现代交换技术课程设计报告

1、- 24 -摘要当交换机的容量较小时，可以采用只含一个时间交换器的单T网络，但T网络的容量最大为1024个64kbit/s信道。当交换机的容量超过单T的限度时必须采用由T和S交换器组成的多级网络。一个完整的通信系统由终端、交换、传输三部分构成，交换是通信系统的核心。其中，时分接线器( T型) 和空分接线器( S型)是程控交换技术中最基本的交换单元电路。单独的T接线器和S接线器，只适用于容量比较小的交换机，而对于大容量的交换机通常选用空分交换芯片和时分交换芯片构成TST交换网络，完成多语音用户间的交换。 本次课程设计是在现代交换原理的基础上利用时分交换芯片MT8980及空分交换芯片MT8816构

2、成TST交换网络。其中，输入级T型接线器为顺序写入、控制读出，中间级S型接线器为输入控制方式也可以是输出工作方式，输出级T型接线器工作方式为控制写入、顺序读出目录一、设计的作用、目的 .1二、设计任务及要求 .1三、设计内容 .1四、设计原理 .14.1TST网络简介.14.2 TST网络的优缺点.3五、硬件系统框图35.1系统框图.35.2 TST网络硬件设计.35.3网络的容量.45.4 TST网络改进.5六、硬件系统设计.56.1设计TST网络.56.2设计思路.56.3单片机STC89C516简介56.3.1管脚说明.66.4时分交换芯片MT8980.76.4.1基本特性.86.4.2

3、 MT8980的工作原理 .96.4.3 MT8980引脚功能.96.5空分交换芯片MT8816.106.5.1MT8816的工作原理 106.5.2MT8816管脚功能.106.6单元电路116.6.1复位电路.116.6.2晶振电路.126.7器件清单.12七、系统软件设计.147.1流程框图.147.2软件设计.157.3设计思路.157.4容量分析177.5设计特点177.6特性参数18八、心得体会 .19九、参考文献 .20附录一（电路原理图）.21附录二（源程序）.22一、 设计的作用、目的课程设计是理论学习的延伸，是掌握所学知识的一种重要手段，对于贯彻理论联系

4、实际、提高学习质量、塑造自身能力等于有特殊作用。本次课程设计一方面通过对交换网络的设计，使我们加深对理论知识的理解，同时增强其逻辑思维能力，另一方面对课堂所学理论知识作一个总结和补充。二、 设计任务及要求基于单片机的TST数字交换网络的设计1.掌握时分交换网络的原理及具体实现方法；2.掌握空分交换网络的原理及具体实现方法；3.掌握基于单片机的时空交换网络系统的设计；4.利用相关软件实现电路图的绘制。三、设计内容设计题目：基于单片机的TST数字交换网络的设计设计内容：1.输入级T型接线器为顺序写入、控制读出；2.中间级S型接线器为输出控制方式；3.输出级T型接线器为控制写入、顺序读出；4.其它扩

5、展功能。四、设计原理4.1TST网络简介TST是三级交换网络，两侧为T接线器，中间一级为S接线器，S级的出入线数决定于两侧T接线器的数量。第1级T接线器：负责输入母线的时隙交换。S接线器：负责母线之间的空间交换。第2级T接线器：负责输出母线的时隙交换。因为采用两个T级，可充分利用时分接线器成本低和无阻塞的特点。这种数字交换网引入了空分级S，改善了话务的疏散功能，并通过扩大S级的输入母线和输出母线，将多个时分接线器连接起来，大幅度提高了交换网的容量。图中S级之前的称为前T级，S级之后的称为后T级。TST交换网络有8 条输入PCM复用线, 每条接至一个T接线器, 有8

6、 条输出PCM复用线从输出侧T接线器接出。T接线器的数量为输入(8) + 输出(8) 。中间一级为S接线器, 交叉点矩阵为8×8。假定每条输入或输出PCM复用线上的复用度为32, 即32个时隙, 则所有T接线器的容量应有32 个单元, 每一级的控制存储器的单元也应有32个。TST交换网络中的T接线器有两种控制方式。一种是输入T接线器采用“顺序写入, 控制读出”方式, 输出T接线器采用“控制写入, 顺序读出”方式; 另一种控制方式是输入T接线器输出采用“控制

