[计算机软件及应用]程控交换技术实验指导书.doc

程控交换技术实验指导书李婷 李春杰 大连民族学院机电信息工程学院2011年7月10日49实验要求1. 每位学生必须按规定完成实验课，因故不能参加实验者，应课前向指导教师请假（必须经有关领导批准）。对所缺实验要在期末考试规定时间内补齐，缺实验者不得参加期末考试。2. 每次实验课前，必须作到预习，弄清实验题目、目的、内容、步骤和操作过程，及需记录的参数等，认真做好预习报告。在实验前，指导教师要检查预习结果并接受进行提问。对不写预习报告，又回答不出问题者，不准做实验。3. 每次实验课前，学生须提前5分钟进入实验室，找好坐位，检查所需实验设备，做好实验前的准备工作。4. 做实验前，了解设备的原理和正确使用方法。在没有弄懂仪器设备的使用方法前，不得贸然使用，否则因使用不当造成仪器设备损坏的，根据大连民族学院仪器设备损坏丢失处理暂行办法规定进行处理。5. 实验室内设备在实验过程中不准任意搬动和调换，非本次实验所用仪器设备，未经指导教师允许不得动用。6. 要求每位学生在实验过程中，要具有严谨的学习态度、认真、踏实、一丝不苟的科学作风。坚持每次实验都要亲自动手，不可“坐车”，实验小组内要轮流接线、操作和记录等工作，无特殊原因，中途不得退出实验，否则本次实验无效。7. 实验中若接线、改接、拆线都必须在切断电源的情况下进行（包括安全电压），线路连接完毕再送电。实验中，特别是设备刚投入运行时，要随时注意仪器设备的运行情况，如发现有超量程、过热、异味、冒烟、火花等，应立即断电，并请指导老师检查、处理。8. 实验过程中，如出现事故，就马上拉开电源开关，然后找指导教师和实验技术人员，如实反映事故情况，并分析原因和处理事故。如有损坏仪表和设备时，应马上提出，按有关规定处理。9. 每次实验结束，指导教师要对实验数据和结果进行，要经检查并签字，在教师确认正确无误后，学生方可拆线。整理好实验台和周围卫生，填写实验登记簿后方可离开。10. 实验课后，每位学生必须按实验指导书的要求，独立完成实验报告，不得抄袭。目 录关于本实验的说明1HD8623型程控交换实验箱的使用说明2实验一 程控交换系统模块实验5实验二 双音多频（DTMF）接收与检测8实验三 交换状态和显示实验11实验四 人工交换实验14实验五 空分交换实验17实验六 数字时分交换实验20实验七 中继接口实验29实验八 与计算机通信实验33实验九 用户线信令仿真实验36实验十 空分交换编程调试实验38实验十一 时分交换编程调试实验42实验十二 用户线状态扫描编程实验46关于本实验的说明1. 本实验对应于“程控交换技术”课程，适用于电子信息工程和通信工程专业，本课程是通信工程专业的专业必修课，电子信息工程专业的选修课。2. 本实验的类别是专业实验课程。3. 程控交换机是集信息交换、信息处理和信息数据库为一体的大型复杂设备，程控交换技术已成为有关信息处理与传输专业的必备知识。通过本课程的学习，使学生掌握程控交换机的硬件、软件设计原理，并掌握与交换有关的通信网知识，了解通信网的信令系统原理，了解程控交换机的运行管理与维护知识。HD8623型程控交换实验箱的使用说明一、程控交换系统的组成与结构程控交换系统由13个电路模块组成，各模块的组成及主要作用如下：（1）模块14：分别是电话机甲（A）、甲（B）、乙（A）、乙（B）的用户线接口电路和PCM编译码电路。甲一路的号码是48，甲二路的号码是49；乙一路的号码是68，乙二路的号码是69。（2）模块5：中央处理器电路。（3）模块6：CPLD可编程模块（U 101），它产生并输出下列信号： 1. 500Hz 连续方波（即拨号音信号）。 2. 忙音脉冲，即0.35秒通、0.35秒断的周期方波。 3. 回铃音脉冲，即1秒通、4秒断的周期方波。 4. 25Hz周期方波（振铃信号）。 5. PCM编译码器的时钟信号电路。 6. 各接口间的控制信号。（4）模块7：交换网络，它包括三大部分： 1. 人工交换网络部分。2. 空分交换网络部分。3. 数字时分程控交换网络。（5）模块8：记发器电路，它是CPU中央处理器及控制检测电路。（6）模块9：话路交换控制器电路。（7）模块10：液晶显示和键盘输入电路。（8）模块11：工作电源：分别是48V、12V、接地、5V、12V 。（9）模块12：空分中继接口和计算机通信接口，用于与另一台实验箱或计算机进行通信。（10）模块13：交换状态指示电路，用来指示系统工作于人工、空分或时分交换工作状态。二、程控交换系统的电源模块简介各路输出电压的作用是：1. 5V为主电源，供CPU 和交换模块及VCC为5V的芯片等使用；2. +12V、12V提供给运放使用；3. 48V、24V、5V主要提供给用户接口电路PBL 38710使用。4. 