TST數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

1、目 錄摘要2第一章 TST網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)31.1 時(shí)間接線器31.2 空間接線器41.3 TST數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)4第二章 TST網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原理52.1 時(shí)分交換原理52.1.1 原理52.1.2 時(shí)分交換芯片MT8980的介紹72.2 空分交換原理92.3 TST交換網(wǎng)絡(luò)交換原理9第三章 設(shè)計(jì)過程與結(jié)果分析103.1 硬件部分103.1.1 實(shí)驗(yàn)過程103.1.2 結(jié)果及分析113.2 軟件部分13第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì)174.1 設(shè)計(jì)總結(jié)174.1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)及不足174.1.2 特性參數(shù)184.2 心得體會(huì)19參考文獻(xiàn)20摘要一個(gè)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。

2、其中，時(shí)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(dú)的T接線器和S接線器，只適用于容量比較小的交換機(jī)，而對(duì)于大容量的交換機(jī)通常選用空分交換芯片和時(shí)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。TST（時(shí)分-空分-時(shí)分）交換網(wǎng)絡(luò)是在電路交換系統(tǒng)中經(jīng)常使用的一種交換網(wǎng)絡(luò)，它是三級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，兩側(cè)為T接線器，中間一級(jí)為S接線器，S級(jí)的出入線數(shù)決定于兩側(cè)T接線器的數(shù)量。第1級(jí)T接線器：負(fù)責(zé)輸入母線的時(shí)隙交換。S接線器：負(fù)責(zé)母線之間的空間交換。第2級(jí)T接線器：負(fù)責(zé)輸出母線的時(shí)隙交換。本次課程設(shè)計(jì)是在現(xiàn)代交換原理的基礎(chǔ)上利用時(shí)分交換芯片MT8980及空分交換芯

3、片MT8816構(gòu)成TST交換網(wǎng)絡(luò)。其中，輸入級(jí)T型接線器為順序?qū)懭?、控制讀出，中間級(jí)S型接線器為輸入控制方式也可以是輸出控制工作方式，輸出級(jí)T型接線器工作方式為控制寫入、順序讀出。關(guān)鍵字： TST交換網(wǎng)絡(luò) T接線器 S接線器 MT8980 MT8816第一章 TST網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.1 時(shí)間接線器時(shí)間接線器簡稱T接線器，其作用是完成一條時(shí)分復(fù)用線上的時(shí)隙交換功能。T接線器主要由話音存儲(chǔ)器(SM)和控制存儲(chǔ)器(CM)組成如圖所示，話音存儲(chǔ)器用來暫存話音數(shù)字編碼信息，每個(gè)話路為8bit。SM的容量即SM的存儲(chǔ)單元數(shù)等于時(shí)分復(fù)用線上的時(shí)隙數(shù)。控制存儲(chǔ)器用來存放SM的地址碼(單元號(hào)碼)，CM的容量通常等于S

4、M的容量，每個(gè)單元所存儲(chǔ)SM的地址碼是由處理機(jī)控寫入。圖1-1 T接線器圖1-1（a）所示為輸出控制方式，即話音存儲(chǔ)器的寫入是由時(shí)鐘脈沖控制按順序進(jìn)行，而其讀出要受控制存儲(chǔ)器的控制，由控制存儲(chǔ)器提供寫出地址?？刂拼鎯?chǔ)器則只有一種工作方式，它所提供的讀出地址是由處理機(jī)控制寫入，按順序讀出的。圖1-1（b）所示為輸入控制方式，即話音存儲(chǔ)器是控制寫入，順序讀出的，其工作原理與輸出控制方式相似，不同之處不過是控制存儲(chǔ)器用于控制話音存儲(chǔ)器的寫入。注意：（1）工作方式是針對(duì)SM而言（CM總是輸出控制）（2）話音存儲(chǔ)器的位數(shù)總按8bit計(jì)算。（3）話音存儲(chǔ)器的容量等于輸入母線上每幀的時(shí)隙數(shù)。（4）控制存儲(chǔ)器

