho 8051 55 5.4.1. chế độ địa chỉ 55 5.4.2. Tập lệnh trong 8051 57 5.4.3. Bộ đếm và bộ định thời 62 5.4.4. Truyền thông nối tiếp 65 5.4.5. Xử lý ngắt 71 PHẦN II 77 Thiết kế và thi công mạch 77 Chƣơng I: 78 Sơ đồ khối toàn mạch 78 ĐỒ ÁN 3: thiết kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 6 1. Sơ đồ khối 78 1.1. Khối điều khiển trung tâm 78 1.2. Nguồn cấp: 78 1.3. Tone: 79 1.4. DTMF: 79 1.5. Khối trung kế: 79 2. Sơ đồ nguyên lý mạch từng khối 79 2.1. Khối nguồn: 79 2.2 Khối thu DTMF : 80 2.2.1. Giới thiệu về ic 8870 80 2.2.2. Giải thích hoạt động 81 2.2.3. Bảng mã chức năng: 82 2.2.4. sơ đồ mạch thu DTMF 83 2.3. Sơ đồ mạch TONE: 83 2.3.1. Sơ đồ chân CD4093: 83 2.3.2. Sơ đồ mạch TONE 84 2.4. Sơ đồ mạch chuyển mạch: 84 2.4.1. Sơ đồ mach: 84 2.4.2. Thiết kế mạch đóng ngắt relay: 85 2.5. Sơ đồ mạch trung kế: 85 2.5.1. Giới thiệu ic Opto: 85 2.5.2. Mạch cảm biến khi có thuê bao ngoài gọi đến: 87 2.5.3. Mạch điều khiển giả lập nhất máy 88 2.5.4. Mạch tạo tín hiệu mời quay số: 90 2.5.5. Sơ đồ tổng thể mạch trung kế: 90 2.6. Mạch cấp nguồn và cảm biến nhất máy thuê bao: 91 3. Sơ đồ nguyên lý mạch tổng đài pabx: 92 4. Sơ đồ mạch in tổng đài pabx: 94 Chƣơng II 95 Lƣu đồ giải thuật và chƣơng trình 95 ĐỒ ÁN 3: thiết kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 7 1. Lƣu đồ giải thuật: 95 1.1. Chƣơng trình chính 95 1.2. Chƣơng trình giải mả quay số 96 1.3. Chƣơng trình ngắt ngoài: 97 1.4. Chƣơng trình kêt nối thuê bao nội bộ 98 1.5. Chƣơng trình kết nối thuê bao ngoài 99 ĐỒ ÁN 3: thiết kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 8 PHẦN I CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỒ ÁN 3: thiết kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 9 Chƣơng 1 Giới thiệu chung về tổng đài 1. Khái niệm 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. Trong sự phát triển kỹ thuật về viễn thông có hai bƣớc ngoặt lớn: + Vào thập kỷ 1960 là sự xóa bỏ khoảng cách địa lí, điện thoại gọi đƣợc đi khắp thế giới, trái đất nhƣ co lại. + Vào thập kỷ 1980 là sự chinh phục thời gian, sự thành công của kỹ thuật số phân theo thời gian cả về chuyển mạch và truyền dẫn. Ngày nay, kỹ thuật số và chuyển mạch, truyền dẫn phân theo thời gian đã trở nên rất phổ biến và là phƣơng thức hoạt động chủ yếu trong các hệ tổng đài hiện nay. Trong đó kỹ thuật điều chế xung mã (PCM: pulse code modulation) đƣợc 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 2. Phân loại tổng đài: 2.1. Phân loại theo công nghệ: Đƣợc chia làm hai loại T ổ n g đ à i nhân công : Tổng đài nhân công ra đời đầu tiên từ khi mới bắt đầu hệ thống thông tin điện thoại. trong tổng đài việc định hƣớng thông tin đƣợc thực hiện bằng sức ngƣời. nói cách khác, việc kết nối thông thoại cho các thuê bao đƣợc thực hiện bằng thao tác trực tiếp của con ngƣời. Nhƣợc điểm của tổng đài nhân công là : + Thời gian kết nối lâu. ĐỒ ÁN 3: thiết kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 10 + Dễ nhẫm lẫn. + Khó mở rộng dung lƣợng. + Tốn nhiều nhân công. Tổng đài tự động: Đƣợc chia làm hai loại chính. 