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程控交换实验指导书 一、实验目的1了解交换控制单元（DSP）主要功能。 2了解网络交换单元（FPGA）主要功能。 3熟悉交换控制单元（DSP）与输入、输出电路的工作关系。 4熟悉网络交换单元（FPGA）与输入、输出电路的工作关系。 二、实验设备RCCKII型实验箱一台 三、电路功能交换控制单元（DSP）U2完成对交换双方的控制、各种信号音的产生、数字信号的处理等功能，数据和命令通过网络交换单元与各硬件进行交换。 网络交换单元（FPGA）U5完成信号的采集、话路交换、PC通信接口、液晶显示控制、与各硬件接口通信。 1电话状态的识别用户线状态挂机摘机16ms扫描16ms这次扫描结果前次扫描结果1111110000000011111110000000这前0000001000000001图11用户摘机识别原理话机摘挂机状态的电平由MY88622芯片产生，输入FPGA，再由DSP从FPGA中读取该状态进行相关任务的处理。 用户设备号这次扫描结果前次扫描结果765432101010101110011111这前00010100图12用户摘机群处理示意图2信号音的发生话机所接收到的拨号音、忙音、催挂音等信号音由DSP生成相关的数字信号，通过FPGA送给D/A芯片进行D/A转换输出模拟信号到MY88622输入端，由MY88622将信号音馈到电话线上。 信号音是450Hz或950Hz的正弦信号，根据断续的不同型式表示下列不同的含义拨号音为450Hz的连续信号。 忙音为450Hz的断续信号。 0.7S断续，即0.35S续、0.35S断。 回铃音为450Hz的断续信号。 5S断续，即1S续、4S断。 空号音为450Hz的断续信号。 0.2S断续，即0.1S续、0.1S断。 催挂音为950Hz的连续音频信号。 3号码识别用户话机号码的识别即DTMF译码由DSP用软件来完成。 用户输入的DTMF信号经过TLC549（8位串行A/D）模数转换后通过FPGA送给DSP芯片来处理。 4话路交换用户间的话音通过TP3057进行PCM编码送给FPGA,由FPGA进行PCM数据的交换，而交换方式和交换线路的命令由DSP送给FPGA。 5液晶控制液晶控制由FPGA来完成，DSP产生显示的数据，具体操作细节和流程参看二次开发手相关册。 6PC通信接口PC机串口是异步串口，DSP是同步串口需要做转换，本系统中用FPGA来模拟异步串口通信时序。 上位机软件发送的数据通过FPGA送给DSP进行处理，下位机的数据由DSP产生经由FPGA送给串口。 7键盘输入薄膜开关输入电路的扫描输入信号有6个返回、确认、上、下、左、右。 键盘的扫描由FPGA来完成。 四、实验内容1根据课本熟悉程控交换的流程和对应的模块。 2了解系统的程序规划实验二用户接口电路及2/4线变换实验 一、实验目的1全面了解用户线接口电路功能（BORST）的作用及其实现方法。 2通过对用户线接口电路芯片MY88622的学习与实验，进一步加深对BORST功能的理解。 3熟悉用户模块电路的电路组成及工作原理。 4掌握用户线接口电路对用户状态改变的识别原理。 二、实验设备20M通用示波器一台，万用表一块，电话一部，RCCKII型实验箱一台 三、电路工作原理用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber LineInterface CircuitSLIC）。 任何交换机都具有用户线接口电路。 根据用户电话机的不同类型，用户线接口电路（SLIC）分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种。 模拟用户线接口电路在实现上的最大压力是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去都是采用晶体管、变压器（或混合线圈）、继电器等分立元件构成。 