5、的容量等于話音存儲(chǔ)器的容量，控制存儲(chǔ)器每個(gè)單元的比特?cái)?shù)決定于話音存儲(chǔ)器的容量。1.2 空間接線器空間接線器簡稱S接線器，其作用是完成不同時(shí)分復(fù)用線之間在同一時(shí)隙的交換功能，即完成各復(fù)用線之間空間交換功能。在S接線器中，CM對(duì)電子交叉點(diǎn)的控制方式有兩種：輸入控制和輸出控制。圖 1-2 S接線器從結(jié)構(gòu)上看，空間接線器由電子交叉矩陣和控制存儲(chǔ)器（CM）構(gòu)成，圖1-2所示為基于兩種控制方式的空間接線器。1.3 TST數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)程控?cái)?shù)字交換機(jī)，可采用小容量的程控?cái)?shù)字用戶交換機(jī)的交換網(wǎng)絡(luò)采用單級(jí)T或多級(jí)T接線器組成。大容量的TST、TSST、甚至級(jí)數(shù)更多的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)。圖1-3 TST交換網(wǎng)絡(luò)原理圖TS

6、T交換網(wǎng)絡(luò)是在電路交換系統(tǒng)中經(jīng)常使用的一種交換網(wǎng)絡(luò)，它是三級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，兩側(cè)為T接線器，中間一級(jí)為S接線器，S級(jí)的出入線數(shù)決定于兩側(cè)T接線器的數(shù)量。第1級(jí)T接線器負(fù)責(zé)輸入母線的時(shí)隙交換。S接線器負(fù)責(zé)母線之間的空間交換。第2級(jí)T接線器負(fù)責(zé)輸出母線的時(shí)隙交換。以T型或S型時(shí)分接線器為基礎(chǔ)，組成兩級(jí)或兩級(jí)以上的交換網(wǎng)稱作數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)。由于T型接線器可進(jìn)行時(shí)隙交換，所以它可以獨(dú)立工作。而S型接線器不能進(jìn)行時(shí)隙交換，所以不能獨(dú)立工作。第二章 TST網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原理2.1 時(shí)分交換原理 原理圖2-1 時(shí)分交換系統(tǒng)時(shí)隙分配圖時(shí)分復(fù)用是建立在抽樣定理基礎(chǔ)上的，連續(xù)的模擬信號(hào)有可能被在時(shí)間上離散出現(xiàn)的抽樣脈沖值所代替

7、。這樣，當(dāng)抽樣脈沖占據(jù)較短時(shí)間時(shí)，在抽樣脈沖之間就留出了時(shí)間空隙。利用這些空隙便可以傳輸其它信號(hào)的抽樣值，因此，就可以沿一條信道同時(shí)傳送若干個(gè)基帶信號(hào)。時(shí)分交換就是利用時(shí)分復(fù)用實(shí)現(xiàn)多路話音在同一PCM總線上傳輸?shù)?。由前面所講，用戶的語音輸入輸出時(shí)隙是由編解碼時(shí)鐘信號(hào)控制的，當(dāng)編碼時(shí)鐘到來時(shí)編碼芯片開始編碼，當(dāng)解碼時(shí)鐘到來時(shí)解碼芯片開始解碼。為了實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用，本實(shí)驗(yàn)箱上提供多個(gè)編解碼時(shí)鐘，從TS0到TS7，各時(shí)隙之間相隔3.9us。本實(shí)驗(yàn)箱時(shí)隙分配如2-1圖：用戶1的編解碼時(shí)隙為TS1,用戶2的編解碼時(shí)隙為TS2，用戶3的編解碼時(shí)隙為TS3，用戶4的編解碼時(shí)隙為TS4，外輸入信號(hào)與收號(hào)器的編解碼

8、時(shí)隙為TS6，撥號(hào)音，忙音，回鈴音的編碼時(shí)隙分別為TS7,TS8,TS9。時(shí)分交換的基本組成是一個(gè)話音存儲(chǔ)器和一個(gè)控制存儲(chǔ)器。話音存儲(chǔ)器是暫時(shí)存儲(chǔ)輸入數(shù)字信號(hào)。如果是一條輸入線只需要一個(gè)32X8的RAM存儲(chǔ)器。而現(xiàn)在專用的交換芯片（如MT8980）一般有8條2.048Kb/s輸入線和8條輸出線。它們內(nèi)部的話音存儲(chǔ)器的容量是2568?？刂拼鎯?chǔ)器是用來寄存話音時(shí)隙的地址。話音存儲(chǔ)器有兩種工作方式，一種是時(shí)鐘寫入，控制讀出。另一種是控制寫入，時(shí)鐘讀出。如圖22(a)所示，以時(shí)鐘寫入，控制讀出為例：話音存儲(chǔ)器等于復(fù)用線上的時(shí)隙數(shù)，本例為256個(gè)時(shí)隙。因此控制存儲(chǔ)器每單元需要8bit，對(duì)應(yīng)于256個(gè)時(shí)隙

