II. CHỨC NĂNG CÁC KHỐI
1. Khối CPU:
Là bộ não của hệ thống máy tính, nó quản lý tất cả các hoạt động trong hệ
thống và thi hành các hoạt động đếm và tính cùc điện thoại trên dữ liệu. Nó là tập
hợp các mạch logic thực hiện các hoạt động đem về các lệnh và thực thi các lệnh.

2. Khối EPROM :
Đây là khối lưu trữ chương trình hoạt động chính của khối CPU, nội dung
không bò mất khi mất điện. Chương trình phần mềm được nạp ở đây.

3. Khối RAM nhớ ngoài:
Lưu trữ tạm thời các thông số của cuộc gọi, cũng như khả năng thay đổi
chương trình do người sử dụng lập. Ram ngoài có thể được đọc hoặc ghi khi có tín
hiệu điều khiển ghi hoặc đọc từ CPU

4. Khối Chốt Đòa Chỉ:
Lưu trữ các đòa chỉ do CPU đưa vào và chuyển các đòa chỉ này đến các khối
RAM nhớ ngoài và EPROM.

5. Khối Giải Mã Đòa Chỉ:
Khi có tín hiệu xung clock tác động về ngõ vào của xung clock. Khi có tín
hiệu từ CPU gởi về thì ngõ ra sẽ tác động cho hệ thống led 7 đoạn hoạt động.

6. Khối Thu DTMF:
Đây là IC 8870 dùng để giải mã tone, giải mã các số từ bàn phím của điện
thoại và đưa dữ liệu về cổng xuất nhập dữ liệu qua bus dữ liệu.

7. Khối Khuếch Đại Công Suất:
Bao gồm các transistor dẫn bảo hòa khuếch đại công suất cho hệ thống led 7
đoạn, các transistor được kích từ khối giải mã đòa chỉ và từ port 1 của vi điều khiển.



I. KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM (CPU):
Trong máy tính cước, khối CPU chính là trái tim của máy, nó tiếp nhận và xử
lý tất cả các thông tin hoạt động của máy. Vì vậy việc chọn một CPU có độ bền
cao, khả năng làm việc ổn đònh, các thông số và linh liện kèm theo không quá khắc
khe và phức tạp là một yêu cầu quan trọng trong việc thiết kế.
Ở máy tính cước, do chương trình thực hiện và các hoạt động tương đối không
phức tạp nên ta chọn các vi xử lý 8 bit.
Trên thò trường hiện nay có các vi xử lý thường gặp:
- Vi xử lý của hãng Intel: 8085, 8086, 8031, 8051
- Vi xử lý của hãng Zilog: Z80
- Vi xử lý của hãng Motorola: 6802

Tất cả các vi xử lý trên đều là những họ vi xử lý đầu tiên và chúng có các
chương trình phần mềm lập trình ứng dụng rất linh hoạt, bên cạnh đó các tài liệu
kỹ thuật về chúng trên thò trường rất đầy đủ.
Căn cứ vào các yêu cầu về kỹ thuật cũng như tính kinh tế của máy tính cước
ta chọn các vi xử lý dựa trên độ phức tạp của phần cứng hay chọn các vi xử lý sao
cho số lượng thiết bò ngoại vi là ít nhất

Đặc điểm nổi bật của 8031 là mạch dao động được tích hợp sẵn bên trong, do
đó chỉ cần gắn thạch anh cho phù hợp thì vi xử lý sẽ làm việc ổn đònh. Trong khi đó
Z80 thì mạch dao động không được tích hợp sẵn bên trong, do vậy việc gắn một
mạch dao động bên ngoài có tần số cao để cho vi xử lý làm việc làm cho mạch
thêm phức tạp và tần số làm việc cũng không ổn đònh.