电源模块各测量点的电压是：TP12：12V TP13：+5V TP14：+12V TP15：48V TP16：5V 三、管理控制模块EPM 7128 CPLD可编程器件简介（一）CPLD 可编程器件输出的控制信号有：1. 音信号选择控制信号，如SELA0-3，SELB0-3，SELC0-3，SELD0-3；2. 拨号音（Dial Signal）输出控制信号；3. 回铃音（Echo Signal）输出控制信号；4. 忙音（Busy signal）输出控制信号；5. 铃流（Ring signal）输出控制信号；6. 摘机检测控制信号CA，CB，CC，CD；7. 时分交换芯片MT898O数据选通信号DSS；8. 外部存储空间选择信号CSRAM。（二）CPLD 可编程器件输出的时钟和帧同步信号有：1. 4096KHz时钟输出信号（时分交换芯片MT8980 数据移位时钟），测量点为TP01。2. 2048KHz PCM 编译工作时钟输出信号，测量点为TP07。3. 8KHz PCM 帧同步输出信号（时分交换芯片MT8980帧脉冲），测量点为TP04。4. 4路8KHz 时序帧同步输出信号，测量点为TP02，TP03，TP08，TP09。四、CPU 中央处理器简介CPU中央处理器（U102：AT89C51）主要用来输出扫描信号（U102：Pl.31.7）到薄膜开关输入电路（J102）中去，以接收用户状态的输入命令，同时将当前工作状态以汉字或字符方式输出到液晶屏电路（J101：DB0DB7）中。 CPU 中央处理器（U102：RXD1与TXD1）通过计算机通信接口（J201）与PC机进行串行通信，用于下载学生的开发程序。 CPU中央处理器同时也完成交换命令的转接任务，一方面将U101 记发器送来的主、被叫号码等接续信息，在液晶上显示出来；另一方面将主被叫号码译成接续命令送往交换控制器U1030。 液晶显示电路J101的数据线有DB0DB7，地址线有AB15，AB8和AB9，液晶背光控制线LIGHT，电源VCC及地线GND。 薄膜开关输入电路（J102）的扫描输入信号有6个：RESET（复位信号）、START（开始键）、UP（上翻键）、DOWN（下翻键）、RETURN（返回键）、ENTER（确认），一根电源线VCC，一根中断线INT1。 实验一 程控交换系统模块实验1. 实验项目名称：信令信号的产生与观测2. 实验类型：验证3. 实验目的1）了解CPLD可编程器件EPM 7128的特性。2）熟悉CPLD可编程控制信号输出波形。3）了解常用的几种信令信号音和铃流发生器的电路组成和工作过程。4）熟悉这些信号音和铃流信号的技术要求。4. 实验内容1）熟悉可编程器件EPM 7128的结构与特性以及它在本系统中的作用。2）观测EPM 7128 产生的各种控制信号与输出信号的波形。3）用万用表测量各测量点拨号音、忙音、回铃音及铃流控制信号的电压。4) 用示波器测量各测量点拨号音、忙音、回铃音及铃流控制信号的波形。5. 实验原理正常呼叫流程图如图1.1所示，其中各种信令信号如拨号音、回铃音等均由CPLD可编程芯片产生。CPLD 可编程器件输出的信号有： 1）4096KHz时钟输出信号（时分交换芯片MT8980 数据移位时钟），测量点为TP01。2）2048KHz PCM编译工作时钟输出信号，测量点为TP07。3）8KHz PCM帧同步输出信号（时分交换芯片MT8980帧脉冲），测量点为TP04。4）4路8KHz时序帧同步输出信号，测量点为TP02，TP03，TP08，TP09。5）拨号音：连续发送的500Hz信号，测量点为TP10。6）回铃音：l秒送，4秒断的5秒断续的450Hz信号，测量点为TP05。7）忙音：0.35秒送，0.35秒断的0.7秒断续的500Hz信号，测量点为TP11。8）振铃信号（铃流）：频率为25Hz，幅度为75V士15V的交流电压，以1秒送，4秒断的5秒断续方式发送。由U01 EPM 7128可编程器件产生的25Hz方波经RC 积分电路后形成，它的测量点为TP06。图1.1 正常呼叫流程图6. 实验要求要求同学们认真做好预习，熟悉并了解各种信令信号的工作电压和频率以及它们产生的原理。7. 实验仪器设备HD8623型程控交换实验箱、数字示波器、电话单机、万用表8. 预习要求每次实验课前，必须作到预习，弄清实验题目、目的、内容、步骤和操作过程，及需记录的参数等，认真做好预习报告。在实验前，指导教师要检查预习结果并接受进行提问。对不写预习报告，又回答不出问题者，不准做实验。9. 实验步骤1）认真阅读CPLD可编程器件EPM 71285 的相关资料，测量各工作时钟信号和同步输出信号。2）将四部电话机水晶头连接到程控交换实验箱的电话机插座中，打开交流电源开关，任选一种实验项目进行实验。3）在甲方第一话路接上用户单机，按照正常呼叫程序方式，测量各点波形。注意：此项实验必须要由两人合作完成。