江理交换技术实验指导书

1、江西理工大学 现代交换技术 课程实验指导书主审人： 主撰人：李民生前 言本实验指导书根据教育部高等院校重点建设专业主干专业课程现代交换技术实验教学大纲中的基础模块的要求编写。适用于高等院校通信工程专业实验指导教学。本指导书共六个实验，内容主要包括数字程控交换系统的组成及系统数据配置实验、用户接口电路与双音多频DTMF接收与分析实验、空分交换网络原理系统实验、数字程控交换系统的控制系统与交换网络实验等。为了通过该实践环节，使学生进一步消化、吸收课堂教学的理论知识，加深对数字程控交换系统的理解，尽快掌握数字程控交换技术与交换设备的构成，培养学生分析问题、解决问题的思维能力及实践技能，本指导书列出了

2、详细的实验步骤目 录第一部分 绪论1第二部分 基本实验指导3实验一 数字程控交换系统的组成及系统数据配置3实验二 用户接口电路与双音多频DTMF接收与分析9实验三 空分交换网络原理系统实验16实验四 数字程控交换系统的控制系统与交换网络22实验五 时分复用与时分交换原理实验（选做）24实验六 时分交换综合实验（选做）29参考文献33第一部分 绪论本实验指导书是根据现代交换技术课程实验教学大纲编写，适用于通信工程专业。一、 本课程实验的作用与任务本课程实验作用：通过该实践环节，使学生进一步消化、吸收课堂教学的理论知识，加深对数字程控交换系统的理解，尽快掌握数字程控交换技术与交换设备的构成，培养学

3、生分析问题、解决问题的思维能力及实践技能。本课程实验的任务：1、 要求学生掌握操作、使用实验箱。2、 学会使用现代化仪器测评交换机工作情况。二、 本课程实验的基础知识本课程实验的基础知识包括：数字电子技术、信号与系统、通信原理、现代交换技术等通信专业基础知识。 三、 本课程实验教学项目及要求序号实验项目名称学时实验类别实验要求实验类型每组人数主要设备名称目的和要求1数字程控交换系统的组成及系统数据配置2专业必修验证2程控交换实验箱、示波器等对数字程控交换系统的基本组成和工作过程有一个总体而直观的认识，了解系统数据对数字程控交换系统的作用和影响2用户接口电路与双音多频DTMF接收与分析2专业必修

4、验证2程控交换实验箱、示波器等了解模拟用户接口电路BORSHCT功能的原理、特性、实现、作用；了解DTMF收号的原理、过程和作用3空分交换网络原理系统实验2专业必修验证2程控交换实验箱、示波器等了解空分交换网络数据传输过程4数字程控交换系统的控制系统与交换网络2专业必修综合2程控交换实验箱、示波器等了解数字程控交换系统的核心部分-交换网络的工作原理和工作过程5时分复用与时分交换原理实验（选做）2专业必修验证2程控交换实验箱、示波器等了解时分复用原理和时分交换原理6时分交换综合实验（选做）2专业必修综合2程控交换实验箱、示波器等熟悉时分交换原理33第二部分 基本实验指导实验一 数字程控交换系统的

5、组成及系统数据配置一、 实验目的1、 熟悉该程控交换原理实验系统的电路组成与主要部件的作用。2、 体会程控交换原理实验系统进行电话通信时的工作过程。二、 实验原理1、 电路组成 图1-1 实验系统的原理框图图1-2实验系统方框图（1）用户模块电路：主要完成BORSCHT七种功能，它由下列电路组成：a) 用户线接口电路b) 二四线变换器c) PCM编译码电路（2）交换网络系统：主要完成空分交换与时分交换两大功能，它由下列电路组成：a) 空分交换网络系统b) 时分交换网络系统（3）多种信号音电路：主要完成各种信号音的产生与发送，它由下列电路组成：a) 450Hz拨号音电路b) 忙音发生电路c) 回

6、铃音发生电路d) 25Hz振铃信号电路（4）CPU中央集中控制处理器电路：主要完成对系统电路的各种控制，信号检测，号码识别，键盘输入信息，输出显示信息等各种功能：a) 键盘输入电路：主要把实验过程中的一些功能通过键盘设置到系统中。b) 显示电路：显示主叫方与被叫方的电话号码，同时显示通话时间。c) 输入输出扩展电路：显示电路与键盘输入电路主要通过该电路进行工作，主要芯片是D8155A，SN74LS240，MC1413。d) 双音多频DTMF接收检测电路：把MT8870DC输出的DTMF四位二进制信号，接收存贮后再送给CPU中央集中控制处理系统。（5）用户状态检测电路：主要识别主、被叫用户的摘挂