7、写入, 顺序读出”方式, 输出T接线器采用“顺序写入, 控制读出”方式。中间S接线器采用输入控制和输出控制两种方式均可.这里S级的容量为8X8，即有8组输入母线和8组输出母线， 分别可接8个前T级和8个后T级。 为减少选路次数，简化控制，可使两个方向的内部时隙具有一定的对应关系，通常可相差半帧，俗称反相法，即： 设：Nf=一帧的时隙数, Na=A到B方向的内部时隙数, Nb=B到A方向的内部时隙数 则： Nb= Na +Nf/2 TST网络完全无阻塞的条件：m（内部

8、时隙数）=2n（输入时隙数） 在实际应用中，用户A所在的同一组T级网络中前T级和后T级使用同一个控制存储器来控制，但两者最高位是倒相关系，同样的方法，用户B所属的T级网络也是采用的同一个控制存储器来控制，只需要将最高位反相后送给后T级。图4.1所示。TS5TS26TS10TS5 SMA0SMB010 1026CMB0CMA0.2655. .TS20TS10SMB3SMA3TS20TS2610263100263CMB3CM0CM3 CMA320102026输出控制输出控制输入控制 图4.1 TST三级交换网络 4.2 TST网络的优缺点TST交换网络优点：他与机电交换相比较，体积小、重

9、量轻、功耗低、节省费用、工作稳定、维护管理方便、可靠性强、灵活性大，同时，能为用户提供许多新服务，如缩微拨号、叫醒业务、呼叫转移等工作。 TST交换网的缺点：TST有输入级T接线器和输出级T接线器，中间级S接线器组成，原理上可以同时进行正相与反向的交换，但在实际的硬件中在正向和反向是不能同时进行，若要完成正向与反向的同时进行可以在输出级再级联一个时间接线器，或再重新由T接线器和S接线器在构成一交换网络进行反向的交换。五、硬件系统框图5.1系统框图设计实现群路1的信道1与群路2的信道30的交换过程，其硬件图连接图如图5.1所示。该交换网络用了两片MT8980，一片MT8816，一片ST

10、C89C516信号在初级T和S接线器中进行时隙空间交换后，进入次级T接线器中进行二次时隙交换。在硬件图中先由单片机STC89C516控制初级T进行时隙交换，分别将P1.4和P1.5接到T接线器MT8980的DS引脚和DTA引脚。STC89C516的RST引脚用与复位信号的输入，在高电位下工作，它的DS接到MT8980的DS上进行分时片选，以保证它们来实现双线的信息交换，保证TST数字交换网络的正常运行，避免拥塞。系统框图如图5.1所示。时分芯片MT8980空分芯片MT8816时分芯片MT8980数据传输数据传输单片机STC89C516图5.1 系统框图5.2 TST网络硬件设计本系统采用STC

11、89C516 作为CPU,MT8980作为时间交换电路，MT8816作为空间交换电路。由MT8980输入四路PCM,通过STC89C516控制时隙的交换，交换完后送入MT8816进行空间交换。MT8980的控制功能分为两个方面，第一是读某信道中某时隙的存储器数据， 并由单片机判断后作出不同的响应， 第二是让某时隙接续存储器工作在信息模式， 使接续存储器低八位的内容作为数据直接输出到相应的时隙中作信令信号，也可以将其作为2.048M 数据流用作控制码流，以控制编译码器。STC89C516与MT8980之间的接口信号主要有地址线A0A5、数据线D0D7、片选信号/CS、读写信号R/W、数据输入选通

12、信号DS、数据应答信号/DTA。STC89C516的P2.2、P2.0 分别与MT8980的DS、/DTA 相连,可以比较容易地实现AT89C51 和MT8980之间数据交换的同步。STC89C516的P2.3直接与MT8980的读写控制线相连,通过对P2.3 的置位和复位可以实现对该芯片的读写控制。STC89C516的P0 口与数据线相连,完成数据的传输。当片选信号/CS为低电平时, STC89C516可对MT8980内部的寄存器进行读写, DS 和DTA 作为STC89C516 和MT8980之间数据交换的同步信号。在DS 信号的上升沿时刻, 如果MT8980的片选信号/CS、数据线、地址