在实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSHCT功能中过压保护由外接元器件完成，编解码器部分另单成一体，集成为编解码器（CODEC），其余功能由集成模拟SLIC完成。 在布控交换机中，向用户馈电，向用户振铃等功能都是在绳路中实现的，馈电电压一般是-60V，用户的馈电电流一般是20mA30mA，铃流是25Hz,90V左右，而在程控交换机中，由于交换网络处理的是数字信息，无法向用户馈电、振铃等，所以向用户馈电、振铃等任务就由用户线接口电路来承担完成，再加上其它一些要求，程控交换机中的用户线接口电路一般要具有B（馈电），R（振铃）、S（监视）、C（编译码）、H（混合）、T（测试）、O（过压保护）七项功能。 图2-1为模拟用户线接口功能框图。 模拟用户线接口电路的功能可以归纳为BORSCHT七种功能，具体含义是 （1）馈电（B-Battery feeling）向用户话机送直流电流。 通常要求馈电电压为48伏或24伏，环路电流不小于18m A. （2）过压保护（OOvervoltage protection）防止过压过流冲击和损坏电路、设备。 （3）振铃控制（RRinging Control）向用户话机馈送铃流，通常为25Hz/90Vrms图2-1用户线接口功能框图正弦波。 （4）监视（S-Supervision）监视用户线的状态，检测话机摘机、挂机与拨号脉冲等信号以送往控制网络和交换网络。 （5）编解码与滤波（C-CODEC/Filter）在数字交换中,它完成模拟话音与数字码间的转换。 通常采用PCM编码器（Coder）与解码器(Decoder)来完成,，统称为CODEC。 相应的防混叠与平滑低通滤波器占有话路（300Hz-3400Hz）带宽，编码速率为64kb/s。 （6）混合（HHyhird）完成二线与四线的转换功能，即实现模拟二线双向信号与PCM发送，接收数字四线单向信号之间的连接。 过去这种功能由混合线圈实现，现在改为集成电路，因此称为“混合电路”。 （7）测试（TTest）对用户电路进行测试。 在本实验系统中，用户线接口电路选用的是MY88622。 MY88622是2/4线厚膜混合用户线接口电路。 它包含向用户话机恒流馈电、用户端口或局用端口三元件阻抗、用户摘机后自行截除铃流、摘挂机的检测及音频或脉冲信号的检测、无变压器语音信号的2/4线混合转换、外接振铃继电器驱动输出、环路馈电中断。 MY88622用户电路的双向传输衰耗均为1dB，供电电源为+5V和5V，MY88622还将输入的铃流信号放大以达到电话振铃工作的要求，即达到+75V的有效值。 其各项性能指标符合邮电部制定的有关标准振铃继电器铃流发生器馈电电源模拟用户线过压保护电路测试开关馈电电路混合电路编码器解码器低通平衡网络低通发送码流接收码流(编码信号)b测试总线振铃控制信号用户线状态信号 1、该电路的特点无变压器2/4线转换用户环路恒流馈电用户端口或局用端口三元件阻抗摘挂机及拨号脉冲检测铃流继电器驱动环路馈电中断铃流自动截断 2、主要技术指标对地不平衡度数典型60dB(300Hz3400Hz)阻抗特性A型为200?+560?*0.1uF AB型为200?+680?*0.1uF C型为600?2线回损失30dB衡重噪音典型值-75dB传输损耗A、B端至VX端为-1dB VR端至A、B端为-1dB馈电功耗在正常工作时仅为1W，静态时约为50mW正常工作环阻值1.8K5K?3MY88622外形尺寸图4.引脚说明:引脚号名称说明1TF内部连接,外部不用2LPGND环路地及系统相对于Vbat的地,通常与GNDA连接3VR话音接受端(输入),使4线模拟信号传入SLIC4LED环路状态LED显示,低电平有效5VEE负电源端(-5V)6GNDA模拟地(0V)7NC外部悬空8Vx话音发送端(输出),使4线模拟信号传出SLIC9TIP连接电话线T端10RING连接电话线R端11RF铃流回路端,与铃流继电器连接12VCC正电源端(+5V)13RC铃流继电器控制端(输入),高电平有效14RD铃流继电器驱动端,下拉方式工作15NC内部连接,外部不用16RGND铃流继电器地,与GNDA连接17NC外部悬空18Vbat环路馈电电源(-48V)19NC内部连接,外部不用20SHK摘机检测(输出),高电平有效5用户线接口电路主要功能图4-2是MY88622内部电路方框图。 