7、机状态，送给CPU进行处理。（6）自动交换网络驱动电路：主要实现电话交换通信时，CPU发出命令信息，由此电路实现驱动自动交换网络系统，其核心集成电路为SN74LS374，D8255A，GD74LS373等芯片。（7）信号音控制电路：它完全按照CPU发出的指令进行操作，使各种信号音按照系统程序进行工作。（8）振铃控制电路：它也是按照CPU发出的指令进行工作。 （9）系统工作电源：主要完成系统所需要的各种电源，本实验系统中有+5V，-5V，+12V，-12V，-48V等5组电源，由下列电路组成：a) 内置工作电源：-48V ，-12V ，+5V，+12V b) 1.5.2稳压电源： -8V，-5V

8、2、 键盘功能图1-3 键盘功能框图对图1-3所示的键盘功能作如下介绍：（1）时间该键可设置系统的延时时间。如久不拔号、久不应答、位间不拔号的延时，缺省值为10秒，可选择的时间值有10秒、30秒、1分钟。按一次该键则显示下一个时间值，三个值循环显示，当按下“确认”键时，就选定当前显示值供系统使用，按“复位”键则清除该次时间的设定。（2）电话会议该键为召开电话会议的按键。电话会议设置用户1为主叫方，其他三路为被叫方，只能由主叫方主持召开会议，向其他三路发出呼叫。电路完全接通或者接通两路后，主叫方能和任一被叫方互相通话。除“复位”键外，其他键均失去功能。会议结束后，可按“复位”键重启系统。（3）中

9、继该键为局内交换切向中继交换的功能按键，按下此键，再按“确认”键进行确认，则工作模式由局内交换切换为中继交换，显示器循环显示“d”，此时方可通过中继拨打“长途”电话。按“复位”键重启系统，进入正常局内交换模式。（4）确认该键完成对其他功能键的确认，防止误按键，在键盘中除“复位”键外，其他功能键都必须加“确认”键才能完成所定义的功能。（5）复位该键为重启系统按键。在任何时候或者系统出现不正常状态时都可按下此键重启系统（有用户通话时，会中断通话），所有设置均为默认值。3、 显示功能主叫号码显示 计时显示 被叫号码显示图1-4 显示电路图1-4是显示电路工作示意说明图。4、 工作过程以上是CPU中央

10、集中控制处理系统的主要工作过程，要全面具体实现上述工作过程，则要有软件支持，该软件程序流程图见图1-5。图1-5 程序工作流程示意图三、 主要仪器及耗材1、 程控交换试验箱 一台2、 万用表 一台3、 电话单机 四台四、 实验内容和步骤（一）实验内容：1、 测量实验系统电路板中各测量点电压值，并记录。2、 从总体上初步熟悉两部电话单机用空分交换方式进行通话。3、 初步建立程控交换原理系统及电话通信的概念。4、 观察并记录一个正常呼叫的全过程。5、 观察并记录一个不正常呼叫的状态。图1-6 呼叫识别电路框图（二）实验步骤：1、 接上交流电源线。2、 将K11K14、K21K24、K31K34、K

11、41K44接2、3脚；K70K75接2、3脚；K60K63接2、3脚。3、 先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9。此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。4、 按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，数码管循环显示“P” ，即可进行实验。5、 将万用表拔至直流电压档，然后测量电源模块-48、-12、-5、+5、+12的电压是否正常：-48为-48V，-12为-12V，-5为-5V，+5为+5V，+12为+12V。(-48V允许误差±10%，其它为±5%)6、 将四个用户接上电话单机。7、 正常呼叫全过程的

12、观察与记录。（现以用户1为主叫，用户4为被叫进行实验）（1）主叫摘机，听到拨号音，数码管显示主叫电话号码“68”。（2）主叫拨首位被叫号码“8”，主叫拨号音停，主叫继续拨完被叫号码“9”。（3）被叫振铃，主叫听到回铃音。（4）被叫摘机，被叫振铃停，主叫回铃音停，双方通话。数码管显示主叫号码和被叫号码，并开始通话计时。（5）挂机，任意一方先挂机（如主叫先挂机），另一方（被叫）听到忙音，计时暂停，双方都挂机后，数码管循环显示“P”。8、 不正常呼叫的自动处理（1）主叫摘机后在规定的系统时间内不拨号，主叫听到忙音。(系统时间可以设置，在系统复位后按“时间”可循环显示“0.10”，“0.30”，“1.

