TST交換網(wǎng)絡(luò)課設(shè)

摘要T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)是三級交換網(wǎng)絡(luò)，由時間接線器（T型）和空間接線器（S型）組成。在本次設(shè)計中要熟練掌握T接線器和S接線器的功能以及構(gòu)成T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)的方法，正確理解接線器的組成、工作方式和工作原理，在實現(xiàn)過程中用到時分交換芯片MT8980和空分交換芯片MT8816。MT8980適用于數(shù)據(jù)或語言的專用芯片，文章介紹了利用該芯片實現(xiàn)小型程控交換的設(shè)計方案，討論了系統(tǒng)的系統(tǒng)硬件與軟件結(jié)構(gòu)。指出了MT8980與CPU的接口設(shè)計，以及對MT8980的程序控制。本次課設(shè)不僅提高了我們的動手能力，同時給了我們將理論用于實踐的機會，主要是將我們所學(xué)現(xiàn)代交換原理中的理論用于實踐了。關(guān)鍵詞：T接線器S接線器時隙交換T交換網(wǎng)絡(luò)前言T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)是在電路交換系統(tǒng)中經(jīng)常使用的一種典型的交換網(wǎng)絡(luò)，他有共享存儲型交換單元的T接線器和開關(guān)結(jié)構(gòu)的S接線器連接而成。其中T接線器是時間接線器，也成時分接線器。T型接線器的主要功能是完成時隙交換。S接線器是空間接線器。S型接線器主要進行線間交換，即在同一時隙內(nèi)進行不同T接線器的線間交換。以T型或S型時分接線器為基礎(chǔ)，組成兩級或兩級以上的交換網(wǎng)絡(luò)。常見的交換網(wǎng)絡(luò)有：TT、TTT、TST、TTS等。程控話路交換系統(tǒng)的主要任務(wù)是實現(xiàn)用戶間話路的接續(xù)，他可劃分為兩大部分;話路設(shè)備與控制設(shè)備。數(shù)字交換網(wǎng)是程控交換系統(tǒng)中一種規(guī)模可縮進的大容量數(shù)組交換部件，目前在交換局中運行的程控數(shù)字交換系統(tǒng)，其數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)主要采用T-S-T型的交換網(wǎng)絡(luò)，在T-S-T實現(xiàn)經(jīng)常使用專用的通信芯片。交換單元的內(nèi)部通常采用T-S-T型接線器結(jié)構(gòu)。T-S-T型接線器主要有話音存儲器和控制存儲器及一些控制電路組成，其交換工作方式有兩種：順序?qū)懭?、控制讀出和控制寫入、順序讀出。由T型接線器和S型接線器組成的T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)其容量是比較大的，相對于僅有單個的T型接線器或S型接線器構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)。容量增大了，對存儲器的速率要求也高。T-S-T型接線器通常用作專用的通信芯片，且容量也是比較大的，這樣成本比較高，在交換網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)中也是比較困難的，所以將會導(dǎo)致交換網(wǎng)絡(luò)的成本高，設(shè)計復(fù)雜，速率慢的情況。當(dāng)硬件與軟件結(jié)合在一起是，給予交換機更多的功能和特點，比如，T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)體較小，功耗低，可靠性強，靈活性大。、目錄摘要 1前言 2第一章緒論 4第二章各模塊功能及工作原理 52.1空間接線器（S型）工作原理 52.2時間接線器（T型）工作原理 52.3時分交換芯片MT8980 72.3.1時分交換芯片MT8980結(jié)構(gòu)圖 72.3.2MT8980引腳功能 82.4空分交換芯片MT8816 102.4.1空分交換芯片MT8816結(jié)構(gòu)圖 102.4.2MT8816的引腳功能 112.4.3MT8816的工作原理 112.4.4MT8816地址譯碼真值表 122.574HC573鎖存器 132.5.174HC573鎖存器結(jié)構(gòu)圖 132.5.274HC573鎖存器功能表 13第三章TST交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 143.1T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)原理框圖 143.2T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)的工作原理 143.3TST交換網(wǎng)絡(luò)容量： 153.4單片機AT89C51與鎖存器74HC573、時分接線器MT8980和空分接線器MT8816的連接接口如下： 153.5TST網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點與改進 15第四章T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果分析與程序 164.1交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果分析 164．