現(xiàn)代交換技術(shù)課程設(shè)計報告

1、各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計圖紙各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計圖紙摘要當交換機的容量較小時，可以采用只含一個時間交換器的單t網(wǎng)絡(luò)，但t網(wǎng)絡(luò)的容量最大為1024個64kbit/s信道。當交換機的容量超過單t的限度時必須采用由t和s交換器組成的多級網(wǎng)絡(luò)。一個完整的通信系統(tǒng)由終端、交換、傳輸三部分構(gòu)成，交換是通信系統(tǒng)的核心。其中，時分接線器( t型) 和空分接線器( s型)是程控交換技術(shù)中最基本的交換單元電路。單獨的t接線器和s接線器，只適用于容量比較小的交換機，而對于大容量的交換機通常選用空分交換芯片和時分交換芯片構(gòu)成tst交換網(wǎng)絡(luò)，完成多語音用戶間的交換。 本次課程設(shè)計是在現(xiàn)代交換原理的基礎(chǔ)上利用時分交換芯片

2、mt8980及空分交換芯片mt8816構(gòu)成tst交換網(wǎng)絡(luò)。其中，輸入級t型接線器為順序?qū)懭?、控制讀出，中間級s型接線器為輸入控制方式也可以是輸出工作方式，輸出級t型接線器工作方式為控制寫入、順序讀出- 24 -目錄一、設(shè)計的作用、目的 .1二、設(shè)計任務(wù)及要求 .1三、設(shè)計內(nèi)容 .1四、設(shè)計原理 .14.1tst網(wǎng)絡(luò)簡介.14.2 tst網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點.3五、硬件系統(tǒng)框圖35.1系統(tǒng)框圖.35.2 tst網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)計.35.3網(wǎng)絡(luò)的容量.45.4 tst網(wǎng)絡(luò)改進.5六、硬件系統(tǒng)設(shè)計.56.1設(shè)計tst網(wǎng)絡(luò).56.2設(shè)計思路.56.3單片機stc89c516簡介56.3.1管腳說明.66.4時分交換

3、芯片mt8980.76.4.1基本特性.86.4.2 mt8980的工作原理.96.4.3 mt8980引腳功能.96.5空分交換芯片mt8816.106.5.1mt8816的工作原理106.5.2mt8816管腳功能.106.6單元電路116.6.1復位電路.116.6.2晶振電路.126.7器件清單.12七、系統(tǒng)軟件設(shè)計.147.1流程框圖.147.2軟件設(shè)計.157.3設(shè)計思路.157.4容量分析177.5設(shè)計特點177.6特性參數(shù)18八、心得體會 .19九、參考文獻 .20附錄一（電路原理圖）.21附錄二（源程序）.22一、 設(shè)計的作用、目的課程設(shè)計是理論學習的延伸，是掌握所學知識的一

4、種重要手段，對于貫徹理論聯(lián)系實際、提高學習質(zhì)量、塑造自身能力等于有特殊作用。本次課程設(shè)計一方面通過對交換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，使我們加深對理論知識的理解，同時增強其邏輯思維能力，另一方面對課堂所學理論知識作一個總結(jié)和補充。二、 設(shè)計任務(wù)及要求基于單片機的tst數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計1.掌握時分交換網(wǎng)絡(luò)的原理及具體實現(xiàn)方法；2.掌握空分交換網(wǎng)絡(luò)的原理及具體實現(xiàn)方法；3.掌握基于單片機的時空交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計；4.利用相關(guān)軟件實現(xiàn)電路圖的繪制。三、設(shè)計內(nèi)容設(shè)計題目：基于單片機的tst數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計設(shè)計內(nèi)容：1.輸入級t型接線器為順序?qū)懭搿⒖刂谱x出；2.中間級s型接線器為輸出控制方式；3.輸出級t型接線器為控

5、制寫入、順序讀出；4.其它擴展功能。四、設(shè)計原理4.1tst網(wǎng)絡(luò)簡介tst是三級交換網(wǎng)絡(luò)，兩側(cè)為t接線器，中間一級為s接線器，s級的出入線數(shù)決定于兩側(cè)t接線器的數(shù)量。第1級t接線器：負責輸入母線的時隙交換。s接線器：負責母線之間的空間交換。第2級t接線器：負責輸出母線的時隙交換。因為采用兩個t級，可充分利用時分接線器成本低和無阻塞的特點。這種數(shù)字交換網(wǎng)引入了空分級s，改善了話務(wù)的疏散功能，并通過擴大s級的輸入母線和輸出母線，將多個時分接線器連接起來，大幅度提高了交換網(wǎng)的容量。圖中s級之前的稱為前t級，s級之后的稱為后t級。tst交換網(wǎng)絡(luò)有8條輸入pcm復用線,每條接至一個t接線器,有8條輸出p