9、地址的二進(jìn)制編碼。線路上256個(gè)時(shí)隙話音信息分別存入256個(gè)話音存儲(chǔ)單元中，在處理器的控制下將輸入Ti存儲(chǔ)單元的地址寫入控制存儲(chǔ)器,相當(dāng)于輸出時(shí)隙的存儲(chǔ)單元中當(dāng)輸出時(shí)隙的地址。然后根據(jù)入時(shí)隙的地址取出話音存儲(chǔ)器的內(nèi)容送至輸出端，完成了將某一入時(shí)隙內(nèi)容轉(zhuǎn)移到另一輸出時(shí)隙去的作用。圖2-2(a)中控制存儲(chǔ)器255單元寫入00000011(3)，表示入時(shí)隙3交換到出時(shí)隙255的情況?？刂茖懭?，時(shí)隙讀出如圖2-2（b）所示。 圖2-2 時(shí)分交換的兩種控制方式呼叫接續(xù)過程一般是主叫摘機(jī)，送出撥號(hào)音，撥被叫號(hào)碼，呼叫被叫用戶，被叫應(yīng)答，保持通話，話終拆線。2.1.2 時(shí)分交換芯片MT8980的介紹MT89

10、80是加拿大MITEL公司的數(shù)字交換矩陣芯片。(1)它的主要特點(diǎn)是： MITEL串行總線（ST-BUS） 832時(shí)隙輸入 832時(shí)隙輸出 256個(gè)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(gè)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(jì)的?？捎迷诮粨Q機(jī)中。它共聯(lián)接256個(gè)64kbps通道。8個(gè)串行輸入均由32個(gè)64kbps組成，即形成一個(gè)2.048Mbps串行總線碼流。另外，MT8980對(duì)串行總線的時(shí)隙可以進(jìn)行讀寫，因此可以用這種方式進(jìn)行串行通信。(2)管腳說明（管腳頂視圖如圖7-3所示）：圖2-3 MT8980的管腳圖（頂視）1腳 /DTA：數(shù)據(jù)確認(rèn)

11、信號(hào)，當(dāng)此管腳變低時(shí)，表示微處理器送來的信號(hào)已被處理。它在使用時(shí)需要一個(gè)909歐上拉電阻。29腳STI0STI7：8個(gè)2.048Mbps串行輸入的數(shù)據(jù)碼流。30腳VDD、(10)腳VSS：供電電源。1318腳A0A5：微處理器控制訪問的地址線。11腳 /FOI：幀定位信號(hào)，在/C4I的下一個(gè)下降沿到來的時(shí)候，/FOI變成低電平使內(nèi)部計(jì)數(shù)器復(fù)位。12腳 /C4I：4.096MHz時(shí)鐘輸入。19腳DS：DS變高，輸入數(shù)據(jù)（微處理器接口）有效。20腳R/W：讀寫控制輸入，高電平為讀，低電平為寫。21腳/CS：片選信號(hào)。2922腳D0D7：數(shù)據(jù)總線。3831腳STO0STO7：串行總線輸出，對(duì)應(yīng)8個(gè)2

12、.048Mbps的碼流。39腳ODE：輸出允許，高電平有效，低電平時(shí)，8個(gè)串行輸出為高阻。40腳 CST0：串行總線的輸出。一幀中的每一位對(duì)應(yīng)8路輸入串行碼流的256個(gè)時(shí)隙。此位輸出由軟件控制。如前面所述，時(shí)分交換器分時(shí)鐘寫入、控制讀出和控制寫入、時(shí)鐘讀出兩種，而MT8980屬于前者。因此它除了有輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，還應(yīng)有實(shí)現(xiàn)交換所必須的控制存儲(chǔ)器，為每一時(shí)隙的輸出約定其對(duì)應(yīng)的輸入時(shí)隙的編號(hào)。同時(shí)如下面要說到的，為了實(shí)現(xiàn)另外一些功能，MT8980控制存儲(chǔ)器部分還設(shè)有一個(gè)8位寄存器，來決定要訪問的PCM號(hào)，及輸出對(duì)應(yīng)的三態(tài)。MT8980對(duì)應(yīng)的地址線為6位，表示32個(gè)時(shí)隙需5位，最高位A5為零時(shí)（此時(shí)A

