程控交换实验指导书.doc

程控交换实验指导书 通信1106目 录第一章 RZ8623系统模块实验5实验1 交换系统组成与结构5实验2 程控交换状态设置10实验3 信令信号的产生与观测13实验4 双音多频（DTMF）接收与检测16实验5呼叫处理与线路信号的传输过程错误！未定义书签。第二章 信令交换与信息交换21实验6 人工及信号交换实验21实验7 空分交换的过程与分析24实验8 时分交换网络基本原理30实验9 数字时分复用与中继传输实验33实验10 数字时分中继与编程37第一章 RZ8623系统模块实验实验1 交换系统组成与结构一、交换系统总体介绍 图1-1是程控交换实验系统方框图，图1-2是程控交换实验系统结构图。216 CPLD可编程器件 5 C P U 中 央 处 理 器10液晶显示12中继通信接口11工作电源10键盘输入电路12计 算 机 通 信 接 口13交换工作状态指示电路PC12出局9话路交换控制器二次开发7交换网络系统2 PCMCODEC4 PCMCODEC 1 PCMCODEC3 PCMCODEC2 用户线接口电路 4 用户线接口电路1 用户线接口电路3 用户线接口电路甲（一）甲（二）乙（二）乙（一）8 记发器9 话路交换控制器14 双音多频接收图1-1 交换系统方框图 图1-2 RZ8623程控交换实验系统结构图程控交换系统由14个电路模块组成，各模块的组成及主要作用如下：1.模块14：模块14分别是电话机甲（一）、甲（二）、乙（一）、乙（二）的用户线接口电路和PCM编译码电路。具体叙述如下：(1) PBL 38710用来实现二/四线变换，摘挂机检出，铃流驱动和用户话机接口等功能；(2) TP3067主要实现PCM编译码功能；(3) MT8870（甲方或乙方的两个话机合用一片）用来接收双音多频信号，把检测到的被叫用户电话号码，送给记发器CPU以便控制交换网络接通被叫用户话路。2.模块5：模块5是中央处理器电路，主要由U102（AT89C51）组成，完成键盘扫描和液晶显示、工作状态指示与显示、交换命令的转接和控制接收学生的下载程序。3.模块6：模块6是CPLD可编程模块（U101），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，它提供四片TP3067所需的2048KHz及8KHz的时钟脉冲。 (6)各接口间的控制信号。4.模块7：模块7是交换网络，它包括三大部分： (1)人工交换网络部分：主要由S201和M201组成，通过手动设置跳线完成人工交换工作。 (2)空分交换网络部分：主要由MT8816芯片构成，完成空分路由选通。 (3)数字时分程控交换网络：主要由MT8980芯片、74HC573及一些外围电路构成。5.模块8：模块8是记发器电路：它是CPU中央处理器及控制检测电路，主要由CPU芯片U101 （AT89C51）、CPLD可编程器件EPM7128、锁存器74HC573等组成，它们在系统软件的作用下，完成对话机状态的监视、信号音及铃流输出的控制、电话号码的识别、交换命令发送等功能。具体叙述如下： (1)用户状态检测电路：接收各个用户线接口电路输出的用户状态检测信号DETX（X是话路的序号），可以是A、B、C、D，例如DETA是第一话路的用户状态检测信号（下面文字说明中标号的X含义与此处相同），信号直接送入CPU的P1口，以识别主、被叫用户的摘挂机状态。(2)信号音控制电路：主要由单片机U101及4066的电子开关组成，由CPU经EPM7128口输出的拨号音控制信号（SELA1）、忙音控制信号（SELA2）、回铃音控制信号（SELA3）的作用下，分别分时地将上述三种信号通过U305电子开关送入主叫用户。(3)铃流控制电路：由上述的单片机U101、EPM7128和用户线接口芯片PBL 38710的有关管脚等组成。自动交换时，在单片机U101作用下，EPM7128口输出的振铃控制信号（RING），铃流音信号送给PBL38710，由PBL38710提升铃流信号电压，使其有效值达到75V左右，送往电话机。(4)DTMF接收控制电路：主要由EPM7128可编程器件和CPU的中断端口组成，当8870收到电话号码后，便发出使能信号（12EN或34EN）向CPU申请中断，同时收电话号码数据（DTMFD14）送给CPU（U101）和EPM7128进行处理。6.模块9：模块9是话路交换控制器电路：主要由U103、U105、U107、U01及学生二次开发程序U109构成。7.模块10：模块10是液晶显示和键盘输入电路：它们共同完成交换功能选择，对话路交换状态显示、话路时隙设置等功能。8.模块11：模块11是工作电源：分别是-48V、-12V、接地、+5V、+12V。9.