6、cm復用線從輸出側(cè)t接線器接出。t接線器的數(shù)量為輸入(8)+輸出(8)。中間一級為s接線器,交叉點矩陣為88。假定每條輸入或輸出pcm復用線上的復用度為32,即32個時隙,則所有t接線器的容量應(yīng)有32個單元,每一級的控制存儲器的單元也應(yīng)有32個。tst交換網(wǎng)絡(luò)中的t接線器有兩種控制方式。一種是輸入t接線器采用“順序?qū)懭?控制讀出”方式,輸出t接線器采用“控制寫入,順序讀出”方式;另一種控制方式是輸入t接線器輸出采用“控制寫入,順序讀出”方式,輸出t接線器采用“順序?qū)懭?控制讀出”方式。中間s接線器采用輸入控制和輸出控制兩種方式均可.這里s級的容量為8x8，即有8組輸入母線和8組輸出母線，分別可

7、接8個前t級和8個后t級。為減少選路次數(shù)，簡化控制，可使兩個方向的內(nèi)部時隙具有一定的對應(yīng)關(guān)系，通常可相差半幀，俗稱反相法，即：設(shè)：nf=一幀的時隙數(shù),na=a到b方向的內(nèi)部時隙數(shù),nb=b到a方向的內(nèi)部時隙數(shù)則：nb=na+nf/2tst網(wǎng)絡(luò)完全無阻塞的條件：m（內(nèi)部時隙數(shù)）=2n（輸入時隙數(shù)）在實際應(yīng)用中，用戶a所在的同一組t級網(wǎng)絡(luò)中前t級和后t級使用同一個控制存儲器來控制，但兩者最高位是倒相關(guān)系，同樣的方法，用戶b所屬的t級網(wǎng)絡(luò)也是采用的同一個控制存儲器來控制，只需要將最高位反相后送給后t級。圖4.1所示。ts5ts26ts10ts5 sma0smb010 1026cmb0cma0.265

8、5. .ts20ts10smb3sma3ts20ts2610263100263cmb3cm0cm3 cma320102026輸出控制輸出控制輸入控制 圖4.1 tst三級交換網(wǎng)絡(luò) 4.2 tst網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點tst交換網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點：他與機電交換相比較，體積小、重量輕、功耗低、節(jié)省費用、工作穩(wěn)定、維護管理方便、可靠性強、靈活性大，同時，能為用戶提供許多新服務(wù)，如縮微撥號、叫醒業(yè)務(wù)、呼叫轉(zhuǎn)移等工作。tst交換網(wǎng)的缺點：tst有輸入級t接線器和輸出級t接線器，中間級s接線器組成，原理上可以同時進行正相與反向的交換，但在實際的硬件中在正向和反向是不能同時進行，若要完成正向與反向的同時進行可以在輸出級再級聯(lián)一

9、個時間接線器，或再重新由t接線器和s接線器在構(gòu)成一交換網(wǎng)絡(luò)進行反向的交換。五、硬件系統(tǒng)框圖5.1系統(tǒng)框圖設(shè)計實現(xiàn)群路1的信道1與群路2的信道30的交換過程，其硬件圖連接圖如圖5.1所示。該交換網(wǎng)絡(luò)用了兩片mt8980，一片mt8816，一片stc89c516信號在初級t和s接線器中進行時隙空間交換后，進入次級t接線器中進行二次時隙交換。在硬件圖中先由單片機stc89c516控制初級t進行時隙交換，分別將p1.4和p1.5接到t接線器mt8980的ds引腳和dta引腳。stc89c516的rst引腳用與復位信號的輸入，在高電位下工作，它的ds接到mt8980的ds上進行分時片選，以保證它們來實現(xiàn)

10、雙線的信息交換，保證tst數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的正常運行，避免擁塞。系統(tǒng)框圖如圖5.1所示。時分芯片mt8980空分芯片mt8816時分芯片mt8980數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸單片機stc89c516圖5.1 系統(tǒng)框圖5.2 tst網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)計本系統(tǒng)采用stc89c516 作為cpu,mt8980作為時間交換電路，mt8816作為空間交換電路。由mt8980輸入四路pcm,通過stc89c516控制時隙的交換，交換完后送入mt8816進行空間交換。mt8980的控制功能分為兩個方面，第一是讀某信道中某時隙的存儲器數(shù)據(jù)， 并由單片機判斷后作出不同的響應(yīng)， 第二是讓某時隙接續(xù)存儲器工作在信息模式， 使接續(xù)存儲器低

11、八位的內(nèi)容作為數(shù)據(jù)直接輸出到相應(yīng)的時隙中作信令信號，也可以將其作為2.048m 數(shù)據(jù)流用作控制碼流，以控制編譯碼器。stc89c516與mt8980之間的接口信號主要有地址線a0a5、數(shù)據(jù)線d0d7、片選信號/cs、讀寫信號r/w、數(shù)據(jù)輸入選通信號ds、數(shù)據(jù)應(yīng)答信號/dta。stc89c516的p2.2、p2.0 分別與mt8980的ds、/dta 相連,可以比較容易地實現(xiàn)at89c51 和mt8980之間數(shù)據(jù)交換的同步。stc89c516的p2.3直接與mt8980的讀寫控制線相連,通過對p2.3 的置位和復位可以實現(xiàn)對該芯片的讀寫控制。stc89c516的p0 口與數(shù)據(jù)線相連,完成數(shù)據(jù)的傳