13、线以及读写信号R/W 有效, 则CPU 开始对MT8980进行读或写操作。当MT8980与89C516之间完成相应的数据发送或者接收之后,DTA 送出一个下降沿, 表示这次数据交换完成,可以进行下一项操作。对空分电路分析可知，在实际应用中，芯片由输入的行地址和列地址来选择电导通的点，从而实现空间上的电路交换。处理器由单片机控制,采用的空分交换芯片为MT8816，该芯片交换矩阵为8X16，可实现24路用户的空间交换。该电路是由7128线地址译码器、128位控制数据锁存器与8×16开关阵列组成，在电路处于正常开、关工作状态下，CS应为高电平，RESET为低电平，地址码输入选择锁存单元及开

14、关阵列对应的交叉点处于开的状态，这样数据DI在ST下降沿时刻被异步写入锁存单元，并控制所选交叉点开关的通、断，若DI为低电平，则开关截止。MT8816共有8×16个开关，这些开关分别有3根列地址线和4根行地址线的译码对应，开关的状态由数据输入端DI的电平决定，如DI=1高电平则由地址译码对应的开关导通，否则开关截止。MT8816所需的6根地址线（AROW3我们固定接地）、1根数据线（DI）、1根控制线（RESET）由U103的扩展并口U203（74HC573）提供。U103根据接续命令将交换开关的位置、开关的开闭状态通过U103的P0口写至扩展并口U203中锁存，U203的数据选通地

15、址为C000H，MT8816的数据选通ST信号由U103（AT89C51）P1口的SI引脚提供。5.3网络的容量时分交换器芯片MT8980的容量为8X32=256个时隙。可接入8端PCM一次群，由于8个前T和8个后T，因而总交换的容量为8X256=2048时隙（话路），可接入8X8=64端PCM一次群，又因为每端PCM可占用的时隙数为30，且数字交换网为单向传输，每一对通话占用两个时隙，故可同时接通的通话数为：64*30/2=960，即最多可接通960路用户通话。5.4 TST网络改进时间接线器和空间接线器是程控交换技术中最基本的交换单元电路。单独的T接线器和S接线器，只适用于容量比较小的交换

16、机，而对于比较大容量的交换机通常选用空分交换芯片和时分交换芯片构成TST交换网络，完成多语音信号间的交换。在本设计中使用了两片MT8980芯片，并且使用了MT8980八路输入中的四路PCM输入，完成了128个时隙的交换，这样在MT8816芯片的交换中就有四路空闲，通过对MT8980 进行级联即使用四片MT8816，可以很方便地进行对本系统扩展，实现256个时隙的交换，提高系统容量。六、硬件系统设计6.1设计TST网络TST是一种常见的三级交换网络，第一级T交换器称为A级T，用来完成输入时分复用线上的时隙交换。第二级S交换器称为中间级S，用来完成不同时分复用线间的交换。第三级T交换器称为B级T，

17、用来完成输出时分复用线上的时隙交换。TST网络中的两级T要求采用不同的控制方式，中间级S的控制方式任意，这样做的目的是为了便于控制。6.2设计思路首先正向接续路由的选择和建立，控制系统首先必须选择一个空闲的内部时隙，TST网络的内部时隙是指A级T的输出复用线上的时隙，由于S级不能完成时隙交换，内部时隙也是S级总线上的时隙，又是B级T的输入服用线上的时隙。内部时隙不固定给任何通路，属于共享资源。其次反向接续路由的选择和建立，控制系统不必为反向接续路由选择空闲的内部时隙，一般采用反向法原理，用与正向接续路由相差半帧的内部时隙作为反向路由的内部时隙，复用线上一帧有32个时隙，相差半帧也就是16个时隙

18、，因此，反向路由的内部时隙为10+16=26.这样做的好处是：控制系统只需要选择一次内部时隙，就可以得到正反两个方向的内部时隙，节省控制系统选择路由的时间。6.3单片机STC89C516简介STC89C516是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁

19、存储器组合在单个芯片中，ATMEL的STC89C516是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。6.3.1管脚说明VCC：供电电压。GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，