图2-3是用户线接口电路电原理图。 图22MY88622功能框图1）向用户话机供电，MY88622可对用户话机提供恒流馈电，馈电电流由VBAT以及VDD供给。 当环路电阻为2K时，馈电电流为18mA。 具体如下A、供电电源VBAT采用-24V；B、在静态情况下（不振铃、不呼叫），-48V电源通过继电器静合接点至话机；C、在振铃时，-24V电源通过振铃支路经继电器动合接点至话机；D、用户挂机时，话机叉簧下压，馈电回路断开，回路无电流流过；图23MY88622数字程控交换机用户接口电路应用接线图E、用户摘机后，话机叉簧上升，接通馈电回路（在振铃时接通振铃支路）回路。 2）MY88622内部具有过压保护的功能，可以抵抗保护TIP RING端口间的瞬时高压，如结合外部的热敏与压敏电阻保护电路，则可抵抗保护250V左右高压。 3）振铃电路可由外部的振铃继电器和用户电路内部的继电器驱动电路以及铃流电源向用户馈送铃流当继电器控制端(RC端)输入高电平，继电器驱动输出端(RD端)输出高电平，继电器接通，此时铃流源通过与振铃继电器连接的15端(RV端)经TIP RING端口向被叫用户馈送铃流。 当控制端(RC端)输入低电平或被叫用户摘机都可截除铃流。 用户电路内部提供一振铃继电器感应电压抑制箝位二极管。 4）监视用户线的状态变化即检测摘挂机信号，具体如下A、用户挂机时，用户状态检测输出端输出低电平，以向控制系统表示用户“闲”；LED输出0，发光管灭。 B、用户摘机时，用户状态检测输出端输出高电平，以向控制系统表示用户“忙”；LED输出1，发光管亮。 C、用户若拨电话号码为脉冲拨号方式时，该用户状态输出端应能送出拨号数字脉冲。 回路断开时，送出低电平，回路接通时送出高电平（注本实验系统不选用脉冲拨号方式，只采用DTMF双音多频拨号方式）；5）在TIP RING端口间传输的语音信号为对地平衡的双向语音信号，在四线VR端与VX端传输的信号为收发分开的不平衡语音信号。 MY88622可以进行TIP RING端口与四线VR端和VX端间语音信号的双向传输和2/4线混合转换。 6）MY88622可以提供用户线短路保护TIP线与RING线间，TIP线与地间，RING线与地间的长时间的短路对器件都不会损坏。 7）MY88622提供的双向语音信号的传输衰耗均为40dB。 8）MY88622的四线端口可供语音信号编译码器或交换矩阵使用。 四、实验内容1.了解用户模块MY88622的主要性能与特点。 2.熟悉用MY88622组成的用户线接口电路。 3.连接上电话机，用示波器分别观测MY88622的20脚在摘挂机时的工作电平，摘机时，测试TF15（MY88622四线输入）的信号；拨号，测试TF11（MY88622四线输出）信号。 五、实验步骤1将一部电话机接入用户接口模块一。 2打开系统主电源开关，观察系统上电状态。 3保持电话机处于持机状态，用示波器波观察MY88622第20脚的电平状态及发光二极管D15的状态。 4电话摘机，继续观察第20脚的了信号电平状态及发光二极管的状态。 5电话挂机，用示波器观察TF15和TF11的波形。 6电话摘机，用示波器观察TF15和TF11的波形。 7电话拨号，用示波器观察TF15和TF11的波形。 五、实验注意事项1MY88622是厚膜电路，比较脆弱，不要用力搬弄。 2系统上电后摘挂机，如果二极管不发光，请确认连接正确，检查接口是否有接触不良的现象。 实验三程控交换PCM编译码实验 一、实验目的1掌握PCM编译码器在程控交换机中的作用。 2熟悉单片PCM编译码集成电路TP3057的电路组成和使用方法。 3观测PCM相关各测量点的工作波形。 二、实验设备20M通用示波器一台，万用表一块，RCCKII型实验箱一台 一、电路组成和原理抽样值压缩均匀量化编码解码扩张抽样值发送端接收端信道图31数字通信示意框图量化是将样值幅度取值连续的模拟信号变成样值幅度取值离散的数字信号。 即是将信号的幅度取值限制在有限个离散值上。 