模块12：模块12是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。中继接口主要由J103、U101和空分交换模块组成，而计算机通信接口主要由J201、U102和MAX202组成。10.模块13 ：模块13是交换工作状态指示电路：用来指示系统工作于人工、空分或时分交换工作状态。11.模块14 ：模块14是双音多频检测电路：由8870芯片及一些外围电路构成，用来接收电话号码数据（DTMFD14）送给CPU（U101）和EPM7128进行处理。二、实验内容1熟悉本实验平台的组成与结构。2熟悉各组成模块的构成元器件及其完成的作用3. 初步建立程控交换实验系统及电话交换、中继接续通信的概念。 三、实验步骤1打开交流电源开关，电源输入电路加电，电源指示灯（发光二极管）亮。2按一下薄膜开关的“复位”键，中央处理器复位一次，液晶背景灯闪一下。3按“开始”键，进入菜单的主要工作状态选择，分“人工交换”，“空分交换”，“时分交换”，“时分中继”等四种工作方式。4移动横向指示箭头，选择“空分交换”方式，按“确认”键。此时液晶进入呼叫状态显示，“空分”指示灯亮5.对“甲方一路”与“乙方一路”接上电话单机，正常呼叫。注意液晶显示及其他一些指示灯的变化，熟悉信令程控交换与话音信号通信交换的全过程。6呼叫时，甲方一路电话号码初始值设置为：48，乙方一路初始值设置为：68。注：本实验平台上的跳线开关设置默认值如下：所有三脚跳线1-2脚连，如K301、K401、K501、K601等，四脚跳线K303的1-2、3-4脚连，二脚跳线K201的1-2脚连。四、实验报告要求1. 画出交换系统的方框图，并作简要叙述。2. 谈谈对本实验平台的初次感受。实验2 程控交换状态设置一、实验目的1熟悉薄膜输入开关的操作方法和液晶的显示内容。2了解本实验系统中三种交换方式。二、电路的组成及工作过程 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2-1所示。人工话务交换空分交换数字时分交换用户模块电路用户模块电路图2-1 实验系统三种交换方式方框图关于实验系统的交换方式,可通过薄膜开关选择设置,具体操作如下: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个按键：RESET（复位） 将中央处理器进行复位操作。按键时,液晶背景灯闪动一下。START（开始） 进入实验中信息交换方式的选择。按下时，即进入了主菜单。UP（上翻） 对菜单中的项目进行选择。按下时，可移动液晶的指示小箭头。DOWN（下翻） 同上UP键。RETURN（返回）返回上一级菜单。ENTER（确认） 对选中的项目进行确认，进入相应的选择。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” “时分交换”“时分中继”液晶显示器显示的各级菜单如图2-2所示。欢迎使用通信综合实验平台 1.人工交换2.空分交换3.时分交换4.时分中继复 位子菜单主菜单开 始时 隙 分 配话路1. 04 话路2. 10话路3. 16 话路4. 30空 分 交 换主叫：XX被叫：YY接 续 成 功00:00（通话时间）图2-2 液晶显示器的菜单注：1XX、YY是主叫用户、被叫用户的电话号码。2话路1、话路2代表甲方一路用户、甲方二路用户，其电话号码的时隙分配的默认值为04、10。3话路3、话路4代表乙方一路用户、乙方二路用户，其电话号码的时隙分配的默认值为16、30。液晶显示器（LCD）是一种极低功耗显示器，其应用特别广泛。在实验平台中，LCD用来显示操作程序、工作菜单，引导实验按部就班地进行。关于液晶显示的详细工作原理见附录1。注意：按动薄膜开关上的按键时，请勿莽力操作，可延长薄膜开关的使用寿命。三、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 熟练掌握薄膜键盘上的六个键的功能，熟悉液晶上显示的菜单及其子菜单的意义。3. 熟悉薄膜开关的输入方法。四、 实验报告认真分析并理解三种交换方式，熟悉液晶的显示内容和薄膜开关的操作方法。实验3 信令信号的产生与观测一、实验目的1.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。2.熟悉这些信号音和铃流信号的技术要求。二、电路工作过程在用户话机与交换机之间的用户线上，要沿两个方向传递语言信息。但是，为了实现一次通话，还必须沿两个方向传送所需的控制信号。比如，当用户想要通话时，必须首先向程控机提供一个信号，能让交换机识别并使之准备好有关设备，此外，还要把指明呼叫的目的地的信号发往交换机。当用户想要结束通话时，也必须向电信局交换机提供一个信号，以释放通话期间所使用的设备。