12、輸。當片選信號/cs為低電平時, stc89c516可對mt8980內(nèi)部的寄存器進行讀寫, ds 和dta 作為stc89c516 和mt8980之間數(shù)據(jù)交換的同步信號。在ds 信號的上升沿時刻, 如果mt8980的片選信號/cs、數(shù)據(jù)線、地址線以及讀寫信號r/w 有效, 則cpu 開始對mt8980進行讀或?qū)懖僮?。當mt8980與89c516之間完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送或者接收之后,dta 送出一個下降沿, 表示這次數(shù)據(jù)交換完成,可以進行下一項操作。對空分電路分析可知，在實際應(yīng)用中，芯片由輸入的行地址和列地址來選擇電導通的點，從而實現(xiàn)空間上的電路交換。處理器由單片機控制,采用的空分交換芯片為mt8

13、816，該芯片交換矩陣為8x16，可實現(xiàn)24路用戶的空間交換。該電路是由7128線地址譯碼器、128位控制數(shù)據(jù)鎖存器與816開關(guān)陣列組成，在電路處于正常開、關(guān)工作狀態(tài)下，cs應(yīng)為高電平，reset為低電平，地址碼輸入選擇鎖存單元及開關(guān)陣列對應(yīng)的交叉點處于開的狀態(tài)，這樣數(shù)據(jù)di在st下降沿時刻被異步寫入鎖存單元，并控制所選交叉點開關(guān)的通、斷，若di為低電平，則開關(guān)截止。mt8816共有816個開關(guān)，這些開關(guān)分別有3根列地址線和4根行地址線的譯碼對應(yīng)，開關(guān)的狀態(tài)由數(shù)據(jù)輸入端di的電平?jīng)Q定，如di=1高電平則由地址譯碼對應(yīng)的開關(guān)導通，否則開關(guān)截止。mt8816所需的6根地址線（arow3我們固定接地

14、）、1根數(shù)據(jù)線（di）、1根控制線（reset）由u103的擴展并口u203（74hc573）提供。u103根據(jù)接續(xù)命令將交換開關(guān)的位置、開關(guān)的開閉狀態(tài)通過u103的p0口寫至擴展并口u203中鎖存，u203的數(shù)據(jù)選通地址為c000h，mt8816的數(shù)據(jù)選通st信號由u103（at89c51）p1口的si引腳提供。5.3網(wǎng)絡(luò)的容量時分交換器芯片mt8980的容量為8x32=256個時隙?？山尤?端pcm一次群，由于8個前t和8個后t，因而總交換的容量為8x256=2048時隙（話路），可接入8x8=64端pcm一次群，又因為每端pcm可占用的時隙數(shù)為30，且數(shù)字交換網(wǎng)為單向傳輸，每一對通話占用

15、兩個時隙，故可同時接通的通話數(shù)為：64*30/2=960，即最多可接通960路用戶通話。5.4 tst網(wǎng)絡(luò)改進時間接線器和空間接線器是程控交換技術(shù)中最基本的交換單元電路。單獨的t接線器和s接線器，只適用于容量比較小的交換機，而對于比較大容量的交換機通常選用空分交換芯片和時分交換芯片構(gòu)成tst交換網(wǎng)絡(luò)，完成多語音信號間的交換。在本設(shè)計中使用了兩片mt8980芯片，并且使用了mt8980八路輸入中的四路pcm輸入，完成了128個時隙的交換，這樣在mt8816芯片的交換中就有四路空閑，通過對mt8980 進行級聯(lián)即使用四片mt8816，可以很方便地進行對本系統(tǒng)擴展，實現(xiàn)256個時隙的交換，提高系統(tǒng)容

16、量。六、硬件系統(tǒng)設(shè)計6.1設(shè)計tst網(wǎng)絡(luò)tst是一種常見的三級交換網(wǎng)絡(luò)，第一級t交換器稱為a級t，用來完成輸入時分復用線上的時隙交換。第二級s交換器稱為中間級s，用來完成不同時分復用線間的交換。第三級t交換器稱為b級t，用來完成輸出時分復用線上的時隙交換。tst網(wǎng)絡(luò)中的兩級t要求采用不同的控制方式，中間級s的控制方式任意，這樣做的目的是為了便于控制。6.2設(shè)計思路首先正向接續(xù)路由的選擇和建立，控制系統(tǒng)首先必須選擇一個空閑的內(nèi)部時隙，tst網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部時隙是指a級t的輸出復用線上的時隙，由于s級不能完成時隙交換，內(nèi)部時隙也是s級總線上的時隙，又是b級t的輸入服用線上的時隙。內(nèi)部時隙不固定給任何通路