只要信号的幅值落在某一个量化级内的中间值或起始值来代表信号的量化值。 信号的量化方法通常有两种 （1）均匀量化 （1）非均匀量化。 非均匀量化的量化间隔是不相等的，大信号区的量化间隔大，小信号区的量化间隔小，即量化间隔V是不固定的。 如何实现非均匀量化？一种办法是在对信号进行编码之前，先对小信号进行高增益的放大，对大信号则使增益很，甚至没有增益，然后再进行均匀量化及编码。 完成这一任务的部件称压缩器，它的输入输出特性称为压缩特性。 接收端恰要与此相反，对解码后的信号经过扩张器，使信号还原成原值。 目前在国际上广泛采用的只有两种A律和u律。 A律压扩特性是根据非均匀量化的概念推导出来的，它是一个种对数压扩特性，分为两段。 其输出y与输入x的关系为y=A/(1+lnA)x(0x(1/A)y=(1+lnAx)/(1+lnA)(1/A A值不同，压扩特性也就不同，如图所示。 A=1，y=x，为一条直线，表示不无压缩，即为均匀量化怀情况。 A值走越大，在小信号处的斜率越大，对提高小信号的信噪比越有得。 目前各厂家多采用A=87.6的压扩特性。 扩张特性压缩特性输出输入输出012345678ABAB733.67.62537输入801234567AB3.57.5A0B00.46.50.3756图33A率压扩特性示意图u律压扩特性是根据三极管的特性而演变的，它也是一种对数压扩特性。 其输出y和输入x的关系式为y=ln(1+u|x|)/ln(1+u)(0x1)u为压缩系数，当u=0时，相当无压缩。 u越大则压缩效果越明显。 早期用u=100,现在采用u=255。 A律和u律的性能基本相似，各有优缺点。 u律最早是由美国提出，在北美和日本被采用。 A律后来由欧洲提出，在欧洲和中国被采用。 它们是CCITT建议共存的两个标准，但在国际通路均采用A律。 四路数字电话编译码电路的原理图都是一样的，因此只对其中一路进行说明。 图3-1就是一路的PCM编译码电原理框图。 图34PCM编译码电原理框图PCM编译码电路本系统使用TP3057来完成。 图35PCM编译码数字信号波形图 1、该电路特点发送高通低通滤波器。 接收低通滤波器。 RC噪声滤波器。 A率编码解码。 2、技术指标内部基准源，内部自零电路。 串行I/O接口。 SLIC电路PCM编译码数字程控交换网络FSX BCLKXDX8KHz帧同步信号输入2.048MHz时钟输入PCM数字信号输出DR PCM数字信号输入5V工作电压。 D3/D4和CCITT标准。 低功耗50MW，自动休眠功能，休眠模式时功耗3MW。 兼容TTL和CMOS逻辑电平。 3、芯片介绍引脚名称说明1VBB-5V供电引脚2GNDA模拟地3VFR0模拟输出端4VCC5V供电引脚5FSR接收帧同步6DR接收数据输入7BCLKR接收位时钟8MCLKR接收主时钟9MCLKX发送主时钟图36TP3057封装图10BCLKX发送位时钟11DX发送数据输12FSX发送帧同步引脚名称说明13/TSX输出使能14GSX输出增益端15VFXI-反相输入端16VFXI同相输入端 4、内部结构图37典型应用电路图图3-7是TP3057的应用电路图，图3-8是它的内部结构图。 从两图中我们可以看到，信号由输入端输入，经放大以后经由RC噪声滤波，带通滤波送给编码部分。 编码部分由S/H DAC、比较器、A/D控制电路、自归零电路和反馈组成，编码的数据送给发送寄存器保存，发送帧同步信号到来后就由DX端输出。 输入的PCM数据由DR端输入，帧同步信号到来后，送给S/H DAC进行数模转换，经由带通滤波器、RC噪声滤波和音频放大后由VFR0端输出。 图38TP3057内部结构图 四、实验内容1熟悉A率编解码的原理。 2了解PCM信号的实现方法。 3观测PCM信号，加深对PCM信号的理解。 五、实验步骤测量TF 11、TF 15、TF 16、TF 17、FSAT、FSAR及BS的各点波形。 1将两部电话机与实验箱用户 一、用户三接口连接，系统上电。 2将用户一与用户三按正常呼叫接通，建立正常通话后，通过话机输入语音信号或双音多频信号。 在各收发测量点进行观察测量。 