Trong các chương trình viết bằng ngôn ngữ cấp thấp (Assembly), các lệnh
chuyển dời dữ liệu chiếm một vò trí quan trọng và các phép toán số học cũng như
logic chỉ thực hiện trên các thanh ghi. Vi điều khiển có một số lượng thanh ghi
đáng kể và có Ram nội được đòa chỉ hóa từng bit, đây là một điểm mạnh của họ vi

tần số xung phải phù hợp với tần số của tất cả các linh kiện trong máy.
Vi điều khiển 8031 có bộ dao động nằm bên trong vi mạch, do đó độ ổn đònh
về tần số của mạch coi như thỏa. Mặc khác độ ổn đònh của mạch còn phụ thuộc
vào thạch anh hay mạch dao động RC bên ngoài. Do đó ta chọn thạch anh vì nó
dao động với tần số chuẩn và làm cho mạch đơn giản.
Ngoài ra ở điều kiện lý tưởng tần số làm việc của CPU phải hoàn toàn tương
thích với tốc độ truy xuất dữ liệu của bộ nhớ.
Ở vi điều khiển 8031 tần số làm việc tối đa lên đến 16 MHz, tốc độ truy xuất
dữ liệu trung bình của bộ nhớ khoảng (120 - 300)ns tương ứng với (3,3 – 3,8)MHz.
Dựa vào các yếu tố trên và thêm vào đó là sự phổ biến trên thò trường, giá cả
phù hợp, ta chọn thạch anh có tần số làm việc là 7,373 MHz. Các tụ C
1
, C
2
dùng
để ổn đònh tần số dao động của thạch anh.

X1

8031

X2
C
2

Vì bộ nhớ chương trình khá lớn nên EPROM được chọn sẽ là vi mạch 2764 có
dung lượng nhớ 8 Kbytes.

Sơ đồ chân được kết nối như sau: +5V

PGM Vpp
Vcc

EPROM
2764
D
0

bò mất nguồn cung cấp nhưng điều này đã được cải thiện nhờ dùng một nguồn pin
dự phòng để nuôi RAM.
Có hai loại bộ nhớ RAM :
- RAM tónh (Static RAM): sự tồn tại dữ liệu trong SRAM dưới dạng tắt hay
bão hòa của các transistor nên sự ổn đònh của dữ liệu theo thời gian là khá bền.
- RAM động (Dynamic RAM): dữ liệu được tồn trữ trong DRAM dưới dạng
điện tích trong điện dung ký sinh nên rất dễ bò thất thoát bởi hiện tượng rò rỉ, vì
vậy khi dùng DRAM ngoài mạch giải mã như thường mà người ta còn phải có một
mạch làm tươi, do đó sẽ làm phức tạp thêm cho mạch.
Từ những đặc điểm trên, bộ nhớ SRAM phù hợp với máy tính cước này.
Vì máy có thể nhớ tới 255 cuộc đàm thoại bao gồm số tiền, số cuộc gọi,… nên
SRAM được chọn sẽ là 6264 có dung lượng nhớ 8 Kbytes.
Các vi mạch EPROM 2764 và SRAM 6264 sẽ được giới thiệu ở phần PHỤ
LỤC.

Sơ đồ kết nối chân của RAM 6264 như sau:
D0

D7

A0

Bộ nhớ EPROM và RAM được kết nối với CPU thông qua các bus đòa chỉ, bus
dữ liệu và bus điều khiển. Như đã khảo sát ở trên, CPU 8031 có thể có bộ nhớ
chương trình và dữ liệu lên đến 64 Kbytes nhưng trong phạm vi máy tính do chương
trình làm việc cũng tương đối lớn nên ta chọn hai IC nhớ SRAM và EPROM có
tổng dung lượng nhớ là 16 Kbytes.

a. Bus đòa chỉ (Address Bus):
Là bus một chiều chuyển tải thông tin từ CPU 8031 đến các IC nhớ. Do 8031
có thể điều khiển bộ nhớ mở rộng lên đến 64 Kbytes tức là có tới 16 đường đòa chỉ
ra A
0
….A
15
mà các IC nhớ chỉ có 16 Kbytes. Vì vậy ta sử dụng 13 bit thấp đòa chỉ
của CPU từ A
0
… A
12
để kết nối song song với 13 đường đòa chỉ của SRAM và
EPROM. Các bit đòa chỉ còn lại sẽ dùng cho việc điều khiển.