13、4A0無效），表示訪問控制寄存器。 MT8980采用串行總線技術(shù)，能將輸入的任一時(shí)隙內(nèi)容送到輸出的時(shí)隙上，同時(shí)也可任意讀寫時(shí)隙中的內(nèi)容。這在處理局間信令時(shí)帶來很大的方便。在此僅以局內(nèi)交換為例，比如要將第0條PCM上的第31時(shí)隙交換到第7條輸出PCM的第1條時(shí)隙上，則要做如下操作：A5A0置為“0XXXXX ”，寫控制寄存器（8位）為“10X10111”，其中低3位“111”表示輸出的第7條PCM。再置A5A0為“100001”，對(duì)應(yīng)第7條PCM的第1時(shí)隙。對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)總線上的一個(gè)字節(jié)是“00011111”，高3位為輸入的PCM號(hào)（此時(shí)為sti0），低5位對(duì)應(yīng)的時(shí)隙數(shù)（此時(shí)為31）。2.2 空分交

14、換原理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(gè)模擬交換矩陣。它們可以通過任意一個(gè)交叉點(diǎn)接通。芯片有保持電路，因此可以保持任一交叉接點(diǎn)處于接通狀態(tài)，直至來復(fù)位信號(hào)為止。CPU可以通過地址線ACOL2ACOL0和數(shù)據(jù)線AROW3AROW0進(jìn)行控制和選擇需要接通的交叉點(diǎn)號(hào)。ACOL2ACOL0管COL7COL0中的一條線。ACOL2ACOL0編成二進(jìn)制碼，經(jīng)過譯碼以后就可以接通交叉點(diǎn)相應(yīng)的COLi；AROW3AROW0管ROW15ROW0中的一條。AROW3AROW0編成二

15、進(jìn)制碼，經(jīng)過譯碼以后就可以接通交叉點(diǎn)相應(yīng)的ROWi。例如要接通L1和J0之間的交叉點(diǎn)。這時(shí)一方面向ACOL0ACOL2送001，另一方向面向AROW3AROW0送0000，當(dāng)送出地址啟動(dòng)門ST時(shí)，就可以將相應(yīng)交叉點(diǎn)接通了。圖中還有一個(gè)端子叫”CS”，它是片選端，當(dāng)CS為”1”時(shí)，全部交叉點(diǎn)就打開了。 圖2-4 空分芯片MT8816管腳圖2.3 TST交換網(wǎng)絡(luò)交換原理如圖1-3：假定PCM0上的TS16與PCM15上的TS40進(jìn)行交換，即兩個(gè)時(shí)隙代表 A、B兩個(gè)用戶通過TST交換網(wǎng)絡(luò)建立連接，構(gòu)成雙方通話。由于數(shù)字交換采用四線制交換，因此建立去（AB）和來話（BA）兩個(gè)方向的通話路由。交換過程如

16、下：(1)AB方向，即發(fā)話是PCM0上的TS16，受話是PCM15上的TS40。PCM0上的TS16把用戶A的話音信息順序?qū)懭胼斎隩接線器的話音存儲(chǔ)器的16單元，交換機(jī)控制設(shè)備為此次接續(xù)尋找空閑內(nèi)部時(shí)隙，現(xiàn)假設(shè)找到的空閑內(nèi)部時(shí)隙為TS8，處理機(jī)控制話音存儲(chǔ)器16單元的話音信息在TS8讀出，則TS16的話音信息交換到了TS8，這樣輸入T接線器就完成了TS16TS8的時(shí)隙交換。S接線器在TS8將入線PCM1和出線PCM15接通，使入線PCM1上的TS8交換到出線PCM15上。輸出T接線器在控制存儲(chǔ)器的控制下，將內(nèi)部時(shí)隙TS8中話音信息寫入其話音存儲(chǔ)器的40單元,輸出時(shí)在TS40 時(shí)刻順序讀出，這樣

17、輸出T接線器就完成了TS8TS40的時(shí)隙交換。(2)BA方向，即發(fā)話是PCM15上的TS40，受話是PCM0上的TS16。PCM15上的TS40把用戶B的話音信息順序?qū)懭胼斎隩接線器的話音存儲(chǔ)器的40單元，交換機(jī)控制設(shè)備為此次接續(xù)尋找一空閑內(nèi)部時(shí)隙，現(xiàn)假設(shè)找到的空閑內(nèi)部時(shí)隙為TS136處理機(jī)控制話音存儲(chǔ)器40單元的話音信息在TS136讀出，則TS40的話音信息交換到了TS136，這樣輸入T接線器就完成了TS40TS136的時(shí)隙交換。S接線器在TS136將入線PCM7和出線PCM0接通，使入線PCM8上的TS136交換到出線PCM1上。輸出T接線器在控制存儲(chǔ)器的控制下，將內(nèi)部時(shí)隙TS136中話音