3各测量点波形说明如下TF17用户一PCM数字信号输出TF11用户一PCM模拟话音信号输入TF15用户一PCM模拟话音信号输出TF16用户一PCM数字信号输入FSAT用户一输出帧同步信号FSAR用户一输入帧同步信号BS2.048M时钟信号，四用户共用4用双通道观察输入帧同步信号与时钟信号，观察输入帧同步信号与输出帧同步信号。 六、实验注意事项PCM编译码电路中，在没有建立通话时，PCM编译码电路是没有有输出的，此时只能测量到输出帧同步时钟和2.048M时钟。 实验四信号音产生实验 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、实验设备20M通用示波器一台，万用表一块，电话一部，RCCKII型实验箱一台 三、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。 呼叫信号拨号音信号号码信号回铃信号拥塞音信号忙音信号语音信号空号音信号忙音信号挂机信号振铃信号应答信号摘机通信建立挂机（先挂）主叫用户被叫用户线路图41本实验系统传送信号流程图由此可见，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450Hz或950Hz的正弦信号，例如拨号音（Dial tone）连续发送的450Hz正弦信号。 回铃音（Echo tone）1秒送，4秒断的5秒断续的450Hz正弦信号。 忙音（busy tone）0.35秒送，0.35秒断的0.7秒断续的450Hz正弦信号。 空号音为450Hz的断续信号。 0.2S断续，即0.1S续、0.1S断。 催挂音950Hz，连续发送响度较大的信号与拨号音有明显区别。 B振铃信号（铃流）一般采用频率为25Hz，幅度为90V15V的交流电压，以1秒送，4秒断的5秒断续方式发送。 C拨号音由DSP生成相关的数字信号，通过FPGA送给D/A芯片进行D/A转换输出模拟信号到MY88622输入端，由MY88622将信号音馈到电话线上。 频率为450Hz，幅度在1V左右。 测量点为TF15。 D回铃音由DSP生成相关的数字信号，通过FPGA送给D/A芯片进行D/A转换输出模拟信号到MY88622输入端，由MY88622将信号音馈到电话线上。 为1秒通、4秒断的重复周期为5秒的450Hz的正弦信号。 测量为TF15。 E忙音由DSP生成相关的数字信号，通过FPGA送给D/A芯片进行D/A转换输出模拟信号到MY88622输入端，由MY88622将信号音馈到电话线上。 为0.35秒通，0.35秒断的重复周期为0.7S的450Hz的正弦信号，测量点为TF15。 F空号音由DSP生成相关的数字信号，通过FPGA送给D/A芯片进行D/A转换输出模拟信号到MY88622输入端，由MY88622将信号音馈到电话线上。 为0.1秒通，0.1秒断的重复周期为0.2S的450Hz的正弦信号，测量点为TF15。 G催挂音由DSP生成相关的数字信号，通过FPGA送给D/A芯片进行D/A转换输出模拟信号到MY88622输入端，由MY88622将信号音馈到电话线上。 为频率为950Hz的连续正弦信号，连续发送响度较大，与拨号音有明显区别，测量点为TF15。 H铃流信号是铃流发生器产生的25Hz方波经放大电路放大，逆变后形成。 铃流信号送入振铃继电器后，需要MY88622来驱动，向用户送出铃流，完成振铃，它的测量点为TF21。 图4-2为它们各信号音工作波形图。 拨号音-0.5v0.5vf=450Hz回铃音-0.5v0.5v1s4s1sf=450Hz忙音0.5v-0.5v0.35sf=450Hz0.35s0.35s空号音-0.5v0.5v0.1sf=450Hz0.1s0.1s铃流信号-50v50vf=25Hz图4-2各信号音工作波形图上图的各种信号音是由DSP产生数字音频信号，然后通过FPGA给1446进行D/A转换得到模拟信号的。 1446是一款低功耗，双通道的12位D/A转换器，其结构框图如下图图431446芯片结构框图 四、实验内容1用万用表测量各测量点拨号音、忙音、空号音、催挂音、回铃音及铃流控制信号的电压。 