b. Bus dữ liệu (Data Bus):
Là bus dữ liệu hai chiều có chức năng chuyển dữ liệu qua lại giữa CPU và các
IC nhớ. Do vậy 8 đường dữ liệu của CPU 8031 sẽ nối song song với 8 đường dữ

8031.
- 8 ngõ ra của 74573 được kết nối với các đường đòa chỉ của SRAM và
EPROM
Vi mạch 74573 có 8 Flip-Flop D và 8 cổng đệm điều khiển. Tín hiệu điều khiển
chốt đòa chỉ được CPU đưa ra ở chân ALE (Address Latch Enable) được nối vào chân
C (Chip) của 74573.

Ở nửa chu kỳ đầu của chương trình làm việc, các Flip-Flop D của 74573 sẽ chốt
các đòa chỉ do CPU đưa tới, khi đó chân C ở mức 1. Ở nữa chu kỳ còn lại, C ở mức 0
dữ liệu xuất ra ở Q chính là dữ liệu ở các ngõ vào trước đó, lúc này các đường port 0
sẽ rãnh rỗi để nhận và xuất dữ liệu đến SRAM và EPROM.

V. KHỐI NHẬN ÂM HIỆU – GIẢI MÃ BÀN PHÍM (ĐẢO CỰC – DTMF THU):
* Khi thuê bao không được đặt ở chế độ đảo cực:
- Lúc không đảo cực có nghóa là công tắc chân 1 và 2 được nối lại với nhau, chân
TXD và RXD sẽ được truyền trực tiếp với nhau.
- Để bắt đầu cuộc gọi khi thuê bao bắt đầu nhấc máy, và điều này báo hiệu cho
tổng đài biết rằng thuê bao muốn thiết lập cuộc gọi, đồng thời ngõ ra P3.3 tức là chân
INT1 của 8031 xuất ra mức logic 1 làm qua điện trở R6 để phân cực cho transistor Q1
hoạt động kéo theo các tiếp điểm của rơlay đóng lại.

- Khi tổng đài nhận biết rằng có thuê bao muốn thiết lập cuộc gọi, thì tổng đài
sẽ gửi tín hiệu mời quay số. Tín hiệu đó sẽ đi qua chân 6 và chân 7 của head 7 để sau
đó tiếp tục đi vào mạch.

- Một trong hai cặp tone theo chân 6 sẽ làm cho diode IS01 cháy để tác động làm
4N35 dẫn, điều này kéo theo chân TXD và RXD đều bò dẫn xuống mass. Lúc này
chương trình phần mềm sẽ hiểu rằng khi RXD và TXD đều ở mức logic 0 là máy đang
được cài đặt ở chế độ không được đảo cực. Tín hiệu sau khi qua ISO1, lại tiếp tục đi ra
chân 5 của head7.

mức logic 0, chân STD của MT8870 đưa tín hiệu vào INT0 và chương trình phần mềm
điều khiển xử lý sau 10s chân cho phép đọc RD\ của vi điều khiển 8031 sẽ qua các
cổng logic và tác động vào chân TOE của MT8870 để cho phép các bit dữ liệu xuất ra
qua Q
1
…Q
4
vào CPU để xử lý tính tiền.