在测量25Hz的铃流信号发生器输出的波形时，一定要注意万用表的量程和示波器的电压量程档，以防止损坏仪器和其它电子器件。10. 实验报告要求1）叙述EPM7128CPLD可编程器件的结构与特性，思考如何用4096KHz时钟信号产生忙音和回铃音控制信号。 2）认真画出实验过程各测量点波形，并进行分析。 3）对在实验过程中遇到的其它情况作出记录，并进行分析。11. 思考题：画出主、被叫用户各种信号音顺序输出的程序流程框图。实验二 双音多频（DTMF）接收与检测1. 实验项目名称：双音多频（DTMF）接收与检测2. 实验类型：验证3. 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。3) 观测电话机发送的DTMF信号波形。4) 观测DTMF信号的接收工作波形。4. 实验内容1) 用示波器观察并测量发送DTMF信号的波形，在用户线接口电路的输入端进行测量，即在甲方一路用户线接口电路的测量点TP301与TP302进行测量。 2) 用示波器观察并测量DTMF信号接收的波形，在MT 8870电路输入端TP304，其中，TP309为数据输出允许端EN的测量点。5. 实验原理DTMF接收器包括DTMF分组滤波器和译码器，先经高、低群带通滤器进行fL / fH 区分，然后过零检测、比较，得到相应于DTMF的两路fL、fH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信号音对的4 比特二进制码（D1D4）。MT 8870的译码表如下表所示，其中，数据输出允许端EN的测量点为TP309。表2.1 MT8870译码表需要指出，一片8870芯片可以对两路用户电路进行号码检测接入，为了不影响电路的正常工作，则由模拟开关来接通或断开DTMF信号，模拟开关的第二个作用是它对话音信号进行隔离，阻止话音信号进入8870芯片，防止误动作的发生，在实际应用中，一片8870可以至多接入检测16路用户电路的DTMF信号，此时，采取排队等待方式进行工作。当然，在具体设计这方面的电路时，可要全面考虑电路的设计，使之能正常工作而不出现漏检测现象。6. 实验要求要求同学们认真做好预习，熟悉并了解双音多频(DTMF)信号的工作原理和频率组成。7. 实验仪器设备HD8623型程控交换实验箱、数字示波器、电话单机、万用表8. 预习要求每次实验课前，必须作到预习，弄清实验题目、目的、内容、步骤和操作过程，及需记录的参数等，认真做好预习报告。在实验前，指导教师要检查预习结果并接受进行提问。对不写预习报告，又回答不出问题者，不准做实验。9. 实验步骤1）在甲方第一路和甲方第二路接上电话单机。2）一位同学将甲方二路用户摘机，叫到拨号音后开始拨打号码，即按电话单机上的任意键，其中另一位同学对有关电路的测量点进行观察并记录波形，测量点有TP301、TP302、TP304、TP401、TP402、TP404、TP309。3）电话单机不工作时，即不发送DTMF波形时，再测量上述各测量波形。注意事项：使主机实验箱加电处于正常工作状态，并严格遵循操作规程。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，小心慎重操作，仔细体会实验过程中的各种实验现象。在测量TP301或TP401时，示波器接头的另一接地线接到TP302 或TP402上。10. 实验报告要求1）画出DTMF接收电路的电原理图，并能简要分析工作过程。2）画出接收DTMF过程测量点在有、无信号状态的波形，并作简要的分析与说明。11. 思考题当拨叫号码为119时，写出双音多频信号的频率组合形式。实验三 交换状态和显示实验1. 实验项目名称：交换状态和显示实验2. 实验类型：验证3. 实验目的1）熟悉本实验系统中三种交换方式。2）熟悉薄膜输入开关的操作步骤和操作方法4. 实验内容1）熟悉人工交换、空分交换及数字时分交换功能转换的操作步骤。2）了解交换电路的组成框图。3）熟悉薄膜开关的输入方法。4）观察主叫用户拨号不全，或者拨空号，被叫用户忙；被叫用户无应答，或者接续成功时，液晶显示内容。5）了解电话交换网中有哪些信号，各种信号在什么线路上传输。5. 实验原理本实验系统有三种交换方式：人工话务交换、空分交换、数字时分交换与数字时分中继通信。它们的方框图如图3.1所示。图3.1 实验系统三种交换方式方框图在实验箱加电后，液晶屏上显示“欢迎使用程控交换实验”，薄膜开关输入电路(J102）的扫描输入信号有6个键：RESET（复位信号）、START（开始键）、UP（上翻键）、DOWN（下翻键）、RETURN（返回键）、ENTER（确认）。液晶显示器显示的两级菜单如图3.2所示。注：1）XX、YY 是主叫用户、被叫用户的电话号码。2）话路1、话路2代表甲一路、甲二路，其电话号码的时隙分配的默认值为04、10。