除了用户要向交换机传送信号之外，还需要传送相反方向的信号，如交换机要向用户传送关于交换机设备状况，以及被叫用户状态的信号。由此可见，一个完整电话通信系统，除了交换系统和传输系统外，还应有信令系统。用户向电信局交换机发送的信号有用户状态信号（一般为直流信号）和号码信号（地址信号）。交换机向用户发送的信号有各种可闻信号与振铃信号（铃流）两种。 A各种可闻信号：一般采用频率为500Hz的方波信号，例如： 拨号音：（Dial tone）连续发送的500Hz信号。 回铃音：（Echo tone）1秒送，4秒断的5秒断续的500Hz信号。 忙音： （busy tone）0.35秒送，0.35秒断的0.7秒断续的500Hz信号。 B振铃信号（铃流）：一般采用频率为25Hz，幅度为75V15V的交流电压，以1秒送，4秒断的5秒断续方式发送。关于信号的波形可见以下各测量点 拨号音：由U01 EPM 7128可编程器件产生，频率为500Hz，幅度在1V左右。测量点为TP10，测量时注意示波器的扫描周期的调节。 回铃音：由U01 EPM 7128可编程器件产生，为1秒通、4秒断的重复周期为5秒的信号。测量为TP05，幅度在1V左右。测量时注意示波器的扫描周期的调节。 忙音： 由U01 EPM 7128可编程器件产生，为0.35秒通，0.35秒断的重复周期为0.7S 的500Hz的信号，测量点为TP11，幅度在1V左右。测量时注意示波器的扫描周期的调节。铃流音：由U01芯片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，测量时注意示波器的扫描周期的调节。铃流信号送入PBL 387 10后，需要向用户振铃时通过PBL 387 10的功率提升，向用户送出铃流，完成振铃。 图3-1为它们各测量点的波形图示意图。TP05t回铃音1s2s3s4s5s6s8s9s10s11s7s0TP06铃流信号t0TP10t拨号音00.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35sTP110.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35st忙音0图3-1 各测量点波形图示意图三、实验内容1 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。2 各测量点说明如下：TP05：回铃音信号TP06：铃流信号音信号TP10：拨号音信号TP11：忙音信号四、实验步骤1打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮，系统工作，薄膜开关按“复位”键；2调整好示波器状态，先分别测量TP04、 TP05、TP07及TP08各测量点的波形，大致了解各点波形的特征；3 下面我们将把上列各点信号波形与电话呼叫时具体信号音进行对比实验，让学生对这些信号特征有个感性的认识。电话单机A接到“甲方一路”接口，另一电话单机B接到“甲方二路”接口；4 摘下电话A，听电话听筒中传出的声音，即拨号音，对照测量TP10点波形，记录并画出波形的示意图；5 电话A拨号49，拨号音停，然后听电话听筒中传出的声音，即回铃音，对照测量TP05点波形，记录并画出波形的示意图；6 此时，电话B振铃响，此信号是由TP06的信号送到电话接口电路后经功率提升，在中央控制单元的控制下，铃流信号驱动电话B振铃；7 当电话A摘机后超过25秒无拨号、拨空号或电话B忙（已摘机）等，此时听电话A听筒中传出的声音，即忙音，对照测量TP11点波形，记录并画出波形的示意图8 更换电话B进行实验，实验步骤与上同。五、实验注意事项 1此项实验必须要由两人合作完成。2. 因为没有选择信息的交换方式，此时只有信令的自动交换而没有信息的交换，所以实际上是不能通话的。 3. TP05、TP06、TP10、TP11所测波形，只是CPLD直接产生的或者经过积分的波形。，当其被控制送到用户接口电路中后，将叠加工作所需的负向直流电平，后面所测波形将有稍轻的失真现象。六、实验报告要求1认真画出实验过程各测量点波形。2对各测量点特征进行分析，熟悉他们之间的区别和作用。实验4 双音多频（DTMF）接收与检测一、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。3观测电话机发送的DTMF信号波形。4. 观测DTMF接收器的接收工作波形。二、实验电路工作过程DTMF接收器包括DTMF分组滤波器和DTMF译码器，其基本原理如图41所示。DTMF接收器先经高、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）。