Giao tiếp với đường truyền điện thoại bằng vi điều khiển

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐOÀN VĂN TUẤN GIAO TIẾP VỚI ĐƢỜNG TRUYỀN ĐIỆN THOẠI BẰNG VI ĐIỀU KHIỂN LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà nội 2009 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, luận văn nghiên cứu thân hướng dẫn thầy PGS TS Ngô Diên Tập Nếu có sai phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Người làm cam đoan Đoàn Văn Tuấn MỤC LỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI 1.1 Mạng viễn thông 1.2 Tổng quan tổng đài kỹ thuật số SPC 1.3 Kỹ thuật báo hiệu 1.4 Kỹ thuật chuyển mạch 1.5 Mạng viễn thông hệ sau Chương 2: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH 2.1 Sơ đồ khối 2.2 Khối Vi điều khiển 2.3 Khối thu phát âm 2.4 2.5 Khối mã hóa giải m 2.4.1 Khái niệm mã D 2.4.4 Mã hoá giải m 2.4.4.1 Mã hoá dùng I 2.4.4.2 Giải mã dùng I Khối giải mã FSK 2.5.2 Ví dụ tin the 2.6 Khối khuếch đại tín hi 2.7 Khối giao tiếp tín hiệu 2.8 Khối hiển thị 2.9 Phần mềm biên dịch 2.10 Mạch nạp cho Vi điều kiển PIC Chương Thiết kế chi tiết mạch 3.1 Sơ đồ nguyên lý m 3.1.2 Sơ đồ mã hóa 3.1.4: Khối thu phát â 3.2 3.1.10 Khối hiển thị L 3.1.11: Khối giao tiếp Nguyên lý hoạt động c 3.3 Sơ đồ bố trí linh k 3.4 Mạch sản phẩm sa KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ATM CAS CCS DTMF FSK GSU HLE ISDN MDMF NGN PCM PSDN PSTN RLE S SCU SDMF SLTU T TDM TE TE VPN DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH Bảng1 : Các tần số tương ứng phím Bảng 2: Mơ tả thời gian chu kì đọc ghi MT8880 Hình 1.1: Các thành phần mạng viễn thơng Hình 1.2: Cấu hình mạng Hình 1.3: Cấu trúc mạng phân cấp Hình 1.4: Sơ đồ tổng quát tổng đài SPC kỹ thuật số Hình 1.5: Phân tích gọi thành công thông Hình 1.6: Tín hiệu âm mời quay số Hình 1.7 : Tín hiệu âm báo bận Hình 1.8 : Tín hiệu hồi âm chng Hình 1.9: Quay số xung thập phân(số 42…) Hình 1.10: Quay số mã đa tần Hình1.11: Sơ đồ tổng quan báo hiệu Hình1.12: Báo hiệu kênh kết hợp Hình1.13: Các tín hiệu báo hiệu Hình 1.14: Báo hiệu kênh chung Hình 1.15: Cấu trúc tin CCS Hinh 1.16: Trường chuyển mạch thời gian kĩ thuật số Hình 1.17: Ngun lý chuyển mạch khơng gian kỹ thuật số Hình 1.18: Cấu trúc chuyển mạch không gian Hinh 1.19: Mơ hình chuyển mạch ghép TS Hinh 1.20: Mơ hình chuyển mạch ghép ST Hinh 1.21: Mơ hình chuyển mạch TST Hình 1.22: Mạng chuyển mạch gói Hình 1.23: Nguyên lý cắt mảnh tạo gói Hình 1.24: Topo mạng hệ sau Hình 1.25: Một số dịch vụ NGN điển hình Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch Hình 2.2: Dạng tín hiệu phím Hình 2.3: Lưu đồ tín hiệu cho tính tốn đệ quy cấp DFT Hình 2.4: Biểu đồ tín hiệu cho bậc phép tính đệ quy X(k) Hình 2.5: Bộ lọc bậc song song lựa chọn DFT cần tính Hình 2.6: Lưu đồ giải mã DTMF Hình 2.7: Khn dạng tin SDMF Hình 2.8: Khuôn dạng tin MDMF Hình 2.9: Giao diện CCS Hình 2.10: Hình bên ngồi PICKit2 Hình 2.11: Hình bên PICKit2 Hình 2.12: Giao diện ICSP Hình 2.13: Giao diện PICKit2 Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý khối Vi điều khiển Hình 3.2: Chu kỳ đọc MT8880 Hình 3.3: Chu kỳ ghi MT 8880 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý khối mã hoá giải mã DTMF Hình 3.5: Mạch giải mã FSK Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý mạch giải mã FSK Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý khối thu phát âm Hình 3.8: Giản đồ thời gian ghi ISD1110 Hình 3.9: Giản đồ phát âm ISD1110 Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn cung cấp Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý kết nối với đường dây điện thoại Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý khối cảm nhận chuông Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý khối khuếch đại Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp tín hiệu cảnh báo Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý ghép nối với LCD Hình 3.16 Sơ đồ nguyên lý ghép nối với máy tính Hình 3.17: Lưu đồ chọn chế độ hoạt động Hình 3.18: Lưu đồ thuật tốn q trình cảnh báo Hình 3.19: Lưu đồ thêm số điện thoại Hình 3.20: Lưu đồ kiểm tra thay đổi số điện thoại Hình 3.21: Lưu đồ trình ghi âm Hình 3.22: Sơ đồ bố trí linh kiện MỞ ĐẦU Ngày điện thoại khơng cịn vấn đề q lớn, trở thành vật thiếu với gia đình Nhu cầu sử dụng