2TST交換網(wǎng)絡(luò)的程序 16實驗總結(jié) 18致謝 19參考文獻 20第一章緒論T-S-T網(wǎng)絡(luò)是在電路交換系統(tǒng)中經(jīng)常使用的一種典型的交換網(wǎng)絡(luò)。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。設(shè)每側(cè)有32個T接線器，T接線器的容量為512。輸入側(cè)話音存儲器用SMA到SMA表示，控制存儲器用到CMA到CMA表示；輸出側(cè)話音存儲器用到SMB到SMB表示，控制存儲器用到CMB到CMB表示?？臻g接線器（T型）用來完成對傳送同步時分復(fù)用信號的不同復(fù)用線之間的交換功能，而不改變時隙的交換。時間接線器（S型）用來完成在一條復(fù)用線上時隙交換的基本功能。僅有T型接線器構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)其容量是比較小的，同樣，僅有S型接線器構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)其容量也是比較小的，但是，當(dāng)T型接線器和S型接線器共同構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)其容量是比較大的，即T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)的容量大。因此，在現(xiàn)實生活中經(jīng)常采用此接線器網(wǎng)絡(luò)。第二章各模塊功能及工作原理2.1空間接線器（S型）工作原理空間接線器用來完成對傳送同步時分復(fù)用信號的不同復(fù)用線之間的交換功能，而不改變其時隙位置?？臻g接線器有電子交叉矩陣和控制存儲器（CM）組成，空間接線器有兩種控制方式，是按照控制存儲器的不同而劃分的。（1）按輸入線配置的稱為輸入控制方式（圖2.1（a）），（2）按輸出線配置的稱為輸出控制方式（圖2.1（b））圖（a）中，第1個存儲器第7單元由處理機寫入2。第7單元對應(yīng)于第7個時隙，當(dāng)每幀的第7個時隙到達(dá)時，讀出第7單元中的2，表示在第7個時隙應(yīng)將第一條入線與第二條出線接通，也就是第1條入線與第2條出線的交叉點在第7時隙中應(yīng)該接通。圖（b）中，如果仍然要是第1輸入線與第二輸入線在7時隙時接通，應(yīng)該由處理機第2個控制存儲器的第7單元寫入輸入線號碼1，然后，在第7個時隙時到達(dá)，讀出第7單元中的1，控制第2條出線與第1條入線的交叉點在第7時隙接通。圖2.1（a）輸入控制方式圖2.1（b）輸出控制方式2.2時間接線器（T型）工作原理時間接線器用來完成在一條復(fù)用線上時隙交換的基本功能，時間接線器通常由時隙計數(shù)控制電路、話音存儲器、控制存儲器以及中央或模塊處理器等相應(yīng)的控制單元組成。就控制存儲器對話音存儲器的控制而言，可有兩種控制方式：順序?qū)懭?，控制讀出，簡稱“輸出控制”圖（a）?？刂茖懭耄樞?qū)懭?，簡稱“輸入控制”圖（b）。圖（a）為輸出控制方式，即話音存儲器的寫入是由時鐘脈沖控制按順序進行，而其讀出要受控制存儲器的控制，由控制存儲器提供寫入地址?？刂拼鎯ζ髦挥幸环N工作方式，它所提供的讀出地址是由處理機控制寫入的，按順序讀出的。如：當(dāng)有時隙內(nèi)容a需要從時隙i交換到時隙j時，在話音存儲器的第i個單元順序?qū)懭雰?nèi)容a，由處理機控制在控制存儲器的第j個單元寫入地址i作為話音存儲器的輸出地址。當(dāng)?shù)趈時隙到達(dá)時，從控制存儲器中去取出輸出的地址i，從話音存儲器第i個單元中取出內(nèi)容a輸出，完成交換。圖（b）輸入控制方式，即話音存儲器是控制寫入，順序讀出的，其工作原理與輸出控制方式相似，不同之處控制存儲器就是控制話音存儲器的寫入。當(dāng)?shù)趇個輸入時隙到達(dá)時，由于控制存儲器第i個單元寫入的內(nèi)容是j，作為話音存儲器的寫入地址，就是的第i個輸入時隙中的話音信息寫入話音存儲器的第j個單元。當(dāng)?shù)趈個時隙到達(dá)時，話音存儲器順序讀出內(nèi)容為a，完成交換。圖2.2（a）輸出控制方式圖2.2（b）輸入控制方式2.3時分交換芯片MT89802.3.1時分交換芯片MT8980結(jié)構(gòu)圖圖2.3時分交換芯片MT8980內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖2.4ＭＴ8980芯片管腳圖2.3.2MT8980引腳功能輸入端口：ST10-ST17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)909Ω接＋5∨。2.3.3MT8980的工作原理MT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、輸出復(fù)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256×8比特數(shù)據(jù)存儲器的相應(yīng)單元內(nèi)。控制存儲器通過控制接口，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(fù)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(dá)到數(shù)據(jù)交換的目的。①地址線A0-A5若A5=0，選擇控制存儲器，所有操作均針對控制寄存器。若A5=1，則有A4-A0選擇輸出碼流的信道號（時隙號）。表1A5A4A3A2A1A0地址尋址位置0XXXXXX控制寄存器時隙10000020時隙010000121時隙1…………1111113F時隙31②控制寄存器格式表2位名稱描述7模式控制當(dāng)b7=1時，無論b3b4是什么狀態(tài)，所有的讀操作均為讀數(shù)據(jù)存儲器，所有的寫操作均寫接續(xù)存儲器的低八位。