13、00”，分别表示10秒，30秒，1分钟，选定一个时间按“确认”即系统时间被设置，复位时，系统时间默认为10秒。)（2）拨完第一位号码后在规定的系统时间内没有拨第二位号码时，主叫听到忙音。（3）号码拨错时（如主叫拨“56”），主叫听到忙音。（4）被叫振铃后在规定的系统时间内不摘机，被叫振铃音停，主叫听到忙音。五、 实验注意事项对实验系统加电一定要严格遵循先打开系统工作电源的“交流开关”，然后再打开直流电源输出开关J8，J9。实验结束后，先分别关直流电源输出开关J8，J9。最后再关“交流开关”，以避免实验电路的器件损坏。六、 思考题1、 画出实验系统电路的方框图，并作简要叙述。2、 对正常呼叫全过

14、程进行记录分析。实验二 用户接口电路与双音多频DTMF接收与分析一、 实验目的1、 了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中的发送和接收方法。2、 熟悉该电路的组成及工作过程。二、 实验原理1、 双音多频拨号简单介绍在电话单机中，有两种拨号方式，即脉冲拨号和双音多频拨号。双音多频拨号方式中的双音多频是指用两个特定的单音频信号的组合来代表数字或功能，两个单音频的频率不同，所代表的数字和功能也不同，在双音多频电话机中有16个按键，其中有10个数字键09，6个功能键*、#、A、B、C、D，按照组合的原理，它必须有8种不同的单音频信号，由于采用的频率有8种，故又称之为多频，又因以8种频率中任意抽出2种

15、进行组合，又称其为8中取2的编码方式。根据CCITT的建议，国际上采用697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz，把这8种频率分成两个群，即高频群和低频群，从高频群和低频群中任意各抽出一种频率进行组合，共有16种不同组合，代表16种不同数字或功能，见表2-1。表2-1 高频群与低频群的组合高频数字低频1209133614471633697123A770456B852789C941*0#D表中*、# 键作特殊功能用（如闭音、重发）等，A、B、C、D留作它用。例如拨数字号码“8”，则发双音多频信号频率为=1336Hz、=852Hz。双音多

16、频，简写DTMF（DTMF=Dual Tone Multi-frequency），DTMF发送器的原理与构成如图2-1所示，它主要包括：a) 晶体振荡器外接晶体（通常采用3.579545MHz）与片内电路构成振荡器，经分频产生参考信号。b) 键控可变时钟产生电路它是一种可控分频比的分频器，通常由n级移位寄存器与键控反馈逻辑单元组成。c) 正弦波产生电路它由正弦波编码器与D/A变换器构成，通常，可变速时钟信号先经5位移位寄存器，产生一组5位移位代码，再由可编程逻辑阵列（PLA）将其转换成二进制代码，加到D/A变换器形成台阶型正弦波。显然台阶的宽度等于时钟频率的倒数，这样形成的正弦波信号频率必然对

17、应时钟的速率和按键的号码。d) 混合电路将键盘所对应产生的行、列正弦波信号（即低、高群、）相加、混合成双音信号输出。e) 附加功能单元，如有时含有单音抑制，输出控制（禁止）、双键同按无输出等控制电路。图2-1 一个典型的DTMF发送电路原理框图DTMF发送器按输入控制方式可分为键盘行列控制和BCD接口控制两种。它们的控制部分真值表分别示于表2-2、表2-3。表2-2 键盘控制接口功能真值表输入行列R1R2R3R4C1C2C3C4发送fL（Hz）697770852941频率fH（Hz）1209133614771633表2-3 BCD码控制接口功能真值表BCD 码 输 入发 送 频 率D1D2D3

18、D4fL（Hz）fH（Hz）000094113360001697120900106971336001169714770100770120901017701336011077014770111852120910008521336100185214772、 双音多频接收电路DTMF接收器包括DTMF分组滤波器和DTMF译码器，其基本原理如图2-2所示。DTMF接收器先经高、低频组带通滤器进行/区分，然后过零检测、比较，得到相应于DTMF的两路、信号输出。该两路信号经译码、锁存、缓冲，恢复成对应于16种DTMF信号音的4比特二进制码（D1D4）。 图2-2 典型DTMF接收器原理框图图2-3 MT8

19、870芯片及管脚排列图在本实验系统电路中，DTMF接收器采用的是MT8870芯片。图2-3是该芯片的管脚排列图。（1）该电路的基本特性a) 提供DTMF信号分离滤波和译码功能，输出相应16种DTMF频率组合的4位并行二进制码。b) 可外接3.579545MHz晶体，与内含振荡器产生基准频率信号。c) 具有抑制拨号音和模拟信号输入增益可调的能力。d) 二进制码为三态输出。e) 提供基准电压（）输出。f) 电源：+5Vg) 功耗：15mwh) 工艺：CMOSi) 封装：18引线双列直插（2）管脚简要说明 1、2脚IN+、IN-：运放同、反相输入端，模拟信号或DTMF信号从此端输入。 3脚FB ：运