20、可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。  P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校

21、验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。  EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当

22、/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。  XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。  XTAL2：来自反向振荡器的输出。单片机STC89C516如图6.3.1所示 图6.3.1 单片机STC89C5166.4时分交换芯片MT8980MT8980由串-并变换器、数据存储器、帧计数器、控制寄存器、控制接口单元、接续存储器、输出复用器与并-串变换器等部分构成。 串行PCM数据流以2.048Mbs速率(共32个64kbs，8比特数字时隙)分八路由STI0STI7输入，

23、经串-并变换，根据码流号和信道(时隙)号依次存入256×8比特数据存储器的相应单元内。控制寄存器通过控制接口，接受来自微处理器的指令，并将此指令写到接续存储器。这样，数据存储器中各信道的数据按照接续存储器的内容(即接续命令)，以某种顺序从中读出，再经复用、缓存、并-串变换，变为时隙交换后的八路2.048Mbs串行码流，从而达到数字交换的目的。 如果不再对控制寄存器发出命令，则电路内部维持现有状态，刚才交换过的两时隙将一直处于交换过程，直到接受新命令为止。 接收存储器的容量为256×11位，分为高3位和低8位两部分，前者决定本输出时隙的状态；后者决定本输出

24、时隙所对应的输入时隙。另外，由于输出多路开关的作用，电路还可以工作于消息模式(message mode)，以使接续存储器低8位的内容作为数据直接输出到相应时隙中去。电路内部的全部动作均由微处理器通过控制接口控制，可以读取数据存储器、控制寄存器和接续存储器的内容，并可向控制寄存器和接续存储器写入指令。此外，还可置电路于分离方式，即微处理器的所有读操作均读自于数据存储器，所有写操作均写至接续存储器的低8位。 时分交换芯片MT8980是8线×32信道数字交换电路，输入和输出均链接8条PCM集群（30/32路）数据线，在控制信号作用下，可实现240/256路数字语音或数据

25、的无阻塞数字交换。 微处理器对电路的控制主要体现在对内部存储器的读写操作，控制格式为： 地址线(A5A0)： 若A50，选择控制寄存器，所有操作均针对控制寄存器。 若A51，则由A4A0选择输出码流的信道号（时隙号）。 MT8980共有8条2.048Mb/s 速率的PCM串行输入码流，每个码流中共有32个8比特数字时隙（信道），输入的各信道数据经串并转换后存入该信道对应的数据存储器中（片内有256个8比特的数据存储器）。 MT8980共有8条2.048Mb/s 速率的PCM串行输出码流，每个码流中共有32个8比特数

26、字时隙（信道），每个输出信道（时隙）都有一个11位的接续存储器和它对应。控制寄存器通过控制接口，接受来自微处理器的指令，并将此指令写到接续存储器。 这样，数据存储器中各信道的数据按照接续存储器的内容（即接续命令，输出信道的数据来自哪个输入码流的哪个时隙），以某种顺序从中读出，再经复用、缓存、并串变换，变为时隙交换后的8路2.048Mb/s串行码流,从而达到数字交换的目的。 如果不再改写接续存储器中的内容，则电路内部维持现有状态，刚才交换过的两时隙将一直交换下去，直到接受新命令为止。6.4.1基本特性该器件是8线×32信道数字交换电路。它内部包含串-并变换器，数据存

27、储器、帧计数器、控制接口电路、接续存储器、控制寄存器、输出复用电路及并-串变换器等功能单元。输入和输出均连接8条PCM基群(3032路)数据线，在控制信号作用下，可实现240256路数字话音或数据的无阻塞数字交换。电路的基本特性为： MITEL串行总线（ST-BUS）     8×32时隙输入  8×32时隙输出               256

28、个用户的无阻塞交换 单电源（+5V）供电             30mW的低功耗 微处理器的接口               三态串行输出 这个大规模集成电路是为PCM的语音或者数据交换设计的。可用在交换机中。它共联接256个64kbps通道。8个串行输入均由32个64kbps组成，即形