18、信息寫入其話音存儲(chǔ)器的16單元,輸出時(shí)在TS16時(shí)刻順序讀出，這樣輸出T接線器就完成了TS136TS16的時(shí)隙交換。為了減少鏈路選擇的復(fù)雜性，雙方通話的內(nèi)部時(shí)隙選擇通常采用反相法。所謂反相法就是如果AB 方向選用了內(nèi)部時(shí)隙x，則BA方向選用的內(nèi)部時(shí)隙號(hào)由下式?jīng)Q定：x+n/2式中n為PCM復(fù)用線上一幀的時(shí)隙數(shù)，也就是說將一條時(shí)分復(fù)用線的上半幀作為去話時(shí)隙，下半幀作為來話時(shí)隙，使來去話兩個(gè)信道的內(nèi)部時(shí)隙數(shù)相差半幀。例如在圖1-3中，AB 方向選用內(nèi)部時(shí)隙TS8，x=8，則BA方向選用的內(nèi)部時(shí)隙為8+256/2=136，即TS136。此外，個(gè)別程控?cái)?shù)字交換機(jī)采用奇、偶時(shí)隙法安排雙向信道。第三章 設(shè)計(jì)

19、過程與結(jié)果分析3.1 硬件部分3.1.1 實(shí)驗(yàn)過程程控交換機(jī)的控制系統(tǒng)主要由處理機(jī)和存儲(chǔ)器組成, 處理機(jī)執(zhí)行交換機(jī)軟件程序指揮硬件、軟件協(xié)調(diào)動(dòng)作; 存儲(chǔ)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(jī)的核心, 其主要任務(wù)是根據(jù)內(nèi)、外線用戶的呼叫要求及組網(wǎng)與運(yùn)行、維護(hù)、管理的要求, 執(zhí)行存儲(chǔ)程序和各種命令, 以控制相應(yīng)的硬件, 實(shí)現(xiàn)信息的交換和系統(tǒng)地維護(hù)管理功能?？刂葡到y(tǒng)的主體是微處理機(jī), 包括CPU、存儲(chǔ)器、I/O 設(shè)備及相應(yīng)軟件。（1）接上交流電源線。（2）先打開“交流開關(guān)”，指示發(fā)光二極管亮后，再分別按下直流輸出開關(guān)J1、J2，此時(shí)實(shí)驗(yàn)箱上的五組電源已供電，各自發(fā)光二極管亮。（3）按復(fù)位

20、鍵“S1”進(jìn)行一次上電復(fù)位，此時(shí)，CPU已對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理，液晶顯示電路顯示“歡迎使用眾友科技程控交換實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（4）將四個(gè)用戶接上電話單機(jī)。（5）用示波器觀察信號(hào)TP4096,TP2048,TPTS0TPTS7的波形及相位關(guān)系及交換矩陣MT8980的幀同步信號(hào)TPFOI。（6）觀察呼叫過程中各電話的狀態(tài)顯示,用雙蹤示波器觀察TPDR波形，CH1接TPTS0，CH2接TPDR，選擇CH1觸發(fā)。（現(xiàn)以用戶2呼叫用戶4為例進(jìn)行說明）3.1.2 結(jié)果及分析（1）用戶2摘機(jī),聽到撥號(hào)音：用戶2的摘機(jī)、撥號(hào)音、待收號(hào)、忙閑變亮（PC機(jī)顯示）。圖3-1（2）用戶2撥完用戶4的第一位號(hào)碼

21、后，用戶2撥號(hào)音停：用戶2的摘機(jī)、待收號(hào)、忙閑變亮。圖3-2（3）用戶2撥完用戶4的四位正確的號(hào)碼后，用戶2聽到回鈴音，用戶4振鈴：用戶2的摘機(jī)、回鈴音、忙閑變亮；用戶4的振鈴、忙閑變亮。圖3-3（4）用戶4摘機(jī)后，用戶2的回鈴?fù)?，用?振鈴?fù)＃河脩?的摘機(jī)、通話、忙閑變亮；用戶4的摘機(jī)、通話、忙閑變亮。圖3-4（5）用戶4掛機(jī)后,用戶2聽到忙音：用戶2的摘機(jī)、忙音、忙閑變亮；用戶4全滅。 圖3-53.2 軟件部分本實(shí)驗(yàn)分為四個(gè)單元實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)單元完成對(duì)一個(gè)單元電路的控制或一種系統(tǒng)設(shè)置。圖3-5為本實(shí)驗(yàn)總體框圖。圖3-5 軟件實(shí)驗(yàn)總體框圖在本次實(shí)驗(yàn)中，我們通過實(shí)際編程調(diào)試，實(shí)現(xiàn)程控交換機(jī)中C