6當(dāng)b6=1，ODE=1時，為消息方式，當(dāng)b6=0，為變換模式5不用4-3存儲器選擇00測試芯片使用，通常不能設(shè)為此狀態(tài)01選擇數(shù)據(jù)存儲器10選擇接續(xù)存儲器低8位11選擇接續(xù)存儲器高8位2-0碼流選擇決定所選下一操作的輸入母線或輸出母線號③接續(xù)存儲器的低8位格式表3位名稱描述7-3不用若為讀操作均置為02消息信道當(dāng)b2=0工作與消息模式，接續(xù)存儲器的低8位內(nèi)容被作為數(shù)據(jù)送至輸出母線之中;當(dāng)b2=0時，工作與交換模式，接續(xù)存儲器低8位的內(nèi)容作為數(shù)據(jù)存儲的地址，將輸入的時隙數(shù)據(jù)讀到交換所需要的輸出母線相應(yīng)時隙中。1CST0位其內(nèi)容將在下幀從CST0中輸出0輸出允許當(dāng)ODE=1時，且控制寄存器b6=0，若此位為1，則數(shù)據(jù)輸出到相應(yīng)母線和數(shù)據(jù)中；若為0，則輸出時隙呈高阻④接續(xù)存儲器的高8位格式表4位名稱描述7-5碼流地址這3位二進制確定輸入的母線號4-0信道地址位這5位確定b7-b5所選定的母線時隙號2.4空分交換芯片MT88162.4.1空分交換芯片MT8816結(jié)構(gòu)圖圖2.5ＭＴ8816芯片管腳圖圖2.6空分交換芯片網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)8816功能圖2.4.2MT8816的引腳功能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(dǎo)通;若DI為低電平，將所選擇的開關(guān)斷開。RESET：復(fù)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?fàn)顟B(tài)。CS：片選信號輸入，高電平有效。2.4.3MT8816的工作原理該芯片有8條COL線（COL0-COL7）和16條ROW線（ROW0-ROW15），形成一個模擬交換矩陣。他們可以通過任意一個交叉點接通。芯片有保持功能，因此可以保持任一交叉點處于接通狀態(tài)，直至有斷開信號或復(fù)位信號為止。CPU可以通過地址線ACOL2-ACOL0和數(shù)據(jù)線AROW3-AROW0控制和選擇需要接通的交叉點號。ACOL2-ACOL7管COL7-COL0中的一條線。ACOL7-ACOL0編成二進制，經(jīng)過譯碼以后就可以接通交叉點相應(yīng)的COLi；數(shù)據(jù)線AROW3-AROW0管ROW15-ROW0中的一條。AROW3-AROW0也是編碼，經(jīng)過譯碼以后就可以接通交叉點相應(yīng)的ROWi；控制相應(yīng)的ROWi的以接通有關(guān)的交叉點。MT8816地址譯碼真值表表52.574HC573鎖存器2.5.174HC573鎖存器結(jié)構(gòu)圖2.774HC573鎖存器結(jié)構(gòu)圖1是低電壓激活芯片2-9使數(shù)據(jù)的輸入腳從D0-D710腳接地11是高低壓激活芯片12-19腳是數(shù)據(jù)的輸出腳20是電源2.5.274HC573鎖存器功能表表6Ｘ＝不關(guān)心；Ｚ=高祖抗；第三章TST交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計3.1T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)原理框圖圖3.1T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖3.2T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)的工作原理T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)是三級交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，他由兩個T級和一個S級組成，且輸入和輸出T的工作方式不相同。S級的容量較大，改善了話務(wù)的疏散功能，并通過擴大S級的輸入輸出，將多個時分接線器連接起來，這樣大大提高了交換網(wǎng)絡(luò)的容量。T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)是三級交換網(wǎng)絡(luò)，有輸入級T接線器（TA）和輸出級T接線器（TB），中間級接有S型時分接線器組成。輸入輸出都是時分的接線器，中間是空分的接線器。如：有8條輸入PCM復(fù)用線，每條接至一個T接線器（稱為輸入級），其工作方式為“控制寫入，順序讀出”；中間級為8×8的交叉矩陣，其入線對應(yīng)地接到兩側(cè)的T接線器上。T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部時隙的選擇采用反相法。MT8980的控制功能分為兩方面，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相應(yīng)，第二是讓某時隙接續(xù)存儲器工作在信息模式。是接續(xù)存儲器的低八位內(nèi)容作為數(shù)據(jù)直接輸出到相應(yīng)的時隙信令中。3.3TST交換網(wǎng)絡(luò)容量：時分交換器芯片MT8980的容量為8×32=256個時隙。