* Khi máy được cài ở chế độ đảo cực:

- Điều kiện đầu tiên để máy tính cước hoạt động được ở chế độ là thuê bao phải
đăng ký đảo cực tại tổng đài.
- Khi máy được cài ở chế độ đảo cực, chân 1 và chân 2 sẽ để hở, chân RXD và
TXD không còn được nối với nhau nữa.
- Để tính tiền cuộc gọi, thuê bao bắt đầu nhấc máy, cũng tương tự như cuộc gọi
không đảo cực khi tổng đài được yêu cầu phục vụ thì sẽ phát tín hiệu mời quay số vào
chân 6 và chân 7, tín hiệu vào chân 6 sẽ làm cho ISO1 hoạt động và kích transistor
dẫn kéo theo chân RXD sẽ được dẫn xuống mass tức là ở mức logic 0 và TXD thì được
nối Vcc cho nên nó vẫn ở mức logic 1.
- Tín hiệu qua ISO1 và đi ra máy điện thoại theo chân 5 của head7, tín hiệu từ
chân 7 của khối giải mã bàn phím sau đó đi ra máy điện thọai để báo hiệu mời gọi.
- Thuê bao bắt đầu quay số, tín hiệu vào mạch làm cho ISO1 chạy, tức là chân
RXD ở mức logic 0 và TXD ở mức logic 1. Chương trình phần mềm sẽ nhận biết và xử
lý rằng với mức logic của hai chân này thì cho phép mạch hoạt động ở chế độn đảo
cực.
- Sau khi tổng đài nhận biết rằng thuê bao này đã thực hiện đăng ký đảo cực tại
tổng đài thì tổng đài sẽ bắt đầu tính cước sau khi máy thuê bao bên kia nhấc máy. Sau
khi thuê bao bên kia nhấc máy, thì ngoài việc tổng đài làm nhiệm vụ chuyển mạch
thông thoại mà còn đưa tín hiệu đảo cực đưa về máy thuê bao. Tín hiệu đảo cực này

nhập các số dưới dạng tín hiệu các mã sóng DTMF đồn thời các ngõ ra Q
1
…Q
4
ở mức
tổng trở cao.
Khi RD\ của CPU ở mức thấp và A
15
của CPU ở mức cao khi đó chân 10 (TOE)
sẽ ở mức cao, MT8870 xuất ra dữ liệu.

Sơ đồ kết nối MT8870: 8870

Q4

2

3

16
15

11
10

7

8

1

4

5

6

9

18

17


hai tín hiệu này phải qua hai cổng NOR của vi mạch 7402, tín hiệu cuối cùng là ở mức
logic 1.
- Khi có xung clock tác động vào chân CK của vi mạch 74164, kết hợp với dữ liệu
ở P3.5 của vi điều khiển 8031 để xuất các ngõ ra Q
1
đến Q
H
. Mỗi ngõ ra nối với Katod
chung của mỗi led 7 đoạn.

- Vì các led 7 đoạn có công suất lớn cho nên ta phải khuếch đại công suất các tín
hiệu ngõ ra từ Q
1
đến Q
H
trước khi đưa vào Katod của led 7 đoạn. Ở đây ta sử dụng
transistor B562 và điện trở R = 3.3k để làm mạch khuếch đại.
- Đồng thời cùng lúc P3.5 của 8031 xuất dữ liệu ra 74164 thì các port I/O từ P1.0
đến P1.7 của vi điều khiển 8031 cũng xuất dữ liệu ra trực tiếp anod led 7 đoạn. Nó sẽ
điều khiển đồng loạt anod các thanh của led 7 đoạn hoạt động. Dựa vào chương trình
phần mềm điều khiển, các port I/O của 8031 kết hợp với phần giải mã đòa chỉ với vi
mạch 74164, để tạo ra một dữ liệu sau cùng được hiển thò qua 10 led 7 đoạn mà ta có
thể hiểu được thông qua các con số hiển thò như số giá cước cuộc gọi, số điện thoại đã
gọi, giờ cuộc gọi, số lần gọi …
- Mạch hiển thò hoạt động dựa theo phương pháp quét. Vi mạch 74164 có nhiệm
vụ quét để các led lần lượt sáng lên theo chu kỳ của xung clock.
- Khi CPU nạp số đầu tiên và xuất ra port 1 và lúc đó led đầu tiên sẽ sáng do
transistor C945 kích nó dẫn vì ngõ ra L
1
(Q