22、PU對(duì)話路設(shè)備的控制，進(jìn)一步加深對(duì)程控交換網(wǎng)絡(luò)工作原理的認(rèn)識(shí)。本實(shí)驗(yàn)利用時(shí)分交換系統(tǒng)CPU完成對(duì)各種信號(hào)音的控制和話音接續(xù)控制。系統(tǒng)定義：用戶1系統(tǒng)定義為第1路； 用戶2系統(tǒng)定義為第2路； 用戶3系統(tǒng)定義為第3路； 用戶4系統(tǒng)定義為第4路；下面我們按圖3-1將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過MCS-51單片機(jī)仿真器連接到計(jì)算機(jī)，打開單片機(jī)仿真調(diào)試軟件，編輯、修改、編譯源程序，下載執(zhí)行CPU控制指令，來實(shí)際體會(huì)一下信號(hào)音是如何接入電話線路的，各條線路是如何進(jìn)行交換的。（1）時(shí)分交換單片機(jī)控制模塊的控制原理,如圖3-6。時(shí)分交換控制模塊主要完成以下功能：控制接續(xù)、環(huán)路檢測(cè)、振鈴控制、雙音多頻收號(hào)。控制接續(xù)主要完成以下

23、功能：送各種信號(hào)音（如撥號(hào)音、忙音、回鈴音）、停信號(hào)音和實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電話的接續(xù)與斷開。環(huán)路檢測(cè)主要是檢測(cè)電話的環(huán)路狀態(tài)，然后通過軟件判斷電話的摘掛機(jī)。振鈴控制主要完成給被叫送振鈴。雙音多頻收號(hào)主要是接收收號(hào)電路（雙音多頻收號(hào)器）送來的電話號(hào)碼。 圖3-6 時(shí)分交換單片機(jī)控制原理（2）控制模塊各端口地址控制模塊主要是由單片機(jī)和兩片8255組成：U10（8255）的A口地址為FAF0，B口為FAF1，C口為FAF2，控制字口為FAF3。U21（8255）的A口地址為F6F0，B口為F6F1，C口為F6F2，控制字口為F6F3。下面對(duì)各擴(kuò)展端口的作用作詳細(xì)的說明： U10的B口。其地址為FAF1，它的作

24、用是發(fā)出振鈴控制命令，B口有8個(gè)數(shù)據(jù)輸出信號(hào)線，依次是PB7、PB6、PB5、PB4、PB3、PB2、PB1、PB0，其中低四位用來對(duì)四個(gè)用戶發(fā)出振鈴控制命令，并且是一一對(duì)應(yīng)的，PB0控制用戶1，PB1控制用戶2，PB2控制用戶3，PB3控制用戶4，高四位未用，比如要使用戶1振鈴，只需向FAF1（U10的B口）送01H即可。 U10的C口。其地址為FAF2，它的作用是讀取雙音多頻收號(hào)器送來的電話號(hào)碼，C口也有8個(gè)數(shù)據(jù)輸入信號(hào)線，依次是PC7、PC6、PC5、PC4、PC3、PC2、PC1、PC0，其中低四位PC3、PC2、PC1、PC0為4bit電話號(hào)碼的輸入口，PC4是STD信號(hào)的輸入口，用

25、戶是否有撥號(hào)就是通過STD信號(hào)來判斷。當(dāng)用戶撥號(hào)碼時(shí)，STD為低電平；無撥號(hào)時(shí)，STD為高電平， 以此來讀取電話號(hào)碼。 U21的C口。其地址為F6F2，它的作用是讀取四部電話的環(huán)路狀態(tài)，C口有8個(gè)數(shù)據(jù)輸入信號(hào)線，依次是PC7、PC6、PC5、PC4、PC3、PC2、PC1、PC0，其中低四位PC3、PC2、PC1、PC0為四個(gè)用戶環(huán)路狀態(tài)輸入口，并且是一一對(duì)應(yīng)的，PC3對(duì)應(yīng)用戶4，PC2對(duì)應(yīng)用戶3，PC1對(duì)應(yīng)用戶2，PC0對(duì)應(yīng)用戶1?！?”為環(huán)路斷開（即電話掛機(jī)）；“0”為環(huán)路閉合（即電話摘機(jī)），然后通過程序處理來判斷四用戶的摘掛機(jī)狀態(tài)。 U10的A口。其地址為FAF0，它的作用是控制MT89