3）话路3、话路4代表乙一路、乙二路，其电话号码的时隙分配的默认值为16、30。6. 实验要求要求同学们认真做好预习，熟悉并了解电路的组成和工作方式。 图3.2 液晶显示器的菜单7. 实验仪器设备HD8623型程控交换实验箱、数字示波器、电话单机、万用表8. 预习要求每次实验课前，必须作到预习，弄清实验题目、目的、内容、步骤和操作过程，及需记录的参数等，认真做好预习报告。在实验前，指导教师要检查预习结果并接受进行提问。对不写预习报告，又回答不出问题者，不准做实验。9. 实验步骤1）按一下薄膜开关上“开始”键，进入主菜单状态，显示：“人工交换”、“空分交换”、“数字时分交换”、“数字时分中继”。2）分别选择人工交换、空分交换和数字时分交换功能，观察主叫用户拨号不全，或者拨空号，被叫用户忙；被叫用户无应答，或者接续成功时，液晶显示内容。10. 实验报告要求认真分析并理解三种交换方式，详述三种不同交换方式的区别。11. 思考题电话网中有哪些信号，它们有何功能，各自在什么线路上传输？实验四 人工交换实验1. 实验项目名称：人工交换实验2. 实验类型：验证3. 实验目的1）掌握交换系统中人工交换的基本原理与实现方法。2）通过本实验，增加对电话通信自动交换的感性认识，体会程控交换的优越性。4. 实验内容1）熟悉人工话务台结构框图，并使人工交换台工作，进行两部电话机通话实验。2）测量任意两路通话时，收发测量点TP304、TP305、TP404、TP405、TP504、TP505、TP604及TP605的语音信号波形。5. 实验原理人工模拟话务台的电路组成框图见图4.1，该实验系统是由四路用户接口电路、电平增益调整电路，控制电路，发话接线柱，收话接线柱等组成。 图4.1 人工模拟话务台的电路组成方框图6. 实验要求要求同学们认真做好预习，熟悉并了解人工交换的工作原理和基本过程。7. 实验仪器设备HD8623型程控交换实验箱、数字示波器、电话单机、万用表8. 预习要求每次实验课前，必须作到预习，弄清实验题目、目的、内容、步骤和操作过程，及需记录的参数等，认真做好预习报告。在实验前，指导教师要检查预习结果并接受进行提问。对不写预习报告，又回答不出问题者，不准做实验。9. 实验步骤打开电源开关，选择“人工交换”，按确认。第一位同学当主叫用户，第二位同学当人工话务台的话务员，戴上耳机。将耳机接入S201中，话筒接入M201中，模拟话务员工作，第三位同学当被叫用户。人工话务台话务员工作过程操作如下： 1）打开电源开关，按下复位键、开始键、进入交换方式选择状态，选择“人工交换”方式，按“确认”键。 2）以甲方一路当主叫用户，乙方二路为被叫用户为例，说明其操作过程。3）话务员戴上耳机与话筒，将耳机插头插入耳机插孔S201内，将话筒插头插入话筒插孔M201内，主叫方摘机，在人工话务台的“甲方一路”指示灯亮，话务员看到后，已知甲方一路己摘机，话务员将人工话务台上的红夹子线（连接发话线）接到甲方一路的发话端接线柱上，黑夹子线（连接收话线）接到甲方一路的收话端接线柱上，这样话务员与主叫方通话，询问主叫方欲与哪路用户通信。 当话务员得知被叫方为乙方二路用户后，话务员请主叫方稍等片刻。此时，话务员送铃流信号给乙方二路，被叫方听到振铃信号后，被叫方摘机，话务员发现人工话务台上的“乙方二路”指示灯亮，话务员再将人工话务台上的红夹子线（连接发话线）接到乙方二路的发话端接线柱上，黑夹子线（连接收话线）接到乙方二路的收话端接线柱上，话务员即可与被叫方通话，话务员转达主叫方欲与之进行通话，这时，话务员用两根人工连接线，（分别为红，绿两色的红、黑夹子线）按照甲方发话与乙方收话相连，甲方收话与乙方发话相连，这样主叫与被叫通信己经建立起来，话务员此时应撤回自己的连接线。 4）话务员应不断注意观察其它用户的摘挂机状态，若发现还有其它用户欲通话时，同样应能及时、迅速、准确地接续主叫方与被叫方进行通讯。 5）当上述两路用户通信结束后，任意一方先挂机后，人工话务台上的该路指示灯应不亮，话务员应能及时发现并通知另一方，提醒该用户挂机。10. 实验报告要求 1）写出模拟人工话务台实验时的每一步的操作过程，写出实验体会。2）分析人工交换台实验，指出程控技术的优越性。11. 思考题1）双方通话时话务员能听到吗？2）如果有第三方打入，话务员应该怎么处理。实验五 空分交换实验1. 实验项目名称：空分交换实验2. 实验类型：验证3. 实验目的1）掌握程控交换中空分交换网络交换的基本原理与实现方法。2）通过对空分交换MT8816 芯片的实验，熟悉空分交换网络的工作过程。4. 实验内容利用自动交换网络进行两部电话单机通话，对工作过程作记录。5. 实验原理电路是由7128线地址译码器，128位控制数据锁存器与816开关阵列组成，在电路处于正常开、关工作状态下，地址码输入选择锁存单元及开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，其地址译码真值表如表5.1所示。