信号输入输入电路锁存与缓冲码变换过零检测器过零检测器低频组带通滤波器高频组带通滤波器VDD18图4-1 典型DTMF接收器原理框图图4-2MT8870芯片管脚排列在本实验系统电路中，DTMF接收器采用的是MT8870芯片。图4-2的管脚排列图。 1该电路的基本特性（1） 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。（2）可外接3.5795MHz晶体，与内含振荡器产生基准频率信号。（3）具有抑制拨号音和模拟信号输入增益可调的能力。 （4）二进制码为三态输出。（5）提供基准电压（VDD2）输出。（6）电源+5V（7）功耗15mw（8）工艺CMOS（9）封装18引线双列直插 2管脚简要说明引出端符号说明IN+ ， IN- 运放同、反相输入端，模拟信号或DTMF信号从此端输入。FB 运放输出端，外接反馈电阻可调节输入放大器的增益。VREF 基准电压输出。IC 内部连接端，应接地。OSC1，OSC0 振荡器输入、输出端，两端外接3.5795MHz晶体。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D01 D04输出。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。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。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。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CID返至低电平。VDD 接正电源，通常接+5V。VSS 接负电源，通常接地。3电路的基本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，具体说来，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。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也回到低电平。MT8870的译码表见8-1所示，图8-3为双音多频实验系统的电原理框图。其中，数据输出允许端EN的测量点为TP309。 表8-1MT8870译码表fL（Hz）fH(Hz)NO.END04D03D02D0169712091HLLLH69713362HLLHL69714773HLLHH77012094HLHLL77013365HLHLH77014776HLHHL85212097HLHHH85213368HHLLL85214779HHLLH94113360HHLHL9411209*HHLHH9411477#HHHLL6971633AHHHLH7701633BHHHHL8521633CHHHHH9411633DHLLLLLZZZZ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。开关2开关1至CPU中央处理单元D01D02D03D04DTMF电路8870来自CPU控制输入来自CPU控制输入来自第二路的DTMF信号输入来自第一路的DTMF信号输入图 4-3 双音多频实验系统的电原理框三、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，如在电话A用户线接口电路的测量点TP301进行测量。2 用示波器观察并测量DTMF接收器接收DTMF信号的波形（TP304、TP404、TP504），TP309（甲方一路、二路电话）和TP509（乙方一路、二路电话）为DTMF接收器译码数据输出允许端EN的测量点，拨号时注意其相应允许端的电平变化。四、实验步骤 1打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮，系统开始工作；2电话单机A、电话单机分别接上甲方一路、二路电话接口J301、J401；3 先将示波器一通道放在TP301上（注意需直流档和5V档），即测量发送的DTMF信号的波形；另一通道放在TP309上，即测量DTMF接收器译码数据输出允许端EN的信号波形（不工作时，没有波形）；4 将电话A用户摘机，听到拨号音后开始拨打对方号码，即按49键，拨号时注意TP309波形的电平变化（即通知系统中的记发器模块接收呼叫号码译码信息）；5 电话B振铃响，摘下话机（此时因没有选择信息交换方式，只是信令的自动交换，所以电话间不能进行通话）；6 拨电话A上的任意键，此时注意观察TP301的波形，即电话A发送的DTMF信号的波形（此时TP309的波形应始终为低电平）；7 将示波器两通道分别放在TP304、TP404测量点上（保持两电话“通信”中，即为不受其它可闻信号的干扰，观察DTMF信号的波形）8 长按电话A的“1”键不放，调整好示波器，观察TP304的波形，即两个不同频率的正弦波的叠加波形（具体参数可见 表8-1 MT8870译码表）。