17、，屬于共享資源。其次反向接續(xù)路由的選擇和建立，控制系統(tǒng)不必為反向接續(xù)路由選擇空閑的內(nèi)部時隙，一般采用反向法原理，用與正向接續(xù)路由相差半幀的內(nèi)部時隙作為反向路由的內(nèi)部時隙，復用線上一幀有32個時隙，相差半幀也就是16個時隙，因此，反向路由的內(nèi)部時隙為10+16=26.這樣做的好處是：控制系統(tǒng)只需要選擇一次內(nèi)部時隙，就可以得到正反兩個方向的內(nèi)部時隙，節(jié)省控制系統(tǒng)選擇路由的時間。6.3單片機stc89c516簡介stc89c516是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（fperomfalshprogrammableanderasablereadonlymemory）的低電壓，高性能cmos8位微

18、處理器，俗稱單片機。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個芯片中，atmel的stc89c516是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。6.3.1管腳說明vcc：供電電壓。gnd：接地。 p0口：p0口為一個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當p1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時，p0 口作為原碼輸入口，當fiash進行校驗時，p0輸出原碼，此時p0

19、外部必須被拉高。 p1口：p1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個ttl門電流，當p2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，p2口輸出地址的高八位。在

20、給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 p3口：p3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。當p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。psen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/psen信號將不出現(xiàn)。ea/vpp：當/ea保持低電平時，則在此期間外部程

21、序存儲器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當/ea端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。xtal2：來自反向振蕩器的輸出。單片機stc89c516如圖6.3.1所示 圖6.3.1 單片機stc89c5166.4時分交換芯片mt8980mt8980由串-并變換器、數(shù)據(jù)存儲器、幀計數(shù)器、控制寄存器、控制接口單元、接續(xù)存儲器、輸出復用器與并-串變換器等部分構(gòu)成。串行pcm數(shù)據(jù)流以2.048mbs速率(共32個64k

22、bs，8比特數(shù)字時隙)分八路由sti0sti7輸入，經(jīng)串-并變換，根據(jù)碼流號和信道(時隙)號依次存入2568比特數(shù)據(jù)存儲器的相應(yīng)單元內(nèi)?？刂萍拇嫫魍ㄟ^控制接口，接受來自微處理器的指令，并將此指令寫到接續(xù)存儲器。這樣，數(shù)據(jù)存儲器中各信道的數(shù)據(jù)按照接續(xù)存儲器的內(nèi)容(即接續(xù)命令)，以某種順序從中讀出，再經(jīng)復用、緩存、并-串變換，變?yōu)闀r隙交換后的八路2.048mbs串行碼流，從而達到數(shù)字交換的目的。如果不再對控制寄存器發(fā)出命令，則電路內(nèi)部維持現(xiàn)有狀態(tài)，剛才交換過的兩時隙將一直處于交換過程，直到接受新命令為止。接收存儲器的容量為25611位，分為高3位和低8位兩部分，前者決定本輸出時隙的狀態(tài)；后者決定本

23、輸出時隙所對應(yīng)的輸入時隙。另外，由于輸出多路開關(guān)的作用，電路還可以工作于消息模式(messagemode)，以使接續(xù)存儲器低8位的內(nèi)容作為數(shù)據(jù)直接輸出到相應(yīng)時隙中去。電路內(nèi)部的全部動作均由微處理器通過控制接口控制，可以讀取數(shù)據(jù)存儲器、控制寄存器和接續(xù)存儲器的內(nèi)容，并可向控制寄存器和接續(xù)存儲器寫入指令。此外，還可置電路于分離方式，即微處理器的所有讀操作均讀自于數(shù)據(jù)存儲器，所有寫操作均寫至接續(xù)存儲器的低8位。時分交換芯片mt8980是8線32信道數(shù)字交換電路，輸入和輸出均鏈接8條pcm集群（30/32路）數(shù)據(jù)線，在控制信號作用下，可實現(xiàn)240/256路數(shù)字語音或數(shù)據(jù)的無阻塞數(shù)字交換。微處理器對電路

24、的控制主要體現(xiàn)在對內(nèi)部存儲器的讀寫操作，控制格式為：地址線(a5a0)：若a50，選擇控制寄存器，所有操作均針對控制寄存器。若a51，則由a4a0選擇輸出碼流的信道號（時隙號）。mt8980共有8條2.048mb/s速率的pcm串行輸入碼流，每個碼流中共有32個8比特數(shù)字時隙（信道），輸入的各信道數(shù)據(jù)經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后存入該信道對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲器中（片內(nèi)有256個8比特的數(shù)據(jù)存儲器）。mt8980共有8條2.048mb/s速率的pcm串行輸出碼流，每個碼流中共有32個8比特數(shù)字時隙（信道），每個輸出信道（時隙）都有一個11位的接續(xù)存儲器和它對應(yīng)?？刂萍拇嫫魍ㄟ^控制接口，接受來自微處理器的指令，并將此指