6. 实验要求要求同学们认真做好预习，熟悉并了解空分交换的工作原理和基本过程。7. 实验仪器设备HD8623型程控交换实验箱、数字示波器、电话单机、万用表8. 预习要求每次实验课前，必须作到预习，弄清实验题目、目的、内容、步骤和操作过程，及需记录的参数等，认真做好预习报告。在实验前，指导教师要检查预习结果并接受进行提问。对不写预习报告，又回答不出问题者，不准做实验。表5.1 MT8816 地址译码真值表9. 实验步骤1）打开电源开关，按下“复位”键，显示“欢迎使用程控交换实验”，按下“开始”键，进入交换状态选择，此时选择“空分交换”方式，按下“确认”键。2）根据前面所进行的实验，仔细观察并记录主叫用户和被叫用户的通信流程。下面列出本实验各信号测量点： 空分交换网络输入信号测量点： TP304：甲一路电话信号发送波形 TP404：甲二路电话信号发送波形 TP504：乙一路电话信号发送波形 TP604：乙二路电话信号发送波形 语音信号传输时，有发送语音信号波形，不通话时，无波形。 空分交换网络输出信号测量点 TP305 ：甲一路电话信号接收波形 TP405 ：甲二路电话信号接收波形 TP505 ：乙一路电话信号接收波形 TP605 ：乙二路电话信号接收波形 同样当有语音信号传输时，有接收语音信号波形，否则无波形。10. 实验报告要求1）画出个测量点波形。2）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。3）写出完成甲一路和乙二路交换的控制字。11. 思考题 空分交换和人工交换区别在哪，它属于自动交换吗？实验六 数字时分交换实验1. 实验名称：数字时分交换2. 实验类型：验证3. 实验目的：1）掌握程控交换的基本原理与实现方法。2）通过对数字时分交换芯片MT8980的熟悉，了解时分交换网络的工作过程。3）加深学生对时分复用、时隙搬移、时分交换的理解。4）连贯起来进行一次较深入的综合性观测，加深对局内交换处理过程中的硬件电路、软件流程的理解。4. 实验内容：1）验证时分交换网络的基本原理。2）验证数字时分T接线器的工作原理和工作过程。3）验证局内数字交换的工作过程。4）通过主被叫用户通话，验证时间调度表与事件调度的工作过程。5. 实验原理：1）MT8980 基本特性它内部包含串一并变换器、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基群数据线，在控制信号作用下，可实现240、256路数字话音或数据的无阻塞数字交换。2）MT8980 工作原理MT8980芯片由串并变换器、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2.048Mb/s速率分八路由STI0STI7：输入，经串并变换，根据码流号和信道号依次存入2568比特数据存储器的相应单元内。控制寄存器通过接口，接受来自微处理器的指令，并将此指令写入到接续存储器。这样，数据存储器中各信道的数据按照接续存储器的内容，以某种顺序从中读出，再经复用、缓存、经并一串变换，变为时隙交换后的八路2.048Mb/s串行码流STI0STI7，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。接续存储器的容量为25611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或报文模式，以使接续存储器低8 位的内容作为数据直接输出到相应的时隙中去。 MT8989的全部动作均由微处理器通过控制接口控制。外部CPU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。3）“顺序写入、控制读出”T接线器T 接线器利用计数器以对SM 产生写入地址，计数器又受时钟控制。当TS0时计数器读数为零，使得输入母线的TS0信息（八位码）写入SM的第0号单元。当TS1时记数器读数为1，于是TS1的信息写入第一号单元。依此类推，输入母线的TS31信息写入第31单元。假设输入、输出母线均为PCM基群复用线，在下一时隙时计数器读数回零，于是开始第二帧信息的顺序写入。如此方式一帧又一帧地循环，它把输入母线各时隙的信息按顺序不断写入SM 的相应单元中。既然SM是按顺序写入，那么它的读出就不应按顺序读出。显然，顺序写入再顺序读出就不可能获得时隙交换。所以它应按照交换要求有控制地到适当单元去读出所需时隙内容。不过，交换要求会因用户需求而异，经常在变，所以控制读出又称为“随机读出”。CM的每个单元内容都是由CPU中央处理器根据交换要求来填写对应SM的读出地址。