29、成一个2.048Mbps串行总线码流。另外，MT8980对串行总线的时隙可以进行读写，因此可以用这种方式进行串行通信。6.4.2 MT8980的工作原理 MT8980由串并交换器、数据存储器、帧计数器、控制寄存器、控制接口单元。接续存储器、输出复用线与并-串变换器等部分构成。串行PCM数据以2.048Mb/s速率分8路由STI0-STI7输入，经串-并变换，根据码流号和信道号一次存入256×8比特数据存储器的相应单元内。控制存储器通过控制接口，接受来自微处理器的指令，并经此指令写到接续存储器中。这样，数据存储器中各信道的数据按照接续存储器的内容，以某种顺序从中读出，再经复用

30、、缓存、并串-变换，变为时隙变换后的8路2.048Mb/s串行码流，从而达到数据交换的目的。 6.4.3 MT8980引脚功能输入端口：STi0-STi7 输出端口：STO0-STO7 处理机控制接口：A0-A5，D0-D7，CS，R/W，DTA等。 D0-D7:8位双向数据总线，处理机与芯片互通信息使用。 A0-A5:6位地址总线，用于处理机对芯片内各部件的寻址，传送寻址用的的地址码。 控制寄存器是一种8位的，其内容由处理机写入，用以指定的工作模式、操作对象和输入/输出的PCM总线号码。 CS是片选信号输入，低电平有效。&

31、#160;DS是微处理器接口是数据输入选通信号，高低平有效。 R/W是微处理器接口时读、写控制信号，若输入高电平，为读出；若输入低电平，则为写入。 ODE是输入驱动允许。若该输入保持低电平，则STO0-STO7输出驱动器正常工作；若为低电平，则STO0-STO7呈高阻。 DAT是数据应答信号输出，若此端下拉为低电平，电路处理完数据，通常DAT经909接5。管脚图如图6.4.3所示。图6.4.3 MT8980管脚图6.5空分交换芯片MT8816空分交换MT8816芯片为CMOS大规模集成电路芯片，是一片8×16模拟交换矩阵，有8条COL线（L0L7）和16

32、条ROW线（ROW0ROW15），形成一个模拟交换矩阵，它们可以通过任意一个交叉点接通。 6.5.1MT8816的工作原理 MT8816是一片8×16模拟交换矩阵CMOS大规模集成电路芯片，如图16-3 所示，图中有8条COL线（COL0COL7）和16条ROW线（ROW0ROW15），形成一个模拟交换矩阵。它们可以通过任意一个交叉点接通。芯片有保持电路，因此可以保持任一交叉接点处于接通状态，直至来复位信号为止。CPU可以通过地址线ACOL2ACOL0和数据线AROW3AROW0进行控制和选择需要接通的交叉点号。ACOL2ACOL0管COL7COL0中的一条线。A

33、COL2ACOL0编成二进制码，经过译码以后就可以接通交叉点相应的COLi；AROW3AROW0管ROW15ROW0中的一条。AROW3AROW0编成二进制码，经过译码以后就可以接通交叉点相应的ROWi。例如要接通L1和J0之间的交叉点。这时一方面向ACOL0ACOL2送001，另一方向面向AROW3AROW0送0000，当送出地址启动门ST时，就可以将相应交叉点接通了。图中还有一个端子叫”CS”，它是片选端，当CS为”1”时，全部交叉点就打开了。6.5.2MT8816管脚功能COL0-COL7：列输入/输出，开关矩阵8路列输入或输出。 ROW0-ROW15：行输入/输出，开关矩阵1

34、6路行输入或输出。ACOL0-ACOL2：列地址码输入，对开关矩阵进行列寻址。 AROW0-AROW3：行地址码的输入，对开关矩阵进行行寻址。 ST：选通脉冲输入，高电平有效，使地址码与数据得以控制相应的开关通、断，在ST的上升沿前，地址必须经入稳定的状态，在ST的下降沿处，数据也应给是稳定。 DI：通断控制输入，若DI为高电平，将所选择的开关导通;若DI为低电平，将所选择的开关断开。 RESET：复位信号的输入，不管CS出于什么电平，均将全部开关置于截止状态。 CS：片选信号输入，高电平有效。MT8816管脚图如图6.5.2所示图6.5.2