25、令寫到接續(xù)存儲器。這樣，數(shù)據(jù)存儲器中各信道的數(shù)據(jù)按照接續(xù)存儲器的內(nèi)容（即接續(xù)命令，輸出信道的數(shù)據(jù)來自哪個輸入碼流的哪個時隙），以某種順序從中讀出，再經(jīng)復用、緩存、并串變換，變?yōu)闀r隙交換后的8路2.048mb/s串行碼流,從而達到數(shù)字交換的目的。如果不再改寫接續(xù)存儲器中的內(nèi)容，則電路內(nèi)部維持現(xiàn)有狀態(tài)，剛才交換過的兩時隙將一直交換下去，直到接受新命令為止。6.4.1基本特性該器件是8線32信道數(shù)字交換電路。它內(nèi)部包含串-并變換器，數(shù)據(jù)存儲器、幀計數(shù)器、控制接口電路、接續(xù)存儲器、控制寄存器、輸出復用電路及并-串變換器等功能單元。輸入和輸出均連接8條pcm基群(3032路)數(shù)據(jù)線，在控制信號作用下，可

26、實現(xiàn)240256路數(shù)字話音或數(shù)據(jù)的無阻塞數(shù)字交換。電路的基本特性為：mitel串行總線（st-bus）832時隙輸入832時隙輸出256個用戶的無阻塞交換單電源（+5v）供電30mw的低功耗微處理器的接口三態(tài)串行輸出這個大規(guī)模集成電路是為pcm的語音或者數(shù)據(jù)交換設(shè)計的?？捎迷诮粨Q機中。它共聯(lián)接256個64kbps通道。8個串行輸入均由32個64kbps組成，即形成一個2.048mbps串行總線碼流。另外，mt8980對串行總線的時隙可以進行讀寫，因此可以用這種方式進行串行通信。6.4.2 mt8980的工作原理mt8980由串并交換器、數(shù)據(jù)存儲器、幀計數(shù)器、控制寄存器、控制接口單元。接續(xù)存儲器

27、、輸出復用線與并-串變換器等部分構(gòu)成。串行pcm數(shù)據(jù)以2.048mb/s速率分8路由sti0-sti7輸入，經(jīng)串-并變換，根據(jù)碼流號和信道號一次存入2568比特數(shù)據(jù)存儲器的相應(yīng)單元內(nèi)?？刂拼鎯ζ魍ㄟ^控制接口，接受來自微處理器的指令，并經(jīng)此指令寫到接續(xù)存儲器中。這樣，數(shù)據(jù)存儲器中各信道的數(shù)據(jù)按照接續(xù)存儲器的內(nèi)容，以某種順序從中讀出，再經(jīng)復用、緩存、并串-變換，變?yōu)闀r隙變換后的8路2.048mb/s串行碼流，從而達到數(shù)據(jù)交換的目的。6.4.3 mt8980引腳功能輸入端口：sti0-sti7輸出端口：sto0-sto7處理機控制接口：a0-a5，d0-d7，cs，r/w，dta等。d0-d7:8位

28、雙向數(shù)據(jù)總線，處理機與芯片互通信息使用。a0-a5:6位地址總線，用于處理機對芯片內(nèi)各部件的尋址，傳送尋址用的的地址碼?？刂萍拇嫫魇且环N8位的，其內(nèi)容由處理機寫入，用以指定的工作模式、操作對象和輸入/輸出的pcm總線號碼。cs是片選信號輸入，低電平有效。ds是微處理器接口是數(shù)據(jù)輸入選通信號，高低平有效。r/w是微處理器接口時讀、寫控制信號，若輸入高電平，為讀出；若輸入低電平，則為寫入。ode是輸入驅(qū)動允許。若該輸入保持低電平，則sto0-sto7輸出驅(qū)動器正常工作；若為低電平，則sto0-sto7呈高阻。dat是數(shù)據(jù)應(yīng)答信號輸出，若此端下拉為低電平，電路處理完數(shù)據(jù)，通常dat經(jīng)909接5。管腳

29、圖如圖6.4.3所示。圖6.4.3 mt8980管腳圖6.5空分交換芯片mt8816空分交換mt8816芯片為cmos大規(guī)模集成電路芯片，是一片816模擬交換矩陣，有8條col線（l0l7）和16條row線（row0row15），形成一個模擬交換矩陣，它們可以通過任意一個交叉點接通。6.5.1mt8816的工作原理mt8816是一片816模擬交換矩陣cmos大規(guī)模集成電路芯片，如圖16-3 所示，圖中有8條col線（col0col7）和16條row線（row0row15），形成一個模擬交換矩陣。它們可以通過任意一個交叉點接通。芯片有保持電路，因此可以保持任一交叉接點處于接通狀態(tài)，直至來復位信號