CM的读出则总是按顺序读出，即TS0时读CM的0号单元，TS1时读CM的1号单元等等。4）“控制写入、顺序读出”T接线器“控制写入、顺序读出”有时也称为“随机写入、顺序读出”。这时输入母线的各时隙信号不是按顺序写入SM，而是根据交换的要求在CM控制下随机写入，而后在计数器控制下顺序读出。所以CM各单元所存贮的是SM的写入地址，计数器则提供SM的读出地址。CM各单元的内容是由计算机（处理机）按照时隙交换的要求写入的，CM的读出总是按时隙顺序读出。即TS0读出CM的0号单元。TS1读出CM的1号单元等等。5）局内数字交换的工作过程（1）占用及送拨号音当主叫用户（A）摘机，主叫ASM立即察觉，这时主叫ASM从用户数据中查找A的服务级别和线路级别若是按钮话机，则它需要和服务电路模块SCM中按钮双频收号器建立一条通路，如图6.1中途径所示。建立通路后，服务电路模块向主叫A发送拨号音，如图中途径。图6.1 主叫占用发送拨号音（2）号码接收与分析当SCM收到主叫所拨的第一位号码便停发拨号音，然后继续接收以后的号码。SCM把双频号码译码后报告给主叫ASM，再由主叫ASM报告给系统ACE 进行号码分析，如图6.2中途径、所示。系统ACE 对号码进行分析，发现被叫为本局用户，确定该呼叫为本局呼叫，便把被叫用户的终端标志号（设备号）回送给主叫ASM，如图中途径。图6.2 双频号码接收与分析（3）被叫用户占用和振铃主叫ASM获得被叫用户的终端标志号之后便可向DSN提出接续请求，并由DSN找到被叫ASM。这时被叫ASM要检查被叫B的忙闲状态，如果B空闲则AB间的通路允许建立。同时被叫ASM向B用户发出振铃，向A用户送出回铃音，如图6.3中途径和。图6.3 振铃和回铃（4）双方通话当被叫ASM发觉用户B摘机，便立即切断振铃和回铃，并在该ASM内接通B的话路，于是A、B用户便可进行通话。在程控交换实验箱上，U103(AT89C51)的功能是：接受U102(AT89C51)送来的接续命令，完成对应接续命令的各种交换功能，即空分交换、数字时分交换、数字时分中继交换。在这里我们主要讨论数字时分交换。6）时间调度表我们以H级任务为例说明时间表法的工作原理，其执行周期举例如下：用户线扫描程序执行周期为4ms 按扭拨号接收程序8ms 位间隔识别程序96ms 中继器扫描程序96ms 7）事件调度交换网络为了实现事件调度，通常当用户摘机时，用户环路闭合，在用户线上有直流电流流过。主叫摘机表示呼叫信号，被叫摘机，则表示应答信号，当用户挂机时，用户环路断开，用户线上的直流电流也断开，因此交换机可以通过检测用户线上直流电流的有无来区分用户状态。 当用户摘机时，发光二极管D301亮表示用户已处于摘机状态，TP301则由高电平变成低电平，此状态送到CPU进行检测该路是否摘机，当检测到该路有摘机时，CPU命令拨号音及控制电路送出f = 500Hz，U = 2V的波形。 当用户听到500Hz拨号音信号时，用户开始拨电话号码，双音多频号码检测电路检测到号码时通知CPU进行处理，CPU命令500Hz拨号音发生器停止送拨号音，用户继续拨完号码，CPU检测主叫所要被叫用户的号码后，立即向被叫用户送振铃信号，提醒被叫用户接听电话，同时向主叫用户送回铃音信号，以表示线路能够接通，当被叫用户摘机时，CPU接通双方线路，通信过程建立。一旦接通链路，CPU即开始计时，当任一方先挂机，CPU检测到后，立即向另一方送忙音，以示催促挂机，至此，主、被叫用户一次通信过程结束。8）各测量点的说明J301：甲一路电话水晶头插座。TP301：甲一路电话水晶头的模拟信号发送波形，不通信时，48V的低电平。TP302：甲一路电话水晶头的模拟信号接收波形（铃流信号，拨号音，回铃音，忙音）。TP303：甲一路摘机状态检测信号：常态挂机时为高电平，灯D301灭。工作摘机时为低电平，灯D301亮。TP304：甲一路模拟信号输出：当K301接12时正常输出，当K301接23时，可调节电位器W301，使语音信号放大输出。TP305：甲一路电话信号输入。TP306：甲一路的模拟信号输入。 当K302接12时正常输入， 当K302 接23时，可调节电位器W302，使模拟信号进行放大与衰减。模拟信号有以下四种： 接收的话音信号； 拨号音； 忙音信号； 回铃音。TP307：经过PCM编码后的数字信号波形。TP308：接收的数字信号波形。TP309：为数据输出允许端EN的测量点。 由于4 个用户线接口电路的测量点相同，故对其它三个用户线接口电路的测量点就不一一叙述。6. 实验要求：要求同学们认真做好预习，熟悉并了解时分交换的工作原理和基本过程。7. 实验仪器设备：HD8623型程控交换实验箱、20MHz双踪示波器、万用表、电话单机、60MHz数字存储示波器、频率计、函数发生器8. 预习要求：每次实验课前，必须作到预习，弄清实验题目、目的、内容、步骤和操作过程，及需记录的参数等，认真做好预习报告。