26、80的地址線。A口有8個(gè)數(shù)據(jù)輸出信號(hào)線，依次為PA7、PA6、PA5、PA4、PA3、PA2、PA1、PA0，其中PA5、PA4、PA3、PA2、PA1、PA0接MT8980的地址線，并且一一對(duì)應(yīng)，PA5對(duì)應(yīng)MT8980的A5，PA4對(duì)應(yīng)MT8980的A4，PA3對(duì)應(yīng)MT8980的A3，PA2對(duì)應(yīng)MT8980的A2，PA1對(duì)應(yīng)MT8980的A1，PA0對(duì)應(yīng)MT8980的A0。 U21的A口。其地址為F6F0，它的作用是控制MT8980的數(shù)據(jù)線。A口有8個(gè)數(shù)據(jù)輸出信號(hào)線，依次為PA7、PA6、PA5、PA4、PA3、PA2、PA1、PA0，它們都與MT8980的數(shù)據(jù)線相連，并且一一對(duì)應(yīng)， PA7

27、對(duì)應(yīng)MT8980的A7，PA6對(duì)應(yīng)MT8980的A6，PA5對(duì)應(yīng)MT8980的A5，PA4對(duì)應(yīng)MT8980的A4，PA3對(duì)應(yīng)MT8980的A3，PA2對(duì)應(yīng)MT8980的A2，PA1對(duì)應(yīng)MT8980的A1，PA0對(duì)應(yīng)MT8980的A0。中央控制器對(duì)U10的A口和U21的A口的共同控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)MT8980的接續(xù)控制（詳細(xì)的控制方法可查閱MT8980的相關(guān)資料）。對(duì)MT8980的其它控制線（如DS、CS、RW）的控制已由相關(guān)的硬件電路完成，這里不在贅述。（3）時(shí)分交換單片機(jī)部分控制參考程序及其說明初始化程序（主要完成對(duì)8255和MT8980的初始化）#include#include#define u

28、char unsigned char/以下定義U10的地址#define COM8255A XBYTE0xfaf3#define PA8255A XBYTE0xfaf0#define PB8255A XBYTE0xfaf1#define PC8255A XBYTE0xfaf2/定義U21的地址#define COM8255B XBYTE0xf6f3#define PA8255B XBYTE0xf6f0#define PB8255B XBYTE0xf6f1#define PC8255B XBYTE0xf6f2main uchar i;COM8255A=0x89;/初始化8255ACOM8255B

29、=0x89;/初始化8255B /初始化8980for(i=0x20;i0x40;i+)/初始化8980 PA8255A=0x00; PA8255B=0x18; PA8255A=i; PA8255B=0x01;PA8255A=0x00; PA8255B=0x10; PA8255A=0x21; PA8255B=0x0a; PA8255A=0x22; PA8255B=0x0a; PA8255A=0x23; PA8255B=0x0a; PA8255A=0x24; PA8255B=0x0a; PA8255A=0x25; PA8255B=0x0a; PA8255A=0x26; PA8255B=0x0a;

30、/完成初始化8980 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)時(shí)隙分配： 用戶1的接收和發(fā)送都是第1時(shí)隙。 用戶2的接收和發(fā)送都是第2時(shí)隙。 用戶3的接收和發(fā)送都是第3時(shí)隙。 用戶4的接收和發(fā)送都是第4時(shí)隙。 外線接口用戶的接收和發(fā)送都是第5時(shí)隙。 外輸入音頻信號(hào)占用第6發(fā)送時(shí)隙。 雙音多頻收號(hào)器占用第6接收時(shí)隙。 撥號(hào)音占用第7發(fā)送時(shí)隙。 忙音占用第8發(fā)送時(shí)隙。 回鈴音占用第9發(fā)送時(shí)隙。 其它時(shí)隙都為空時(shí)隙。用戶3送忙音（撥號(hào)音、回鈴音的實(shí)現(xiàn)方法同忙音）因?yàn)槊σ粽加玫?發(fā)送時(shí)隙（撥號(hào)音占用第7發(fā)送時(shí)隙，回鈴音占用第9發(fā)送時(shí)隙），而用戶3占用第3接收時(shí)隙，為了讓用戶3能聽到忙音，就是要控制時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)將第8時(shí)隙交換到第3時(shí)