35、MT8816管脚图6.6单元电路6.6.1复位电路在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。 无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。 基本的复位方式 单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从

36、初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。复位电路如图6.6.1所示。图6.6.1 复位电路图6.6.2晶振电路晶体振荡器，简称晶振。在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合

37、适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。晶振电路如图6.6.2所示图6.6.2 晶振电路6.7器件清单本次课程设计的用到的元器件有单片机STC89C516、时分芯片MT8980、空分芯片MT8816、电阻R、电容C、晶振器、开关、电源、GND端口。清单如表6.7所示。表6.7 元件清单器件名称数量单位值单片机STC89C5161时分芯片MT8980 2空分芯片MT88161电阻R1 1K电容C 3100pF、200pF、500pF晶振器1开

38、关 1七、系统软件设计7.1流程框图调用MT8816子程序调用MT8980B子程序调用MT8980A子程序重新设置参数完成程序调试结束程序是否运行？开始设置原始数据程序初始化 否是图7.1 流程框图7.2软件设计Altium Designer简介：Altium Designer 是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计

39、的质量和效率大大提高。Altium Designer 除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。 由于Altium Designer 在继承先前Protel软件功能的基础上，综合了FPGA设计和嵌入式系统软件设计功能，Altium Designer 对计算机的系统需求比先前的版本要高一些。Altium Designer Summer 09的发布延续了

40、连续不断的新特性和新技术的应用过程。这必将帮助用户更轻松地创建下一代电子设计。同时，我们将令Altium Designer更符合电子设计师的要求。Altium的一体化设计结构将硬件、软件和可编程硬件集合在一个单一的环境中，这将令用户自由地探索新的设计构想。在整个设计构成中，每个人都使用同一个设计界面。 Summer 09版本解决了大量历史遗留的工具问题。其中就包括了增加更多的机械层设置、增强的原理图网络类定义。新版本中更关注于改进测试点的分配和管理、精简嵌入式软件开发、软设计中智能化调试和流畅的License管理等功能。7.3设计思路这次设计我利用时分交换芯片MT8980和空分交换芯片MT88

41、16构成TST交换网络，用单片机STC89C516来控制完成多语音用户间的交换。 TST数字交换网络的控制系统主要由处理机和存储器组成, 处理机通过软件程序来指令硬件、软件协调动作; 存储器用来存放软件程序及有关数据。控制系统是程控交换机的核心, 其主要任务是执行存储程序和各种命令, 以控制相应单片机STC89C516、时分芯片MT8980 、空分芯片MT8816 、时分芯片MT8980 的硬件, 实现信息的交换和系统地维护和管理功能。控制系统的主体是微处理机, 包括CPU、存储器、I/O

42、60;设备及相应软件。本此设计采用STC89C516 作为微处理机, STC89C516与MT8980之间的接口信号主要有地址线A0A5、数据线D0D7、片选信号/CS、读写信号R/W、数据输入选通信号DS、数据应答信号/DTA。连接方式及功能如下表7.3所示。 表7.3 连接方式及功能芯片连接方式实现功能 STC89C516P1口分别连接MT8980的A0A5和DS和R/W 实现数据交换的同步, 在DS信号的上升沿时刻, 如果MT8980的片选信号/CS、数据线、地址线以及读写信号R/W 有效, 则CPU开始对MT8980

43、进行读或写操作。当MT8980与89C516之间完成相应的数据发送或者接收之后, DTA 送出一个下降沿, 表示这次数据交换完成,然后通过软件来控制具体的时隙交换P17连接MT8980的R/W 通过置位和复位实现对MT8980的读写控制P17=0W,P17=1RP1口连接MT8980的A0A4,P27连接MT8980的A5 A5=0控制A5=1时隙选择中间时隙，中间时隙通过A0A4的寻址来决定。P25、P24P23分别连接前一片MT8980MT8816后一片MT8980的CS对MT8980和MT8816进行片选P0口连接MT8980的STi0S