在实验前，指导教师要检查预习结果并接受进行提问。对不写预习报告，又回答不出问题者，不准做实验。9. 实验步骤：1）观测MT8980的时分交换功能，用话路1（即甲一路用户）呼叫话路4（即乙二路），比较接续成功前后观测到的TP307和TP608的波形。2）做时分交换实验时，用示波器观测TP607、TP608的波形并和帧同步脉冲信号TP04比较。 3）做时分中继实验时，用示波器观测TP202、TP203的波形并和帧同步脉冲信号TP04比较。4）将实验箱中的交换方式设置成“时分交换”功能，进行任意路由的呼叫接续。观测在甲一路用户呼叫甲二路用户时，甲一路用户发送PCM编码的输出测量点TP307，甲二路用户发送PCM编码的输出测量点TP407，甲一路用户接收PCM译码的输入测量点TP308，甲二路用户接收PCM译码的输入测量点TP408的波形。5）建立甲一路（电话号码：48）主叫与乙一路（电话号码：68）被叫两用户的通信。（1）16ms事件处理时间的测量：用示波器测量TP303，TP303为高电平表示16ms的到来，表示执行调度表开始，低电平表示一次16ms处理事件的结束。（2）挂机的检测：CPU与控制模块检测到甲一路用户摘机后，向用户送拨号音，甲一路与乙一路处于挂机状态，用示波器测量TP303、TP306，此时甲一路用户摘机。用示波器可看出TP303由高电平变为低电平，同时，TP306将出现拨号音，用户拨号将执行两类程序，一类是用户摘机检测程序（时钟级），另一类为信号通道选择程序（基本级），测量这两个事件发生的间隔。（3）拨号检测：甲一路在拨第一个电话号码之后，CPU中央处理器与控制模块将停止送拨号音，甲二路与甲一路处于挂机状态，用示波器测量TP309、TP306，甲一路用户摘机，并拨对方第一个电话号码“6”，在示波器上可以观察出TP309由低电平变成高电平，TP306上拨号音停止了。用户拨号将执行两个基本程序：号码检测程序（时钟级），另一类为信号通道选择程序（基本级），测量着两个事件发生的间隔。（4）换网络设置：将甲一路、乙一路接上电话做以下实验，用音频信号发生器输出峰峰值为1V的正弦信号，接在被叫用户的用户电路测量点TP604上，此时主叫用户甲一路话机处于静音状态，用示波器测量TP309、TP306波形，甲一路继续拨电话号码“8”，在示波器观察到由低电平变为高电平，同时，TP306出现外部的测试信号，说明交换网络已被接通。当甲一路拨最后一个“8”时，CPU与控制模块执行了两个程序：号码检测程序（时钟级），交换网络设置程序（基本级），测量这两个事件的间隔。（5）不正常呼叫时，如甲一路用户向乙一路用户呼叫时，乙一路己摘机与其它话机通话时，再来观察各个事件的调度过程。10. 实验报告要求：1）根据本次实验要求，说明时分交换收发数字编译码PCM信号的流程。2）根据实验内容和实验步骤中的具体事项，写出整个呼叫接续过程中事件调度的顺序。11. 思考题：1）根据实验观测结果，说明甲一路话音分配在第几个时隙。2）说明MT8980的T接线器是属于哪种工作方式。实验七 中继接口实验1. 实验项目名称：中继接口实验2. 实验类型：验证3. 实验目的：了解空分中继方式信号的接续过程。4. 实验内容：1）由前面的各单元实验可知，信令的产生与信号的交换可在一个实验箱内完成四部电话单机的工作。若将两台实验箱通过中继电缆线连接，则实现两台实验箱的长途通信。中继接口电路主要通过J103和中继电缆连接而成。中继通信拨号方式：0 + 被叫号码：其中“0”表示对方电话局局号（在本实验当中，即表示被叫用户所在的实验箱）。 2）如果局间中继线采用PCM传输系统，则各话路的线路信号可以利用第16 时隙中分配给各话路的（a、b、c、d）四比特进行传送。而各话路的记发器信号由于它已采用多频编码信号（MF）可以从各自的话路时隙进行传送。PCM采用四线制传输。前向线路信号四个比特用af、bf、cf、df，表示，后向线路信号四比特为ab、bb、cb、db，实际上目前只用了三个比特。具体用法如下：（1）前向信号 af为出局设备的工作状态，反映主叫的摘机、挂机状态：af = 0，反映主叫摘机（占用）状态；af = 1，反映主叫挂机（拆线）状态；bf用以指示设备故障的前向信号；bf = 0，表示正常状态；bf = 1，表示故障状态； cf表示话务员再振铃或强拆的前向信号；cf = 0，话务员再振铃或进行强拆操作；cf = 1，话务员未进行再振铃或强拆操作；（2）后向信号 ab为入局设备的工作状态，反映被叫的摘机、挂机状态；ab = 0，反映被叫摘机状态；ab = 1，反映被叫挂机状态； bb指示入局设备的空闭或占用状态；bb = 0，为示闲状态；bb = 1，为占用或闭塞状态； cb码表示话务员回振铃的后向信号；cb = 0，为话务员进行回振铃的操作；cb = 1，为话务员未进行回振铃操作。