9 长按电话B的某键（1、2、3等）不放，调整好示波器，仔细观测对比TP304和TP404的波形，结合表8-1，思考电话号码双音多频信号频率组成和其在程控交换系统中的工作原理 五、实验报告要求1作出TP301、TP304、TP309测量点拨号时波形，写出其详细的测量说明。2分析并叙述电话号码双音多频信号频率组成和其在程控交换系统中的工作原理。3了解DTMF接收器的工作原理，画出其原理框图，简要叙述工作过程第二章 信令交换与信息交换实验5 人工及信号交换实验一、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通过人工交换实验，体会自动交换网络与人工交换台的不同之处。3增强对电话通信自动交换的感性认识，体会程控技术的优越性。 二、实验电路工作原理本实验系统选择人工交换方式时，其它交换方式已关闭。人工模拟话务台的电路组成框图见图6-1，组成原理图如图6-2所示。由图13-1可知，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，其中话路单元由用户电路，人工交换设备（话务台），音信号产生电路，供电系统电路等组成，因为它是实验系统，所以它与实际交换机相比少了中继电路和收号器电路，在本实验系统中，由于话务量较小，因而把收号器做在CPU中央处理器单元上了，不再单独列出。用户模块用户模块用户模块用户模块电平调整电平调整电平调整电平调整TP304TP305TP404TP405TP504TP505TP604TP605甲 方一 路乙 方二 路乙 方一 路甲 方二 路人工交换单元图6-1 人工模拟话务平台的电路组成方框图M01话筒插座S201耳机插座图6-2 人工模拟话务台原理图在图6-2中，话务平台上的测量是共用的，其说明如下：TP304：甲方一路发话观察点和话路接线柱； TP404：甲方二路发话观察点和话路接线柱； TP504：乙方一路发话观察点和话路接线柱；TP604：乙方二路发话观察点和话路接线柱；TP305：甲方一路收话观察点和话路接线柱； TP405：甲方一路收话观察点和话路接线柱；TP505：乙方一路收话观察点和话路接线柱；TP605：乙方二路收话观察点和话路接线柱。 人工话务信号交换工作过程操作如下： （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）以当主叫用户为甲方一路，乙方二路为被叫用户为例，分别接上电话单机。（3）主叫方摘机，在平台上的“甲方一路”指示灯亮，拨号呼叫被叫乙方二路，拨电话号码“69”，CPU中央处理器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，平台上的“乙方二路”指示灯亮，此时双方均摘机但话路无通路。（4）由“话务员”用夹子线将TP304和TP505联接起来，用夹子线将TP504和TP305联接起来，这样就按照甲方一路发话与乙方二路收话相连，甲一路方收话与乙方二路发话相连，主叫与被叫通信已经建立起来，完成了人工话路交换的实验过程。（5）当上述两路用户通信结束后，任意一方先挂机后，人工话务平台上的该路指示灯应不亮，另一方再挂机，两话路均拆线，完成了人工信号话路交换的实验全过程。注：本平台上的人工交换主要指信息人工交换连接，其信令还是通过自动交换完成的。三、实验内容 1. 熟悉人工话务台结构框图。 2. 使人工交换平台工作，进行两部电话机通话实验。 3 测量任意两路通话时，对应收发测量点TP304、TP305、TP404、TP405、TP504、TP505、 TP604及TP605的语音信号波形。四、实验注意事项实验时一定要小心，插入线一定要接入正确，同时对每路的发话与收话的关系要搞清楚，这样才能正确进行交换实验。五、实验报告 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。实验6 空分交换的过程与分析一、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。二、电路的组成及工作过程 由图7-1可知，该实验系统是由话路单元和控制单元两大部分组成，其中话路单元由用户电路，自动交换网络，音信号产生电路，供电系统电路等组成。图7-2是空分交换网络芯片MT8816功能图。