30、為止。cpu可以通過地址線acol2acol0和數(shù)據(jù)線arow3arow0進行控制和選擇需要接通的交叉點號。acol2acol0管col7col0中的一條線。acol2acol0編成二進制碼，經(jīng)過譯碼以后就可以接通交叉點相應(yīng)的coli；arow3arow0管row15row0中的一條。arow3arow0編成二進制碼，經(jīng)過譯碼以后就可以接通交叉點相應(yīng)的rowi。例如要接通l1和j0之間的交叉點。這時一方面向acol0acol2送001，另一方向面向arow3arow0送0000，當送出地址啟動門st時，就可以將相應(yīng)交叉點接通了。圖中還有一個端子叫”cs”，它是片選端，當cs為”1”時，全部交叉

31、點就打開了。6.5.2mt8816管腳功能col0-col7：列輸入/輸出，開關(guān)矩陣8路列輸入或輸出。row0-row15：行輸入/輸出，開關(guān)矩陣16路行輸入或輸出。acol0-acol2：列地址碼輸入，對開關(guān)矩陣進行列尋址。arow0-arow3：行地址碼的輸入，對開關(guān)矩陣進行行尋址。st：選通脈沖輸入，高電平有效，使地址碼與數(shù)據(jù)得以控制相應(yīng)的開關(guān)通、斷，在st的上升沿前，地址必須經(jīng)入穩(wěn)定的狀態(tài)，在st的下降沿處，數(shù)據(jù)也應(yīng)給是穩(wěn)定。di：通斷控制輸入，若di為高電平，將所選擇的開關(guān)導通;若di為低電平，將所選擇的開關(guān)斷開。reset：復位信號的輸入，不管cs出于什么電平，均將全部開關(guān)置于截止

32、狀態(tài)。cs：片選信號輸入，高電平有效。mt8816管腳圖如圖6.5.2所示圖6.5.2 mt8816管腳圖6.6單元電路6.6.1復位電路在上電或復位過程中，控制cpu的復位狀態(tài)：這段時間內(nèi)讓cpu保持復位狀態(tài)，而不是一上電或剛復位完畢就工作，防止cpu發(fā)出錯誤的指令、執(zhí)行錯誤操作，也可以提高電磁兼容性能。無論用戶使用哪種類型的單片機,總要涉及到單片機復位電路的設(shè)計。而單片機復位電路設(shè)計的好壞,直接影響到整個系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設(shè)計完單片機系統(tǒng),并在實驗室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了“死機”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機的復位電路設(shè)計不可靠引起的。基本的復位方式單片機在啟動時都需要

33、復位，以使cpu及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機的復位信號是從rst引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果rst引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則cpu就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復位。復位電路如圖6.6.1所示。圖6.6.1 復位電路圖6.6.2晶振電路晶體振蕩器，簡稱晶振。在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學上這個網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當?shù)慕咏?，在這個極窄的頻率范

34、圍內(nèi)，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。晶振電路如圖6.6.2所示圖6.6.2 晶振電路6.7器件清單本次課程設(shè)計的用到的元器件有單片機stc89c516、時分芯片mt8980、空分芯片mt8816、電阻r、電容c、晶振器、開關(guān)、電源、gnd端口。清單如表6.7所示。表6.7 元件清單器件名稱數(shù)量單位值單片機stc89c5161時分芯片mt8980 2空分芯片mt88161電阻r1 1k電

35、容c 3100pf、200pf、500pf晶振器1開關(guān) 1七、系統(tǒng)軟件設(shè)計7.1流程框圖調(diào)用mt8816子程序調(diào)用mt8980b子程序調(diào)用mt8980a子程序重新設(shè)置參數(shù)完成程序調(diào)試結(jié)束程序是否運行？開始設(shè)置原始數(shù)據(jù)程序初始化 否是圖7.1 流程框圖7.2軟件設(shè)計altiumdesigner簡介：altium designer 是原protel軟件開發(fā)商altium公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，主要運行在windows操作系統(tǒng)。這套軟件通過把原理圖設(shè)計、電路仿真、pcb繪制編輯、拓撲邏輯自動布線、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)的完美融合，為設(shè)計者提供了全新的設(shè)計解決方案，使設(shè)計者可以輕松

36、進行設(shè)計，熟練使用這一軟件必將使電路設(shè)計的質(zhì)量和效率大大提高。altium designer 除了全面繼承包括protel 99se、protel dxp在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點外，還增加了許多改進和很多高端功能。該平臺拓寬了板級設(shè)計的傳統(tǒng)界面，全面集成了fpga設(shè)計功能和sopc設(shè)計實現(xiàn)功能，從而允許工程設(shè)計人員能將系統(tǒng)設(shè)計中的fpga與pcb設(shè)計及嵌入式設(shè)計集成在一起。 由于altium designer 在繼承先前protel軟件功能的基礎(chǔ)上，綜合了fpga設(shè)計和嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計功能，altium designer 對計算機的系統(tǒng)需求比先前的版本要高一些。altium desi