44、Ti7数据进入空分芯片MT8816进行空间交换,与后T级连接为了进一步实现时隙交换XTAL1，XTLA2接入片外时钟发生器XTAL1为振荡器反相放大器和时钟发生电路的输入，XTLA2为反相放大器的输出。MT8816与MT8980的STi口相连接通过STC89C516控制具体的信道交换,芯片由输入的行地址和列地址来选择电导通的点，从而实现空间上的电路交换7.4容量分析 大型的数字交换网络普遍采用TST（时分-空分-时分）三级结构，它由两个T级和一个S级组成，因为采用两个T级，可充分利用时分接线器成本低和无阻塞的特点，并利用S级扩大容量，使他具有成本低，阻塞率小和路由寻找简单等特点。 这

45、种数字交换网引入了空分级S，改善了话务的疏散功能，并通过扩大S级的输入母线和输出母线，将多个时分接线器连接起来，大幅度提高了交换网的容量。图中S级之前的称为前T级，S级之后的称为后T级。这里S级的容量为8×8=64，即有8组输入母线和8组输出母线，分别可接8个前T级和8个后T级。 这个TST网络的容量为：时分交换器芯片MT8980的容量为8×32=256个时隙。可接入8端PCM一次群，由于8个前T和8个后T，因而总交换的容量为8×256=2048时隙（话路），可接入8×8=64端PCM一次群，又因为每端PCM可占用的时隙数为30，且数字交换网为

46、单向传输，每一对通话占用两个时隙，故可同时接通的通话数为：64×30/2=960路，即最多可接通960×2=1920路用户通话。 本次课程设计可选用的芯片有时分交换芯片MT8980及空分交换芯片MT8816。其中，时分交换芯片MT8980是8线×32信道数字交换电路，输入和输出均链接8条PCM集群（30/32路）数据线，在控制信号作用下，可实现240/256路数字语音或数据的无阻塞数字交换。空分交换MT8816芯片为CMOS大规模集成电路芯片，是一片8×16模拟交换矩阵，有8条COL线（L0L7）和16条ROW线（ROW0ROW15），形成一个

47、模拟交换矩阵，它们可以通过任意一个交叉点接通。本次课程设计我只选用MT8816中的4路输入母线和输出母线，其S级的容量为4×4=16，可接4个前T级和4个后T级，所以实现的是4×32=128路的交换网络，仅仅使用了MT8980一半的容量。7.5设计特点时分交换芯片MT8980该器件是8线×32信道数字交换电路。它内部包含串-并变换器数据存储器、帧计数器、控制接口电路、接续存储器、控制寄存器、输出复用电路及并-串变换器等功能单元。输入和输出均连接8条PCM基群(3032路)数据线在控制信号作用下可实现240256路数字话音或数据的无阻塞数字交换。 MT88

48、16是一片8×16模拟交换矩阵CMOS大规模集成电路芯片有8条COL线COL0COL7和16条ROW线ROW0ROW15形成一个模拟交换矩阵。它们可以通过任意一个交叉点接通。芯片有保持电路因此可以保持任一交叉接点处于接通状态直至来复位信号为止。 因为此次课设用于实现的是4*32=128路的交换网络所以对芯片有一些浪费仅仅使用了一半的容量。 MT8980在此次课程设计中仅仅用于时间交换其实它不但可以进行时间交换还可以进行两间交换。在此次课设中没有将它的作用最大化。7.6特性参数在交换网络中,一个线束里同时占用的线路数时一个随机变量。根据话源数N和线束容量等于线的复用

49、度间的关系M，常用爱尔兰分布来描述其阻塞概率。爱尔兰分布适用于话源数N为无穷大,线束容量为有限值的情况.在爱尔兰分布的情况下,线束中有X条线被占用的概率为：式中，P(x)为线束有X条线被占用的概率，A为线束的流入话务量，M为线束的容量。当X=M时，线束全忙，即产生呼损，爱尔兰呼损公式为：式中，E为线束发生呼损的概率，A为线束的流入话务量，m为线束的容量。因此只要知道E，A，m中的任意两个值就可以计算出另外的值。八、心得体会本次课程设计主要利用时分交换芯片MT8980和空分交换芯片MT8816构成TST交换网络，完成多语音用户间的交换，设计中用到了很多交换原理课程中学到的知识，例如：T接线器，S