20、放输出端，外接反馈电阻可调节输入放大器的增益。 4脚VREF：基准电压输出。 5、6脚IC：内部连接端，应接地。 7、8脚OSC1、OSC0 ：振荡器输入、输出端，两端外接3.579545MHz晶体。 9脚VCC：接正电源，通常接+5V。 10脚EN：数据输出允许端，若为高电平输入，即允许D01D04输出，若为低电平输入，则禁止D01D04输出。 11、14脚D01D04：数据输出，它是相应于16种DTMF信号（高，低单音组合）的4位二进制并行码，为三态缓冲输出。 15脚CID：延迟控制输出，当一有效单音对被接收，CI超过VTSt，输出锁存器被更新，则CID为高电平，若CI低于VTSt，则CI

21、D返至低电平。 16脚EC0：初始控制输出，若电路检测出一可识别的单音对，则此端即变为高电平，若无输入信号或连续失真，则EC0返回低电平。 17脚CIGT：控制输入，若此输入电压高于门限值VTSt，则电路将接收DTMF单音对，并锁存相应码字于输出，若输入电压低于VTSt，则电路不接收新的单音对。 18脚VSS ：接负电源，通常接地。3、 电路的工作原理它完成典型DTMF接收器的主要功能：输入信号的高、低频组带通滤波、限幅、频率检测与确认、译码、锁存与缓冲输出及振荡，监测等，具体说就是DTMF信号从芯片的输入端输入，经过输入运放和拨号音抑制滤波器进行滤波后，分两路分别进入高、低频组滤波器以分离检

22、测出高、低频组信号。如果高、低频组信号同时被检测出来，便在EC0输出高电平作为有效检测DTMF信号的标志；如果DTMF信号消失，则EC0即返至低电平，与此同时EC0通过外接R向C充电，得到CI，GT。（通常此两端相短接）积分波形，如图2-5所示，若经tGTP延时后，CI，GT。电压高于门限值VTst时，产生内部标志，这样，该电路在出现EC0标志时，将证实后的两单音送往译码器，变成4比特码字并送到输出锁存器，而CI标志出现时，则该码字送到三态输出端D01D04，另外CI信号经形成和延时，从CID端输出，提供一选通脉冲，表明该码字已被接收和输出已被更新，如若积分电压降到门限VTst以下，使CID也

23、回到低电平。图2-4是双音多频信号检测电路原理图，图2-5是MT8870的工作波形时序图。图2-4 双音多频信号检测电路原理图图2-5 MT8870的时序图其中，双音多频信号测试点为TPDTMF，数据输出允许端EN的测量点为TPSDT，它经反相器反向后得到。数据输出则可以通过发光二极管D103D100显示出来，它代表的数是8421码。三、 主要仪器及耗材1、 程控交换试验箱 一台2、 示波器 一台3、 电话单机 两台四、 实验内容和步骤（一）实验内容：1、 用示波器观察发送DTMF信号的波形。2、 用示波器观察DTMF信号接收的波形。（二）实验步骤：1、 接上交流电源线。2、 将K11K14、

24、K21K24、K31K34、K41K44接2、3脚；K71K75接2、3脚；K61K63接2、3脚，K70、K60接1、2脚。3、 先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9，此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。4、 按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，显示电路循环显示“P”，即可进行实验。5、 用户1、用户3接上电话单机。6、 用户1摘机，开始拨打号码，即按电话单机上的任意键，用示波器的直流档对以下测量点进行观察并记录波形：a) TPDTMF：当有键按下时有双音多频信号，无键按下时无信号。b) TPSDT：当无键按下时该

25、点为高电平，有键按下时该点是低电平（脉冲）。c) TP11：当有键按下时有双音多频信号，无键按下时无信号。7、 按不同的键时，其双音多频信号的波形不一样，要仔细观察。8、 在按键过程中观察发光二极管D103D100与所按键值的关系：(显示二极管是在该按键抬起的瞬间发生改变的)D103D100对应的是8421码，如按下的键值为5时，对应的码字为0101，发光二极管D102，D100发光。在按键的过程中观察所按键值与发光二极管是否满足上述对应关系。五、 实验注意事项1、 使程控交换实验箱加电处于正常工作状态，并严格遵循操作规程。2、 在测量观察上述各测量点波形时，两位同学一定要配合好，即一位同学按