37、gner summer 09的發(fā)布延續(xù)了連續(xù)不斷的新特性和新技術(shù)的應(yīng)用過程。這必將幫助用戶更輕松地創(chuàng)建下一代電子設(shè)計。同時，我們將令altium designer更符合電子設(shè)計師的要求。altium的一體化設(shè)計結(jié)構(gòu)將硬件、軟件和可編程硬件集合在一個單一的環(huán)境中，這將令用戶自由地探索新的設(shè)計構(gòu)想。在整個設(shè)計構(gòu)成中，每個人都使用同一個設(shè)計界面。 summer 09版本解決了大量歷史遺留的工具問題。其中就包括了增加更多的機械層設(shè)置、增強的原理圖網(wǎng)絡(luò)類定義。新版本中更關(guān)注于改進測試點的分配和管理、精簡嵌入式軟件開發(fā)、軟設(shè)計中智能化調(diào)試和流暢的license管理等功能。7.3設(shè)計思路這次設(shè)計我利用時分交

38、換芯片mt8980和空分交換芯片mt8816構(gòu)成tst交換網(wǎng)絡(luò)，用單片機stc89c516來控制完成多語音用戶間的交換。tst數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)主要由處理機和存儲器組成,處理機通過軟件程序來指令硬件、軟件協(xié)調(diào)動作;存儲器用來存放軟件程序及有關(guān)數(shù)據(jù)?？刂葡到y(tǒng)是程控交換機的核心,其主要任務(wù)是執(zhí)行存儲程序和各種命令,以控制相應(yīng)單片機stc89c516、時分芯片mt8980、空分芯片mt8816、時分芯片mt8980的硬件,實現(xiàn)信息的交換和系統(tǒng)地維護和管理功能。控制系統(tǒng)的主體是微處理機,包括cpu、存儲器、i/o設(shè)備及相應(yīng)軟件。本此設(shè)計采用stc89c516作為微處理機,stc89c516與mt8

39、980之間的接口信號主要有地址線a0a5、數(shù)據(jù)線d0d7、片選信號/cs、讀寫信號r/w、數(shù)據(jù)輸入選通信號ds、數(shù)據(jù)應(yīng)答信號/dta。連接方式及功能如下表7.3所示。 表7.3 連接方式及功能芯片連接方式實現(xiàn)功能 stc89c516p1口分別連接mt8980的a0a5和ds和r/w實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的同步,在ds信號的上升沿時刻,如果mt8980的片選信號/cs、數(shù)據(jù)線、地址線以及讀寫信號r/w有效,則cpu開始對mt8980進行讀或?qū)懖僮?。當mt8980與89c516之間完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送或者接收之后,dta送出一個下降沿,表示這次數(shù)據(jù)交換完成,然后通過軟件來控制具體的時隙交換p17連接mt898

40、0的r/w通過置位和復位實現(xiàn)對mt8980的讀寫控制p17=0w,p17=1rp1口連接mt8980的a0a4,p27連接mt8980的a5a5=0控制a5=1時隙選擇中間時隙，中間時隙通過a0a4的尋址來決定。p25、p24p23分別連接前一片mt8980mt8816后一片mt8980的cs對mt8980和mt8816進行片選p0口連接mt8980的sti0sti7數(shù)據(jù)進入空分芯片mt8816進行空間交換,與后t級連接為了進一步實現(xiàn)時隙交換xtal1，xtla2接入片外時鐘發(fā)生器xtal1為振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生電路的輸入，xtla2為反相放大器的輸出。mt8816與mt8980的sti

41、口相連接通過stc89c516控制具體的信道交換,芯片由輸入的行地址和列地址來選擇電導通的點，從而實現(xiàn)空間上的電路交換7.4容量分析 大型的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)普遍采用tst（時分-空分-時分）三級結(jié)構(gòu)，它由兩個t級和一個s級組成，因為采用兩個t級，可充分利用時分接線器成本低和無阻塞的特點，并利用s級擴大容量，使他具有成本低，阻塞率小和路由尋找簡單等特點。這種數(shù)字交換網(wǎng)引入了空分級s，改善了話務(wù)的疏散功能，并通過擴大s級的輸入母線和輸出母線，將多個時分接線器連接起來，大幅度提高了交換網(wǎng)的容量。圖中s級之前的稱為前t級，s級之后的稱為后t級。這里s級的容量為88=64，即有8組輸入母線和8組輸出母線，分