话路单元控制单元供电系统用户电路用户电路音信号电路用户电路用户电路空分交换网络中继接口CPU中央控制集中处理单元图7-1 实验系统的交换网络结构方框图21191715ROW15ROW0VSSVEEVDD（16）（20）（40）（3）（38）（36）（18）ACOL2（2）ACOL1（25）ACOL0（24）AROW3（4）1393537COL7COL012811281816交叉点开关阵列DI RESET控制锁存器7128线地址译码器CS STAROW0（5）图7-2 空分交换MT8816功能及管脚排列图（1） 空分交换MT8816基本特性 该芯片是816模拟开关阵列，它内含7128线地址译码器，控制锁存器和816交叉点开关阵列，其电路的基本特性为：1.816模拟开关阵列功能 2.导通电阻（VDD=12V） 453.导通电阻偏差（VDD=12V） 54.模拟信号最大幅度 12VPP5.开关带宽 45MHZ6.非线性失真 0.01%7.电源 4.513.2V8.工艺 CMOS数据传输门COL7 COL6 COL5 COL4 COL3 COL2 COL1 COL0CSROW15ROW0ARW0 ARW1ARW2ARW3DI ST ACOL2 ACOL1 ACOL0地 址 译 码 和 锁 存图7-3 MT8816交换矩阵示意图表7-1MT8816地址译码真值表ACOL2ACOL1ACOL0AROW3AROW2AROW1AROW0选择开关电路LLLLLLLROW0-COL0LLLLLLHROW1-COL0LLLLLHLROW2-COL0LLLLLHHROW3-COL0LLLLHLLROW4-COL0LLLLHLHROW5-COL0LLLLHHLROW6-COL0LLLLHHHROW7-COL0LLLHLLLROW8-COL0LLLHLLHROW9-COL0LLLHLHLROW10-COL0LLLHLHHROW11-COL0LLLHHLLROW12-COL0LLLHHLHROW13-COL0LLLHHHHROW14-COL0LLLHHHHROW15-COL0LLH同上ROW-COL1LHL同上ROW-COL2LHH同上ROW-COL3H LL同上ROW-COL4HLH同上ROW-COL5HHL同上ROW-COL6HHH同上ROW-COL7（2） MT8816管脚说明下面将对该管脚功能作简要说明COL0COL7 列输入输出，开关阵列8路列输入或输出。ROW0ROW15 列输入输出，开关阵列16路列输入或输出ACOL0ACOL2 列地址码输入，对开关阵列进行列寻址。AROW0AROW3 行地址码输入，对开关阵列进行行寻址。ST 选通脉冲输入，高电平有效，使地址码与数据得以控制相开关 的通、断。在ST上升沿前，地址必须进入稳定态，在ST下降 沿处，数据也应该是稳定的。DI 数据输入，若DI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。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。CS 片选信号输入，高电平有效。VDD 正电源，电压范围为4.513.2V。VEE 负电源，通常接地。VSS 数字地。（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。MT8816是CMOS大规模集成电路芯片。这是一片816模拟交换矩阵，如图14-3所示，图中有8条COL线（L0L7）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，因此可以保持任一叉接点处于接通状态，直至来复信号为止。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。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是不编码的，某一条AROW7线为“1”，控制相应的ROWi以接通有关的交叉点。例如要接通L1和J0之间的交叉点。这时一方面向ACOL2ACOL0送001，另一方向面向AROW3送“1”。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”。它时片选端。当CS为“1”时，全部交叉点就打开了。 综上所述，该电路是由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，CS应为高电平，RESET为低电平，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7-1所示：三、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。