26、照正常拨打电话的顺序进行操作，另一位同学要找到相应的测量点和有关电路单元，仔细体会实验过程中的各种实验现象。3、 在测量TP1A时，示波器接头的另一接地线接到TP1B上。六、 思考题1、 画出DTMF接收电路的电原理图，并能简要分析工作过程。2、 画出在接收DTMF过程中各有关测量点在有、无信号状态的波形，并能作简要的分析与说明。实验三 空分交换网络原理系统实验一、 实验目的1、 掌握程控交换的基本原理与实现方法。2、 通过对MT8816芯片的实验，熟悉空分交换网络的工作过程。二、 实验原理1、 原理说明其实，我们在实验一中已经对实验系统中的交换网络有了一些了解，下面我们则比较详细分析它的工作

27、过程。它是由两大部分组成，即话路部分和控制部分，话路部分包括交换网络，用户电路出中继电路，入中继电路，收号器，音信号发生器以及信号设备等；控制部分则是一台电子计算机，它包括中央处理器，存储器和输入、输出设备。在我们本实验系统中，交换网络的方框图见图3-1所示。图3-1 空分交换网络结构方框图2、 电子接线器简介早先的程控空分交换机的网络，采用的接线器是机械的，也就是说它由机械接点组成的。然后由这些机械接线器组成交换网络。这些机械接线器包括小型纵横接线器、螺簧接线器、剩簧接线器、笛簧接线器等等，五花八门，品种繁多。由于目前已不采用，所以不在这里介绍。当前的空分交换机采用的是电子接线器。这是从MO

28、S型超大规模接线器。目前，生产电子接线器的电子化成为可能。电子接线器就是MOS型的空分接线器。目前，生产电子接线器的厂家很多，型号也各有不同，如Mitel公司的MT8804，MT8812，MT8816等，MOTOROLA公司的142100，145100等，SGS公司的M089，M099，M093等。这些电子接线器在我国生产和引进的空分用户交换机中均能见到。下面将重点分析MT8816芯片的工作过程。（1）MT8816基本特性由图3-2可见，该芯片是8×16模拟开关阵列，它内含7128线地址译码器，控制锁存器和8×16交叉点开关阵列，其电路的基本特性为：图3-2 MT8816功

29、能方框图 提供8×16模拟开关阵列功能 导通电阻（VDD=12V） 45 导通电阻偏差（VDD=12V） 5 模拟信号最大幅度 12VPP 开关带宽 45MHz 非线性失真 0.01% 电源 4.513.2V 工艺 CMOS 封装 双列直插式（2）MT8816管脚说明下面将对该管脚功能作一简要说明：图3-3 MT8816管脚排列图 35、37、39、1、21、19、17、15脚COL0COL7：列输入输出，开关阵列8路列输入或输出。 3328、813、27、26、6、7脚ROW0ROW15：行输入输出，开关阵列16路行输入或输出。 24、25、2脚ACOL0ACOL2：列地址码输入，

30、对开关阵列进行列寻址。 5、22、23、4脚AROW0AROW3：行地址码输入，对开关阵行进行行寻址。 18脚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开关的通、断。在ST上升沿前，地址必须进入稳定状态，在ST下降沿处，数据也应该是稳定的。 38脚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。 3脚RESET：复位信号输入，若为高电平，不管CS处于什么电平，均将全部开关置于截止状态。 36脚CS：片选信号输入，高电平有效。 40脚VCC：正电源，电压范围为4.513.2V。 20脚VEE：负电源。 16脚VSS：数字地。 14、34

31、脚IC：空。（3）MT8816工作原理下面我们将对MT8816型电子接线器作一介绍，使大家了解电子接线器的结构原理。其它型号的电子接线器也大同小异，这里不再赘述。MT8816是CMOS大规模集成电路芯片。这是一片8×16模拟交换矩阵，如图3-4所示图3-4 MT8816交换矩阵示意图图中有8条COL线（COL0-COL7）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。芯片有保持功能，因此可以保持任一交叉点处于接通状态，直至有断开控制信号或复位信号为止。CPU可以通过地址线ACOL2ACOL0和数据线AROW3AROW0控制和选择需要接通

32、的交叉点号。ACOL2ACOL0管COL7 COL0中的一条线。ACOL7ACOL0编成二进制码，经过译码以后就可以接通交叉点相应的COLi；数据线AROW3AROW0管ROW15ROW0中的一条。AROW3AROW0也是编码的，经过译码以后就可以接通交叉点相应的ROWi；控制相应ROWi的以接通有关的交叉点。例如要接通COL1和ROW8之间的交叉点。这时一方面向ACOL2ACOL0送“001”，另一方面向AROW3 AROW0送 “1000”。并使DI为高电平，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“RESET”复位端。当RESET为“1”时，全部交叉点就断开了