42、別可接8個前t級和8個后t級。這個tst網(wǎng)絡(luò)的容量為：時分交換器芯片mt8980的容量為832=256個時隙。可接入8端pcm一次群，由于8個前t和8個后t，因而總交換的容量為8256=2048時隙（話路），可接入88=64端pcm一次群，又因為每端pcm可占用的時隙數(shù)為30，且數(shù)字交換網(wǎng)為單向傳輸，每一對通話占用兩個時隙，故可同時接通的通話數(shù)為：6430/2=960路，即最多可接通9602=1920路用戶通話。本次課程設(shè)計可選用的芯片有時分交換芯片mt8980及空分交換芯片mt8816。其中，時分交換芯片mt8980是8線32信道數(shù)字交換電路，輸入和輸出均鏈接8條pcm集群（30/32路）數(shù)

43、據(jù)線，在控制信號作用下，可實現(xiàn)240/256路數(shù)字語音或數(shù)據(jù)的無阻塞數(shù)字交換?？辗纸粨Qmt8816芯片為cmos大規(guī)模集成電路芯片，是一片816模擬交換矩陣，有8條col線（l0l7）和16條row線（row0row15），形成一個模擬交換矩陣，它們可以通過任意一個交叉點接通。本次課程設(shè)計我只選用mt8816中的4路輸入母線和輸出母線，其s級的容量為44=16，可接4個前t級和4個后t級，所以實現(xiàn)的是432=128路的交換網(wǎng)絡(luò)，僅僅使用了mt8980一半的容量。7.5設(shè)計特點時分交換芯片mt8980該器件是8線32信道數(shù)字交換電路。它內(nèi)部包含串-并變換器數(shù)據(jù)存儲器、幀計數(shù)器、控制接口電路、接續(xù)

44、存儲器、控制寄存器、輸出復用電路及并-串變換器等功能單元。輸入和輸出均連接8條pcm基群(3032路)數(shù)據(jù)線在控制信號作用下可實現(xiàn)240256路數(shù)字話音或數(shù)據(jù)的無阻塞數(shù)字交換。mt8816是一片816模擬交換矩陣cmos大規(guī)模集成電路芯片有8條col線col0col7和16條row線row0row15形成一個模擬交換矩陣。它們可以通過任意一個交叉點接通。芯片有保持電路因此可以保持任一交叉接點處于接通狀態(tài)直至來復位信號為止。因為此次課設(shè)用于實現(xiàn)的是4*32=128路的交換網(wǎng)絡(luò)所以對芯片有一些浪費僅僅使用了一半的容量。mt8980在此次課程設(shè)計中僅僅用于時間交換其實它不但可以進行時間交換還可以進行

45、兩間交換。在此次課設(shè)中沒有將它的作用最大化。7.6特性參數(shù)在交換網(wǎng)絡(luò)中,一個線束里同時占用的線路數(shù)時一個隨機變量。根據(jù)話源數(shù)n和線束容量等于線的復用度間的關(guān)系m，常用愛爾蘭分布來描述其阻塞概率。愛爾蘭分布適用于話源數(shù)n為無窮大,線束容量為有限值的情況.在愛爾蘭分布的情況下,線束中有x條線被占用的概率為：式中，p(x)為線束有x條線被占用的概率，a為線束的流入話務(wù)量，m為線束的容量。當x=m時，線束全忙，即產(chǎn)生呼損，愛爾蘭呼損公式為：式中，e為線束發(fā)生呼損的概率，a為線束的流入話務(wù)量，m為線束的容量。因此只要知道e，a，m中的任意兩個值就可以計算出另外的值。八、心得體會本次課程設(shè)計主要利用時分交

46、換芯片mt8980和空分交換芯片mt8816構(gòu)成tst交換網(wǎng)絡(luò)，完成多語音用戶間的交換，設(shè)計中用到了很多交換原理課程中學到的知識，例如：t接線器，s接線器，tst網(wǎng)絡(luò)等。這次課程設(shè)計使我從中受益匪淺，通過本次課程設(shè)計使我把學過的理論知識和實際聯(lián)系了起來，從而使我順利的完成了本次設(shè)計。在設(shè)計過程中查閱了大量的有關(guān)tst網(wǎng)絡(luò)的書籍，鞏固了以前所學過的知識，也學到了很多在書本上所沒有學到過的課外知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合的重要性，提高了自己的實際動手能力和獨立思考問題的能力。在設(shè)計過程中遇到了很多問題，對tst網(wǎng)絡(luò)理解不透徹，不知道其tst網(wǎng)絡(luò)的如何用芯片來實現(xiàn)；后來通過熟悉其

47、原理和在老師的幫助下，才能順利的完成，還有對理論知識掌握不扎實，設(shè)計過程中存在了很多問題，以致花費了好多時間學習基礎(chǔ)知識和上網(wǎng)查找相關(guān)資料，所以在以后的學習中一定要穩(wěn)扎穩(wěn)打，深刻理解理論知識，為今后的實踐性活動打下堅實的基礎(chǔ)；同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固?？傊?，通過這次課程設(shè)計之后，我發(fā)現(xiàn)自己的不足之處還很多，在今后學習中一定要把基礎(chǔ)學扎實，認真學習理論知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合的必要性，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。但是也存在著許多的不足芯片有