可接入8端PCM一次群，由于8個前T接線器和8個后T接線器，因此總交換容量為8×256=2048時隙，可接入8×8=64端PCM一次群，在PCM一次群中，由于有兩路控制信號，時隙只占用30路，且數(shù)字交換網(wǎng)為單向輸入，每一對通話只占用兩個時隙，因此同時可以接通的通話數(shù)為：64×30/2=960，即最多可接通1920路用戶通話。3.4單片機AT89C51與鎖存器74HC573、時分接線器MT8980和空分接線器MT8816的連接接口如下：①MT8980的DS、DTA與AT89C51的P14、P15連接②74HC573的D0-D7與AT89C51的P20-P27連接③輸入級T接線器MT8980的CS與AT89C51的P25連接④輸出級T接線器MT8980的CS與AT89C51的P23連接⑤中間級的S接線器MT8816的CS與AT89C51的P24連接⑥MT8816的ACOL0-ACOL2、AROW0-AROW3與74HC573的D0-D7⑦MT8980的A0-A5與AT89C51的P20、P21、P22、P26、P27連接⑧MT8980的D0-D7與74HC573的D0-D73.5TST網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點與改進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的缺點與改進：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。第四章T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果分析與程序4.1交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果分析以上程序中首先完成對第一個T接線器的控制，具體步驟為：（1）調(diào)用W-Conlrol子程序，寫控制寄存器=R1=00011000，完成選ST00／Ch016的連接存儲器高位。（2）調(diào)用W-Connection子程序，Rl=000000001，寫連接存儲器高位CMHb2=0為交換模式。（3）調(diào)用W-Control子程序，寫控制寄存器R1=00010000，選ST00／Ch016的連接存儲器低位（4）調(diào)用W-Connection子程序，R2=00010000，R3=101000，寫連接存儲器的低8位。然后再對S接線器控制：調(diào)用W-S子程序，完成對MT8816的控制。最后對第二個T接線器進行控制，具體步驟為：(1)調(diào)用W-Conlrol子程序，寫控制寄存器=R1=00011111，選ST02／Ch030的連接存儲器高位。(2)調(diào)用W-Connection子程序，Rl=00000001，寫連接存儲器高位CMHb2=0為交換模式。(3)調(diào)用W-Control子程序，寫控制寄存器=R1=00010111，選ST07／Ch018的連接存儲器低位。(4)調(diào)用W-Connection子程序，R2=11101000，R3=101000，寫連接存儲器的低8位。這樣，就完成了輸入群路0的信道16到輸出群路7的信道18的交換。4．2TST交換網(wǎng)絡(luò)的程序在T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)，前T級采用順序?qū)懭耄刂谱x出，后T級采用控制寫入，順序讀出，中間S級采用輸出控制方式。DATASEGMENT;定義數(shù)據(jù)段R1DB?R2DB?DATAENDSCODESEGMENT;定義代前一個T接線器：CALLW-CONTROL;調(diào)用寫MT8980控制存儲器R1EQU00011000;完成控制存儲器的高位CALLW-CONNECTION;調(diào)用寫MT8980連接存儲器R1EQU00000001;寫連接存儲器CMHb2=0為交換模式CALLW-CONTROL;調(diào)用MT8980控制存儲器R1EQU00010001;完成控制存儲器的低位R2EQU00010000;群路0的16時隙R3EQU00101000;群路0的8時隙后一個T接線器：CALLW-CONTROL;調(diào)用寫MT8980控制存儲器R1EQU00011111;完成控制存儲器的高位CALLW-CONNECTION;調(diào)用寫MT8980連接存儲器R1EQU00000001;寫連接存儲器CMHb2=0為交換模式CALLW-CONTROL;調(diào)用MT8980控制存儲器R1EQU00010111;完成控制存儲器的低位R2EQU00101000;群路7的8時隙R3EQU11101000;群路7的18時隙中間S接線器M-SPROCNEAP;完成對MT8816的控制MOVAL,00001000；鎖存器74HC的入口地址MOVDX,0000111;交叉點控制字OUTDXM-SENDPCODEENDSENDSTART實驗總結(jié)課程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)的知識，發(fā)展、提出、分析、解決問題的過程，是對我們所學(xué)知識的一次考察。在課程設(shè)計中同學(xué)們的相互交流、相互探討對完成一次課程設(shè)計是很重要的，老師的指導(dǎo)對完成一次課程設(shè)計也是很重要的。在本次的T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)中鞏固了我們所學(xué)的相關(guān)現(xiàn)代交換原理中的時分交換網(wǎng)絡(luò)(T型)和空分交換網(wǎng)絡(luò)（S型）的工作原理、微機原理中單片機如何去實現(xiàn)程序的控制以