33、。电子接线器速度快，驱动要求低，并能自己保持。因此使用起来十分方便。 其它型号的芯片的基本原理也大致相同。区别只是容量不一样。电子接线器的优点是体积小，价格便宜，它的缺点是导通电阻较机械接点大（一般几十欧姆到一百欧姆），并且串音衰耗也较机电的接线器小，因此电子接线器组成的交换网络和由机械接点组成的交换网络也有所区别。三、 主要仪器及耗材1、 程控交换试验箱 一台2、 万用表 一台3、 电话单机 二四台四、 实验内容和步骤（一）实验内容：利用空分自动交换网络进行两部电话单机通话，对工作过程作记录。（二）实验步骤：1、 接上交流电源线。2、 将K11K14、K21K24、K31K34、K41K44

34、接2、3脚；K70K75接2、3脚；K60K63接2、3脚。3、 先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9，此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。4、 按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，显示电路循环显示“P”，即可进行实验。5、 将四个用户接上电话单机。6、 首先用户1呼叫用户3，并进行通话，然后用户2呼叫用户4通话。7、 用双踪示波器观察a) 用户1说话时（或按电话上的任意键），TP11（用户1的去话）、TP32（用户3的来话）有语音波形（或双音多频信号），且波形一致，只是TP11的幅值比TP32的幅值大；不说话时无波

35、形。b) 用户3说话时（或按电话上的任意键），TP31（用户3的去话）、TP12（用户1的来话）有语音波形（或双音多频信号），且波形一致，只是TP31的幅值比TP12的幅值大；不说话时无波形。c) 用户2说话时（或按电话上的任意键），TP21（用户2的去话）、TP42（用户4的来话）有语音波形（或双音多频信号），且波形一致，只是TP21的幅值比TP42的幅值大；不说话时无波形。d) 用户4说话时（或按电话上的任意键），TP41（用户4的去话）、TP22（用户2的来话）有语音波形（或双音多频信号），且波形一致，只是TP41的幅值比TP22的幅值大；不说话时无波形。五、 注意事项1、 使程控交换实

36、验箱加电处于正常工作状态，并严格遵循操作规程。2、 在测量观察上述各测量点波形时，两位同学一定要配合好，即一位同学按照正常拨打电话的顺序进行操作，另一位同学要找到相应的测量点和有关电路单元，仔细体会实验过程中的各种实验现象。六、 思考题画出本实验系统自动交换网络的电路框图，并分析工作过程。实验四 数字程控交换系统的控制系统与交换网络一、 实验目的了解模拟中继的接续过程。二、 实验原理图4-1 外线通信接口框图由前面的各单元实验可知，在一个实验箱内可完成四部电话相互通话和在两台实验箱之间完成模拟中继通话。这里将实验箱通过电缆线与电信的交换机连接，则可以完成实验箱与电信网中任何电话进行通信，图4-

37、1是它们的接口框图。在本实验系统中，当有外线呼入时，指示灯就会闪烁，首先是对用户1进行检测，当用户1不忙时，用户1就会振铃，其它用户不受影响；当用户1忙时，系统就会判断用户2是否忙，不忙就振铃，当用户2忙时就转向用户3，依此类推。当用户都忙时，振铃超时就会给主叫送忙音。当有用户与外线通话时，其它用户也想拨打外线，系统就会送忙音，以示线路繁忙。实验箱拨打外线的拨号方式：00 + 被叫号码，其中“00”表示拨打外线，具体操作见实验步骤。三、 主要仪器及耗材1、 程控交换试验箱 一台2、 电话单机 二四台四、 实验内容和步骤 （一）实验内容：利用实验箱的外线接口与电信网中的电话进行通信。（二）实验步

38、骤：1、 将实验箱接上交流电源线。2、 将实验箱的K11K14、K21K24、K31K34、K41K44接1、2脚；K70K75接1、2脚；K60K63接2、3脚，K81、K82、K83、K84接2、3脚。将K90掷“单片机”端。3、 将电信局的用户电缆线接入实验箱的外线接口中。4、 实验箱通上电，即先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9，此时实验箱上的四组电源已供电，各自发光二极管亮。5、 按实验箱的S0复位键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，即可进行实验。6、 实验箱中的用户拨打电信网中的电话：a) 主叫用户（用户1、用户2、用户3或用

39、户4）摘机后，听到拨号音，拨打出外线号码“00”，系统打电信通道，主叫用户听到电信局送来的拨号音。b) 主叫用户可拨打任何电信网中的被叫电话号码，电信局送来回铃音。c) 当被叫摘机时，电信网接通话路，通信建立。d) 任何一方挂机，系统切断话路，在另一方听到忙音，表示对方已经挂机。e) 本机听到忙音后挂机，通话结束。7、 电信网电话拨打实验箱的用户（用户电话号码为所用电信局线路的电话号码）a) 电信网上的电话摘机，听到拨号音，拨打与实验箱连接的线路电话号码。b) 外线来电的指示灯D208闪烁，当用户1闲时，用户1就振铃；当用户1忙时则转向用户2，并对用户2进行类似用户1的检测，依此类推。c) 当