50、接线器，TST网络等。这次课程设计使我从中受益匪浅，通过本次课程设计使我把学过的理论知识和实际联系了起来，从而使我顺利的完成了本次设计。  在设计过程中查阅了大量的有关TST网络的书籍，巩固了以前所学过的知识，也学到了很多在书本上所没有学到过的课外知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，提高了自己的实际动手能力和独立思考问题的能力。在设计过程中遇到了很多问题，对TST网络理解不透彻，不知道其TST网络的如何用芯片来实现；后来通过熟悉其原理和在老师的帮助下，才能顺利的完成，还有对理论知识掌握不扎实，设计过程中存在了很多问题，以致花费了好多时间学习基础知识和上

51、网查找相关资料，所以在以后的学习中一定要稳扎稳打，深刻理解理论知识，为今后的实践性活动打下坚实的基础；同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。总之，通过这次课程设计之后，我发现自己的不足之处还很多，在今后学习中一定要把基础学扎实，认真学习理论知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的必要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实

52、践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。但是也存在着许多的不足芯片有保持电路因此可以保持任一交叉接点处于接通状态直至来复位信号为止。 因为此次课设用于实现的是4*32=128路的交换网络所以对芯片有一些浪费仅仅使用了一半的容量。 MT8980在此次课程设计中仅仅用于时间交换其实它不但可以进行时间交换还可以进行两间交换。在此次课设中没有将它的作

53、用最大化。本次课程设计是专业课的设计，作为本专业的我们应该知道更多专业知识，而且还有较强的动手能力。TST交换网络给了我们动手的机会，在老师的帮助和指导下，不仅让我们顺利完成本次课程设计，同时也学到更多的课外知识，提高了我们的动手能力。真心感谢老师的耐心指导和帮助。九、参考文献1 叶敏.程控数字交换与现代通信网.北京：人民邮电出版社，1998 2 唐宝民.电信网技术基础.北京：人民邮电出版社，20013 金惠文.现代交换原理, 电子工业出版社,2006 4 尤克.现代交换技术,机械工业出版社,2000 5 桂海源. 现代交换

54、原理 ,人民邮电出版社,2002 6 尤克.黄静华;任力颖,现代交换技术与通信网,电子工业出版社,2000 7 余燕平 李式巨.信息交换与通信网M.浙江大学出版社,20028 郭瑞.T接线器时分交换原理仿真J.中山大学学报，2007附录一（电路原理图）附录二（源程序代码）DATA SEGMENT              R5 DB  ？    &

55、#160;    R6 DB  ？ DATA ENDSASSUME CS: CODE, DS: DATA MAIN PROC FAR              主程序 START: MOV AX,DATA      &#

56、160;     初始化DS        MOV DS, AX   MOV A, R6ORL A,#60H ；P2.6=1R，P2.6=0W MOV P2.0 ；P2.7=1 时隙，P=0控制          SETB P1.4  &#

57、160;                    ；置DS为高  LOOP3: MOV C, P1.5 JC LOOP3                 

58、0;；DTA不为0时等待        MOV A, P0  CLR P1.4  SETB P2.5               ；CS=1 R5 EQU 00011001B         

59、;CALL W-CONTROL             R5 EQU 00000001B    b0=1表示输出允许        R6 EQU 00000001B CALL W-CONNECTION        &#

60、160;  ；调用写MT8980连接存储器子程序        R5 EQU 00010001B           选择群路1的连续存储器的低位        CALL W-CONTROL       

61、60;      ；调用写MT8980控制寄存器子程序        R5 EQU 00010001B        R6 EQU 00100011B      CALL W-CONNECTION      &

62、#160; ；调用写MT8980连接存储器子程序R5 EQU 00010010B        ；选择群路2的连续存储器的低位        CALL W-CONTROL          ；调用写MT8980控制寄存器子程序        

63、;R5 EQU 00010010B      R6 EQU 01000100B        ；选择信道4 CALL W-CONNECTIO0 调用写MT8980连接存储器低位子程序               CALL W8980X

64、60;        ； 调用W8980X RETMAIN ENDP    W-CONNECTION PROC NEAR    ； 完成写MT8980连接存储器子程序 MOV A, R6 ORL A,#20H                      ；P2.6=1R