điện thoại khơng cịn đơn nghe gọi nhắn tin mà với công nghệ ngày phát triển Con người cịn khai thác điện thoại vào nhiều tiện ích sống Để đáp ứng nhu cầu người nhà cung cấp dịch vụ mở nhiều dịch vụ tiện ích thuê bao Ngoài ra, khoa học kĩ thuật ngày phát triển, có nhiều dịng Vi điều khiển đời mang lại hội lớn cho người yêu thích ngành nghề điện tử viễn thơng Với dịng Vi điều khiển đủ mạnh với công cụ hỗ trợ, khai thác mạng điện thoại Biến từ hệ thống với ý tưởng chủ yếu nghe, gọi nhắn tin trở thành mạng mang lại nhiều tiện ích cho sống việc phải xử lý tín hiệu đường truyền điện thoại Từ ý tưởng lựa chọn nghiên cứu khai thác mạng điện thoại với đề tài “ Giao tiếp với đường truyền điện thoại Vi điều khiển” Mạng điện thoại dùng dây đời lâu, nhiên đến ngày cơng cụ phổ biến đời sống Tuy mạng điện thoại dùng dây bị phiển tối dây kết nối điều lại có ưu điểm tín hiệu ln kết nối, sẩy tình trạng nghẽn mạch đặc biệt điện thoại lấy nguồn từ tổng đài ln ln hoạt động trừ tổng đài không hoạt động Từ hai yếu tố tín hiệu tin cậy ln ln hoạt động điều kiện tốt cho ứng dụng tiện ích ví dụ gửi tin cảnh báo đến số điện thoại nạp trước Bản luận văn bao gồm chương phụ lục: Chương 1: Tổng quan mạng điện thoại Chương 2: Sơ đồ khối mạch Chương 3: Thiết kế chi tiết mạch Phụ lục Trong chương nêu sở lý thuyết hệ thống mạng điện thoại bao gồm phân cấp tổng đài, nêu thành phần tổng đài số SPC, kĩ thuật báo hiệu, kĩ thuật chuyển mạch dịch vụ tiện ích mạng viễn thơng hệ sau Chương mô tả khối mạch, khối phân tích đưa phương án lựa chọn linh kiện Chương nêu phân tích sơ đồ nguyên lý khối, phân tích nguyên lý hoạt động mạch, cách bố trí linh kiện mạch sản phẩm thu sau nghiên cứu Phần phụ lục khảo sát số IC sử dụng mạch với chương trình viết cho mạch 10 Chương TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI 1.1 Mạng viễn thông [2] 1.1.1 Khái niệm mạng viễn thông Mạng viễn thông phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu Mạng có nhiệm vụ cung cấp dịch vụ cho khách hàng Mạng viễn thông bao gồm thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn, môi trường truyền thiết bị đầu cuối Thiết bị chuyển mạch Thiết bị truyền dẫn Môi trường truyền dẫn Thiết bị truyền dẫn Thiết bị chuyển mạch Hình 1.1: Các thành phần mạng viễn thơng - Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt tổng đài chuyển tiếp Các thuê bao nối vào tổng đài chuyển tiếp Nhờ thiết bị chuyển mạch mà đường truyền dẫn dùng chung mạng sử dụng cách kinh tế - Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài Hay tổng đài để thực việc truyền đưa tín hiệu điện Thiết bị truyền dẫn chia làm hai loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao thiết bị truyền dẫn cáp quang Thiết bị truyền dẫn phía th bao dùng mơi trường truyền thường cáp kim loại, nhiên có số trường hợp môi trường truyền cáp quang vô tuyến - Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến vô tuyến, truyền hữu tuyến bao gồm cáp kim loại, cáp quang Truyền vô tuyến bao gồm vi ba, vệ tinh - Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy fax, máy vi tính, tổng đài nhánh riêng (PABX) Mạng viễn thơng định nghĩa sau: Mạng viễn thông hệ thống gồm nút chuyển mạch nối với đường truyền dẫn Nút phân thành nhiều cấp kết hợp với đường truyền tạo thành cấp mạng khác hình 1.2 Mạng viễn thơng chia thành nhiều loại Đó mạng mắc lưới, mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vịng kín mạng thang Các loại mạng có ưu 11 điểm nhược điểm khác để phù hợp với đặc điểm vùng địa lý (trung tâm, hải đảo, biên giới,…) hay vùng lưu lượng (lưu thoại cao thấp,…) GW Sub Sub HLE RLE TE Sub Sub Hình 1.2: Cấu hình mạng TE: Transit Exchange - Tổng đài chuyển tiếp quốc gia HLE: Host local Exchange - Tổng đài nội hạt RLE: Remote Local Exchange – Tổng đài xa (tổng đài vệ tinh) Sub: Subscriber – Thuê bao Mạng viễn thông phân cấp sau: Cấp Tổng đài quốc tế Cấp Tổng đài chuyển tiếp quốc gia Cấp Tổng đài chuyển tiếp nội hạt Cấp Tổng đài nội hạt Cấp Tổng đài khu vực Hình 1.3: Cấu trúc mạng phân cấp Trong mạng gồm nút: - Nút cấp 1: trung tâm chuyển mạch chuyển tiếp quốc tế 85 //timer0 duoc cai` dat cho moi lan ngat xay la 32,7ms //setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_256|RTCC_8_bit); #INT_TIMER0 void ngat_timer0() { if (time