40、振铃用户摘机，电信网和实验箱的话路同时接通，通信建立。d) 任何一方挂机，系统切断话路，在另一方听到忙音，表示对方已经挂机。e) 本机听到忙音后挂机，通话结束。五、 实验注意事项当实验过程中出现不正常现象时，请按一下S0复位键，以使系统重新启动。六、 思考题画出本次实验电路方框图，并能说出其工作过程。实验五 时分复用与时分交换原理实验（选做）一、 实验目的1、 掌握时分复用原理。2、 熟悉数字程控交换网络的组成、原理与实现方法。二、 实验原理1、 时分交换原理时分复用是建立在抽样定理基础上的，因为抽样定理使连续的模拟信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲值所代替。这样，当抽样脉冲占据较短时间时

41、，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。利用这种空隙便可以传输其它信号的抽样值，因此，就可以沿一条信道同时传送若干个基带信号。时分交换就是利用时分复用实现多路话音在同一PCM总线上传输的。由前面所讲，用户的语音输入输出时隙是由编解码时钟信号控制的，当编码时钟到来时编码芯片开始编码，当解码时钟到来时解码芯片开始解码，为了实现时分复用，本实验箱上提供发多个编解码时钟，从TS0到TS7，它们之间相隔3.9us。本实验箱四个用户的编解时隙既可固定又可人工设置：1）固定方式。将开关K15，K16，K25，K26，K35，K36，K45，K46接1，2脚。其时隙分配如5-1图：用户1的编解码时隙为TS1，用户2

42、的编解码时隙为TS2，用户3的编解码时隙为TS3，用户4的编解码时隙为TS4，外输入信号与收号器的编解码时隙为TS6，拨号音，忙音，回铃音的编码时隙分别为TS7，TS8，TS9。图5-1 时分交换系统时隙分配图2)人工设置方式。将开关K15，K16，K25，K26，K35，,K36，K45，K46接2，3脚。PT1PT4分别为四部电话编码时隙输入的接入点，PR1PR4分别为四部电话的解码时隙输入的接入点。要使用户1与用户2通话，只要将用户1的编码时隙与用户2的解码时隙设置成同一时隙，则用户1说话，用户2就能听到，同理，要想用户2能听见用户1说话的声音，只要将用户2的编码时隙与用户1的解码时隙设

43、置成同一时隙即可。时分交换的基本组成是一个话音存储器和一个控制存储器。话音存储器是暂时存储输入数字信号。如果是一条输入线只需要一个32X8的RAM存储器。而现在专用的交换芯片（如MT8980）一般有8条2.048Kb/s输入线和8条输出线。它们内部的话音存储器的容量是256×8。控制存储器是用来寄存话音时隙的地址。话音存储器有两种工作方式，一种是时钟写入，控制读出。另一种是控制写入，时钟读出。呼叫接续过程一般是主叫摘机，送出拨号音，拨被叫号码，呼叫被叫用户，被叫应答，保持通话，话终拆线。2、 时分交换芯片MT8980的介绍：MT8980是加拿大MITEL公司的数字交换矩阵芯片。（1）

44、它的主要特点是：a) MITEL串行总线（ST-BUS）b) 8×32时隙输入c) 8×32时隙输出d) 256个用户的无阻塞交换e) 单电源（+5V）供电f) 30mW的低功耗g) 微处理器的接口h) 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。可用在用户交换机或交换机中。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。（2）管脚说明（管脚顶视图如图5-2所示）：图5-2 MT8980的管脚图（顶视） 1

45、脚 /DTA：数据确认信号，当此管脚变低时，表示微处理器送来的信号已被处理。它在使用时需要一个909欧上拉电阻。 29脚STI0STI7：8个2.048Mbps串行输入的数据码流。 30脚VDD、(10)脚VSS：供电电源。 1318脚A0A5：微处理器控制访问的地址线。 11脚 /FOI：帧定位信号，在/C4I的下一个下降沿到来的时候，/FOI变成低电平使内部计数器复位。 12脚 /C4I：4.096MHz时钟输入。 19脚DS：DS变高，输入数据（微处理器接口）有效。 20脚R/W：读写控制输入，高电平为读，低电平为写。 21脚/CS：片选信号。 2922脚D0D7：数据总线。 3831脚