在程控交换实验箱上，我们将MT8980的第7个输出码流（ST07）通过K201环回到MT8980的第5个输入码流（STI5），构成中继环路。学生可通过键盘和液晶的人机对话，将四路话音数据分别搬到中继线的不同时隙上输出（用示波器测TP202或TP203验证）；如果接上K201，则输出的中继码流被环回到第5个码流输入端（STI5），我们再根据交换命令将中继线上的话音数据搬到受路方所对应码流的0时隙，从而完成时分中继交换功能。5. 实验要求：要求同学们认真做好预习，熟悉并了解中继的工作原理和基本过程。6. 实验仪器设备：HD8623型程控交换实验箱、20MHz双踪示波器、万用表、电话单机、60MHz数字存储示波器、频率计、函数发生器7. 预习要求：每次实验课前，必须作到预习，弄清实验题目、目的、内容、步骤和操作过程，及需记录的参数等，认真做好预习报告。在实验前，指导教师要检查预习结果并接受进行提问。对不写预习报告，又回答不出问题者，不准做实验。8. 实验步骤：1）将两台实验箱用一根中继电缆连接线相接起来，打开电源工作开关，按下薄膜输入开关上的“复位”键，进入主菜单工作状态，此时显示“欢迎使用程控交换实验”，按“开始”键，再选择“空分交换”工作方式，按下“确认”键后，使CPU工作在空分交换中继方式。此时，CPU接通中继接口电路与交换网络电路，即可进行中继通信。主叫用户（实验箱一）摘机后，听到拨号音时，先拨出中继号码0，然后再拨实验箱二的被叫用户号码。当被叫用户摘机后，两台实验箱两用户通信己建立，可进行通话实验。在被叫方用户中测量相应的中继信号的话音信号。中继测量点说明如下：ZJR：表示入中继模拟语音信号，TP209。在做中继实验的入中继时，有语音信号波形，否则无波形。ZJT：表示出中继模拟语音信号，TP208。在做中继实验的出中继时，有语音信号波形，否则无波形。 2）用键盘对四个话路时隙进行分配。方法：进入时分中继后，液晶屏上显示的话路1的时隙在闪烁，用或键修改话路1的时隙，按确认键后，第2话路时隙闪烁，以此类推。修改完第4话路后，按确认键，液晶屏显示时分交换菜单。用示波器测TP202，并帧同步脉冲信号比较（TP04），验证话路时隙分配是否正确。拨号呼叫，验证电话是否通，若拔下K201，电话应不通。9. 实验报告要求：1）说明电话中继接续的工作过程。2）画出各测量点在各种情况下的波形图。3）叙述实验箱中的时分中继话路时隙搬移的过程。4）画出你设定的4个话路时隙在中继线上的实际位置图，即测量点TP202的波形。5）记录并解释中继的两台程控实验平台上液晶显示的内容。10. 思考题：1）如果在中继线中给4 个话路分配同一个时隙，那么通话时会有什么现象？2）画出U201 MT8816作为中继通信被叫用户交换模块时，中继线和被叫甲二路交换控制程序框图。实验八 与计算机通信实验1. 实验项目名称：与计算机通信实验2. 实验类型：验证3. 实验目的：1）熟悉RS-232通信接口的原理与使用方法。2）熟悉时分交换芯片MT8980的使用。4. 实验内容：1）验证空分交换与计算机接口的通信原理和过程。2）验证时分交换与计算机接口的通信原理和过程。5. 实验原理：1）空分交换与计算机接口的工作原理和过程图8.1 计算机与程控交换实验箱连接示意图计算机与程控交换实验连接示意图如图8.1所示，程控交换实验箱上Ul03（AT89C51）的功能是：接受U102（AT89C51）送来的接续命令，完成对应接续命令的各种交换功能，即空分交换、时分交换、时分中继交换。此时我们做的是空分交换实验。2）时分交换与计算机接口的工作原理和过程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。6. 实验要求：要求同学们认真做好预习，熟悉并了解RS-232通信接口和时分交换芯片MT8980的原理与使用方法。7. 实验仪器设备：HD8623型程控交换实验箱、20MHz双踪示波器、万用表、电话单机、60MHz数字存储示波器、频率计、函数发生器、计算机8. 预习要求：每次实验课前，必须作到预习，弄清实验题目、目的、内容、步骤和操作过程，及需记录的参数等，认真做好预习报告。在实验前，指导教师要检查预习结果并接受进行提问。对不写预习报告，又回答不出问题者，不准做实验。9. 实验步骤：1）将计算机的串口与程控交换实验箱相连。2）在PC机上运行装载程序，出现“欢迎使用”的界面，如需配置串口则按“串口配置”钮进行配置，然后按“开始”按钮进入程序装载界面。在装载界面，按“装载”钮，则系统出现一个文件管理器，通过文件管理器找出你要下载的空分交换与计算机接口通信的HEX文件，按“确定”钮后系统自动将你的程序下载给U103。装载完成后，按“运行”钮，则U103运行你的程序，按“结束”钮则停止运行你的