31、隙。參考程序如下：PA8255A=0x23; PA8255B=0x08;/給用戶三送忙音用戶1和用戶4通話因?yàn)橛脩?占用第1發(fā)送時(shí)隙和第1接受時(shí)隙，而用戶4占用第4發(fā)送時(shí)隙和第4接收時(shí)隙，為了讓用戶1能聽到用戶4的話音，就是要控制時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)將第4時(shí)隙交換到第1時(shí)隙。同理，為了讓用戶4能聽到用戶1的話音，就是要控制時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)將第1時(shí)隙交換到第4時(shí)隙。PA8255A=0x21; PA8255B=0x04;/把被叫信息送給主叫 PA8255A=0x24; PA8255B=0x01;/把主叫信息送給被叫雙音多頻收號(hào)器接收用戶4的雙音多頻信號(hào)和CPU讀取號(hào)碼因?yàn)殡p音多頻接收器占用第6接收時(shí)隙，而用戶

32、4占用第4發(fā)送時(shí)隙，為了讓用戶4發(fā)出的雙音多頻信號(hào)送入雙音多頻收號(hào)器中，就要控制時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)將第4時(shí)隙交換到第6時(shí)隙。而雙音多頻收號(hào)器將收到的雙音多頻信號(hào)譯成二進(jìn)制代碼送入U(xiǎn)10（8255）的C口，此時(shí)需要CPU從該端口把所撥號(hào)碼讀入。 PA8255A=0x26;/用戶四占用DTMF PA8255B=0x04; temp=PC8255A&0x0F;/讀取號(hào)碼第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì)4.1 設(shè)計(jì)總結(jié)4.1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)及不足時(shí)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(chǔ)器、幀計(jì)數(shù)器、控制接口電路、接續(xù)存儲(chǔ)器、控制寄存器、輸出復(fù)用電路及并-串變換器等功能

33、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(hào)作用下可實(shí)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(gè)模擬交換矩陣。它們可以通過任意一個(gè)交叉點(diǎn)接通。芯片有保持電路因此可以保持任一交叉接點(diǎn)處于接通狀態(tài)直至來復(fù)位信號(hào)為止。 因?yàn)榇舜握n設(shè)用于實(shí)現(xiàn)的是4*32=128路的交換網(wǎng)絡(luò)所以對(duì)芯片有一些浪費(fèi)僅僅使用了一半的容量。 MT8980在此次課程設(shè)計(jì)中僅僅用于時(shí)間交換其實(shí)它不但可以進(jìn)行時(shí)間交換還可以進(jìn)行兩間交換。在此次課設(shè)中沒有將它的作用最大化。大

34、型的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)普遍采用TST時(shí)分-空分-時(shí)分三級(jí)結(jié)構(gòu)它由兩個(gè)T級(jí)和一個(gè)S級(jí)組成如下圖所示因?yàn)椴捎脙蓚€(gè)T級(jí)可充分利用時(shí)分接線器成本低和無阻塞的特點(diǎn)并利用S級(jí)擴(kuò)大容量使他具有成本低阻塞率小和路由尋找簡單等特點(diǎn)。圖4-1 TST網(wǎng)絡(luò)為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)（改進(jìn)圖）這種數(shù)字交換網(wǎng)引入了空分級(jí)S改善了話務(wù)的疏散功能并通過擴(kuò)大S級(jí)的輸入母線和輸出母線將多個(gè)時(shí)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(jí)之前的稱為前T級(jí)S級(jí)之后的稱為后T級(jí)。這里S級(jí)的容量為8X8即有8組輸入母線和8組輸出母線分別可接8個(gè)前T級(jí)和8個(gè)后T級(jí)。4.1.2 特性參數(shù)（1）TST阻塞的概率在交換網(wǎng)絡(luò)中,一個(gè)線束里同時(shí)占用的線路數(shù)時(shí)一個(gè)隨

35、機(jī)變量。根據(jù)話源數(shù)N和線束容量等于線的復(fù)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：P(x)=(Ax/x!)/(Ai/i!)(0=i=m)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(dāng)X=M時(shí)，線束全忙，即產(chǎn)生呼損，愛爾蘭呼損公式為： E=P(m)= P(m)=(Am/m!)/(Ai/i!)=Em(A)(0=i=m)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(gè)值就可以計(jì)算出另外的值。（2）TST網(wǎng)絡(luò)的容量時(shí)分交換器芯片MT8980的容量為8X32=256個(gè)時(shí)隙?？山尤?端PCM一次群，由于8個(gè)前T和8個(gè)后T，因而總交換的容量為8X256=2048時(shí)隙（話路），可接入8X8=64端PCM一次群，又因?yàn)槊慷薖CM可占用的時(shí)隙數(shù)為30