四、 实验步骤1 打开电源开关，按下薄膜开关的“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 我们以甲一路（号码：48）与甲二路（号码：49）为例，进行两路电话用户间的正常呼叫，两路电话能正常通话。3 甲一路与甲二路之间的信息交换是通过空分交换芯片MT8816完成的，下面我们将通过示波器测量波形验证芯片MT8816的工作情况4 思考主叫甲一路用户和被叫甲二路用户的通信信号的流程。下面列出本实验中空分交换芯片MT8816的所有信号输入的测量点和所有信号输出的测量点： 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注：语音信号传输时，有发送语音信号波形，不通话时，无波形。 经空分交换网络交换后输出信号测量点 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注：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。 5. 对甲一路电话讲话或按键，此时测量点TP304信号波形应与TP405同；对甲二路电话讲话或按键，此时测量点TP404信号波形应与TP305同。6. 更换其它电话呼叫组合，根据步骤4中列出的测量点说明，验证空分交换芯片MT8816的工作情况。五、 实验报告 1.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。 2.参见实验二十二的图22-2所示的MT8816电原理图，熟悉芯片的引脚定义及其作用，为后续开发实验打好基础。实验7 时分交换网络基本原理一、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。二、实验电路工作过程电路框图见图8-1所示，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，音信号发生器以及话务台或信号设备等；控制部分则是一台计算机，它包括中央处理器，存储器和输入、输出设备。入中继电路出中继电路时分交换网络控制部分话路部分CPU中央处理单元收号器用户电路用户电路音信号图8-1 交换网络组成方框图 1MT8980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、输出复用电路及并一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。它是目前集成度较高的新型数字交换电路，可用于中、小型程控用户数字交换机。 2MT8980工作原理MT8980的功能框图如图8-2所示，该芯片由串/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STO0STO7，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。MT8980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。关于MT8980的详细内容及技术参数见附录2。ODE帧计数器STO0 并 串 变 换 器输出复用数据存储器 串 并 变 换 器STO1STI0STO2STI1STO3接续存储器STI2STO4STI3STO5控制寄存器STI4STO6STI5STO7STI6STI7控制接口D7D0A0A5R/DSCSTOVSSVDDDTA图8-1 MT8980的功能框图三、实验内容1.参考书后附录二，熟悉时分交换芯片的工作原理及应用电路，掌握数字时分交换芯片MT8980的特性及对其编程的要求2.分析MT8980的时分交换功能，利用自动交换网络进行两部电话单机通话，记录工作过程。 四、 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“时分交换”方式，按下“确认”键。2. 我们以甲一路（号码：48）与甲二路（号码：49）为例，进行两路电话用户间的正常呼叫，两路电话能正常通话。1. 甲一路与甲二路之间的信息交换是通过时分交换芯片MT8980完成的，下面我们将通过示波器测量波形验证芯片MT8980的工作情况2. 思考主叫甲一路用户和被叫甲二路用户的通信信号的流程。下面列出本实验中空分交换芯片MT8980的所有信号输入的测量点和所有信号输出的测量点，即各路电话用户语音输出的PCM编码数字信号：时分交换网络输入信号测量点： TP307 ：甲一路电话信号发送波形 TP407 ：甲二路电话信号发送波形 TP507 ：乙一路电话信号发送波形 TP607 ：乙二路电话信号发送波形注：语音信号传输时，有发送语音信号波形，不通话时，也有波形（为什么？）。时分交换网络输出信号测量点（时分交换后输出点） TP3