2.1.1.1. Tổng đài cơ điện : Kỹ thuật chuyển mạch trong tổng đài cơ điện nhờ vào các bộ chuyển mạch cơ khí, đƣợc điều khiển bằng các mạch điện tử bao gồm: + Chuyển mạch quay tròn. + Chuyển mạch từng nấc. + Chuyển mạch ngang dọc. Trong tổng đài cơ điện, việc nhận dạng thuê bao gọi, xác định thuê bao gọi, cấp âm hiệu, kết nối thông thoại đều đƣợc thực hiện một cách tự động nhờ các mạch điều khiển bằng điện tử cùng với các bộ chuyển mạch bằng cơ khí. So với tổng đài nhân công, tổng đài cơ điện có những ƣu điểm lớn : + Thời gian kết nối nhanh chóng hơn, chính xác hơn. + Dung lƣợng tổng đài có thể tăng lên nhiều. + Giảm nhẹ công việc của điện thoại viên. Tuy nhiên tổng đài cơ điện có một số nhƣợc điểm sau : + Thiết bị cồng kềnh. + Tốn nhiều năng lƣợng. + Điều khiển kết nối phức tạp. + Bảo trì, bảo dƣỡng phức tạp. [...]... đến tổng đài thuê bao bị gọi và chọn một đƣờng rỗi trong số đó Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt thì đƣờng dây nội hạt đƣợc sử dụng 3 .4 Chuyển thông tin điều khiển: Khi đƣợc nối tới tổng đài của thuê bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi với nhau các thông tin cần thi t nhƣ số của thuê bao bị gọi SVTH: Trần Minh Quân Trang 12 ĐỒ ÁN 3: thi t kế thi công tổng đài nội. ..ĐỒ ÁN 3: thi t kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng 2 .1. 1.2 Tổng đài điện tử : Trong các tổng đài điện tử, các bộ chuyển mạch gồm các linh kiện bán dẫn, vi mạch cùng với các relay, analog switch đƣợc điều khiển bằng các mạch điện tử, vi mạch Ƣu Điểm: Các bộ chuyển mạch bằng bán dẫn thay thế các bộ chuyển mạch cơ khí của tổng đài cơ điện làm cơ cấu tổng đài gọn nhẹ đi... dây thuê bao gọi: Trong các mạng Điện thoại hiện nay, nguồn tổng đài cung cấp đến các thuê bao thƣờng là 48 VDC - 52VDC SVTH: Trần Minh Quân Trang 15 ĐỒ ÁN 3: thi t kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng Yêu cầu cuộc gọi: Khi thuê bao rỗi, trở kháng đƣờng dây cao, trở kháng đƣờng dây giảm xuống ngay khi thuê bao nhấc tổ hợp kết quả là dòng điện tăng cao Dòng tăng cao này đƣợc tổng đài. .. chợ và có thể sử dụng các loại trung kế + Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): Đƣợc đặt ở trung tâm huyện, tỉnh và sử dụng đƣợc tất cả các loại trung kế + Tổng đài đƣờng dài TE (Toll Exchange): Dùng để kết nối các tổng đài nội hạt ở các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đƣờng dài trong nƣớc, không có thuê bao + Tổng Đài cửa ngõ quốc tế GWE (Gate Way Exchange): tổng đài này dùng cho chọn hƣớng 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 3 Các chức năng của hệ thống tổng đài: SVTH: Trần Minh Quân Trang 11 ĐỒ ÁN 3: thi t kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng Mặc dù các hệ thống tổng đài đƣợc nâng cấp rất nhiều từ khi nó đƣợc phát minh ra, các chức năng cơ bản của nó nhƣ xác định các cuộc gọi thuê bao, kết nối với thuê. .. dây thuê bao bị gọi: Tín hiệu rung chuông: Đƣờng dây thuê bao rỗi nhận cuộc gọi đến, tổng đài sẽ gởi dòng điện rung chuông tới máy bị gọi dòng điện này có tần số 20Hz, 25Hz, 50Hz đƣợc ngắt quãng thích hợp Đồng thời tín hiệu hồi âm chuông cũng đƣợc gởi tới thuê bao chủ gọi SVTH: Trần Minh Quân Trang 16 ĐỒ ÁN 3: thi t kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng Tín hiệu trả lời: khi thuê bao. .. thi t kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng 4. 2 Phân loại các thông tin âm hiệu: Thông tin về yêu cầu và giải tỏa cuộc gọi: Thông tin yêu cầu cuộc gọi: là khi thuê bao nhấc tổ hợp và tổng đài sẽ kết nối đến thi t bị nhận thích hợp để nhận thông tin địa chỉ (số bị gọi) Thông tin giải tỏa: khi đó cả hai thuê bao đầu gác tổ hợp (on hook) và tổng đài sẽ giải tỏa tất cả các thi t bị đƣợc... nhấc/gác tổ hợp của thuê bao gọi cũng nhƣ tình trạng của thuê bao bị gọi sau khi đƣờng thoại đã đƣợc thi t lập + Thuê bao gọi nhấc tổ hợp + Thuê bao bị gọi đã trả lời và việc tính cƣớc đã bắt đầu + Thuê bao bị gọi gác tổ hợp + Thuê bao bị gọi đã gác tổ hợp kết thúc cuộc gọi và ngắt đƣờng kết nối cuộc gọi sau một thời gian nếu thuê bao chủ gọi không gác tổ hợp 4. 3 Báo hiệu trên đƣờng dây thuê bao: Báo hiệu... Trang 26 ĐỒ ÁN 3: thi t kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng CHƢƠNG 3: Giới thi u về vi điều khiển 80 51 1 Giới thi u chung Bộ Vi xử lý có khả năng vƣợt bậc so với các hệ thống khác về khả năng tính toán, xử lý, và thay đổi chƣơng trình linh hoạt theo mục đích ngƣời dùng, đặc biệt hiệu quả đối với các bài toán và hệ thống lớn.Tuy nhiên đối với các ứng dụng nhỏ, tầm tính toán không đòi... khiển 80 51 SVTH: Trần Minh Quân Trang 35 ĐỒ ÁN 3: thi t kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng AT89C 51 là vi điều khiển do Atmel sản xuất, chế tạo theo công nghệ CMOS có các đặc tính nhƣ sau: -4 KB PEROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Memory), có khả năng tới 10 00 chu kỳ ghi xoá - Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz - 3 mức khóa bộ nhớ lập trình - 12 8 Byte RAM nội - 4 Port . ĐỒ ÁN 3: thi t kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần Viết Thắng SVTH: Trần Minh Quân Trang 1 LỜI CẢM ƠN ĐỒ ÁN 3: thi t kế thi công tổng đài nội bộ PABX GVHD:Trần. 2.2 .4. sơ đồ mạch thu DTMF 83 2.3. Sơ đồ mạch TONE: 83 2.3 .1. Sơ đồ chân CD4093: 83 2.3.2. Sơ đồ mạch TONE 84 2 .4. Sơ đồ mạch chuyển mạch: 84 2 .4 .1. Sơ đồ mach: 84 2 .4. 2. Thi t kế mạch. 2.5.5. Sơ đồ tổng thể mạch trung kế: 90 2.6. Mạch cấp nguồn và cảm biến nhất máy thuê bao: 91 3. Sơ đồ nguyên lý mạch tổng đài pabx: 92 4. Sơ đồ mạch in tổng đài pabx: 94 Chƣơng II 95 Lƣu đồ giải