46、STO0STO7：串行总线输出，对应8个2.048Mbps的码流。 39脚ODE：输出允许，高电平有效，低电平时，8个串行输出为高阻。 40脚 CST0：串行总线的输出。一帧中的每一位对应8路输入串行码流的256个时隙。此位输出由软件控制。（3）MT8980的简单使用举例：如前面所述，时分交换器分时钟写入、控制读出和控制写入、时钟读出两种，而MT8980属于前者。因此它除了有输入数据存储，还应有实现交换所必须的控制存储器，为每一时隙的输出约定其对应的输入时隙的编号。同时如下面要说到的，为了实现另外一些功能，MT8980控制存储器部分还设有一个8位寄存器，来决定要访问的PCM号，及输出对应的三态

47、。MT8980对应的地址线为6位，表示32个时隙需5位，最高位A5为零时（此时A4A0无效），表示访问控制寄存器。MT8980采用串行总线技术，能将输入的任一时隙内容送到输出的时隙上，同时也可任意读写时隙中的内容。这在处理局间信令时带来很大的方便。在此仅以交换为例，比如要将第0条PCM上的第31时隙交换到第7条输出 PCM的第一条时隙上，则要做如下操作：A5A0置为“0XXXXX”，写控制寄存器（8位）为“10X10111”，其中低3位“111”表示输出的第7条PCM。再置A5A0为“100001”，对应第7条PCM的第1时隙。对应的数据总线上的一个字节是“00011111”，高3位

48、为输入的PCM号（此时为sti0），低5位对应的时隙数（此时为31）。三、 主要仪器及耗材1、 程控交换试验箱 一台2、 PC机 一台3、 电话单机 四台四、 实验内容和步骤（一）实验内容：1、 用连线的方法，接通任意两部电话进行通话。2、 用CPU控制时分交换网络实现任意两部电话进行通话。（二）实验步骤：1、 接上交流电源线。2、 将K11K14、K21K24、K31K34、K41K44接1、2脚；K70K75接1、2脚；K60K63接2、3脚。3、 将K51、K52接2、3脚。即将PCM的输入总线与PCM的输出总线短接。4、 将K15、K16、K25、K26、K35、K36、K45、K46

49、接2、3脚。这样各用户的时钟设置进入人工设置状态，PT1PT4分别为四部电话编码时钟输入的接入点，PR1PR4分别为四部电话的解码时钟输入的接入点。5、 将TS1与PR1、PT3连接；将TS2与PT1、PR3连接；将TS3与PR2、PT4连接；将TS4与PT2、PR4连接。（以上连线必须完全连接正确）6、 先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9，此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。7、 将四个用户接上电话单机。8、 拿起电话，这样用户1能与用户3通话，用户2能与用户4通话。9、 关直流电源开关。10、将第5步中的连线拆除。11、将K51、K52接1

50、、2脚。K15、K16、K25、K26、K35、K36、K45、K46接1、2脚。12、用并口线将PC机的并口与实验箱的并口J25（在实验箱的右上角）连接起来。将K90掷“PC机”端。13、打开直流电源开关。14、运行程控交换PC 机软件，选择“单步执行” ，在接收时隙中填入“2”，在发送时隙中填入“4”，然后“确认”，拿起用户2、用户4的电话，用户4说话用户2就能听见。然后，在收时隙中填入“4”，在发时隙中填入“2”，然后“确认”，用户2与用户4就能互相通话了。五、 实验注意事项在连线时,四部电话的编码时隙一定不能相同，以免损坏器件。六、 思考题1、 分析上述实验的原理2、 想一想：要使用户

51、2、用户3、用户4都能听见用户1说话。a) 用连线方法该怎样实现？b) 用交换网络该怎样控制？实验六 时分交换综合实验（选做）一、 实验目的1、 熟悉数字程控交换原理。2、 了解用户管理和话费管理。二、 实验原理程控交换由硬件和软件两部分组成：软件部分包括用户接口电路的扫描处理程序，完成用户通话的接续，保持和话终拆线。时序单元，提供用户电路的编码，交换网络的时钟和帧首信号。用户扫描，实际上是监测用户线环路，即通断状态。并以此来决定用户话机的摘挂，用户驱动，控制用户线的状态，比如通话或者向用户振铃。交换网络，实现话音的无阻塞交换，交换方式有时分和空分两种。呼叫处理程序：图6-1 程序的整体框图如图6-1所示，这个呼叫处理程序分为两级，时钟级和基本级。他的处理容量是4个用户电话机，在整个处理过程中群处理的方法贯穿始终。软件中各按键的功能说明：（详情见实验说明）a) 单步执行：单步控制时分交换网络，将“”（发时隙）交换到“”（收时隙）。比如要将第7时隙通过时分交换网络交换到第3时隙上，进入“单步运行” 在发时隙中填入“7”在收时隙中填入“3”，然后“确认” 即可实现。b) 新用户登记：增加一个新用户。c) 老用户设置：对已登记的用户进行重新设置，修改其电话号码，控制端口