2用示波器测量各测量点拨拨号音、忙音、空号音、催挂音、回铃音及铃流控制信号的波形。 3各测量点说明如下TF15信号音TF21铃流信号音信号 五、实验步骤1将一部电话机接入用户接口模块一。 2打开系统主电源开关，观察系统上电状态。 3将铃流开关关闭。 4在电话摘机的同时，用示波器观察TF15点的波形，记录下拨号音的波形及频率。 5在不按键及不更改系统参数的情况下，20秒后，TF15出现忙音，记录下忙音的波形及频率。 6继续20秒后，TF15出现催挂音，记录下催挂音的波形及频率。 7将电话挂机。 8将电话摘机，键入非本系统电话号码，如333等，用示波器测量TF15的波形，记录下空号音的波形及频率。 9将电话挂机，打开铃流开关，观察铃流状态指示灯D202的状态及闪烁情况，用万用表交流电压档测量TF21的电压值。 10用示波器观察TF21的波形及频率。 11关闭铃流开关，关闭系统电源，实验记录及实验设备。 六、实验注意事项在测量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。 实验五DTMF译码实验 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信号的接收工作波形。 二、实验设备20M通用示波器一台，RCCKII型实验箱一台，话机两部 三、实验电路工作过程按键话机所发出的选择信号是采用编码方式传送，用一组按键代替拨号盘，每个话机共有8个频率，分成高频组和低频组。 其对应关系如下图图51按键号码与频率的关系按键号码是两个四中取一的双频编码方式，即每个按键按下时，发出两个频率，一个是高频组中的四中取一，另一个则是低频组中的四中取一。 DTMF译码有硬件译码和软件译码两种。 硬件译码过程如下DTMF接收器先经高、低群带通滤器进行fL/fH区分，然后过零Goertzel算法介绍Goertzel算法的仿真检测、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）。 软件译码过程如上A/D采样输入信号，对输入信号进行数字信号处理，主要算法包括双音频率信息获取算法Goertzel算法判决方法?信号强度大于THR-SIG?双音信号（行、列）功率差THR-TWIREVTHR-TWISTD?比邻近双音信号强度大THR-ROWREL，THR-COLREL?二次谐波强度小于THR-ROW2nd，THR-COL2nd电路框图图52DTMF译码电路框图A/D转换芯片采用的是TI的TLC549芯片，TLC549是美国德州仪器公司生产的8位图53TLC549原理框图串行A/D转换器芯片，可与通用微处理器、控制器通过I/O CLOCK、CS、DATA OUT三条口线进行串行接口。 具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17s，TLC548允许的最高转换速率为45500次/s，TLC549为40000次/s。 总失调误差最大为0.5LSB，典型功耗值为6mW。 采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，VREF-接地，VREF+VREF-1V，可用于较小信号的采样。 TLC549均有片内系统时钟，该时钟与I/O CLOCK是独立工作的，无须特殊的速度或相位匹配。 其工作时序如图54所示。 当CS为高时，数据输出(DATA OUT)端处于高阻状态，此时I/O CLOCK不起作用。 这种CS控制作用允许在同时使用多片TLC549时，共享I/O CLOCK，以减少多路(片)A/D并A/D转换电路FPGA缓存DSP软件DTMF译码信号输入用时的I/O控制端口。 一组通常的控制时序为 (1)将CS置低。 内部电路在测得CS下降沿后，再等待两个内部时钟上升沿和一个下降沿后，然后确认这一变化，最后自动将前一次转换结果的最高位(D7)位输出到DATA OUT端上。 (2)前四个I/O CLOCK周期的下降沿依次移出第 2、 3、4和第5个位(D 6、D 5、D 4、D3)，片上采样保持电路在第4个I/O CLOCK下降沿开始采样模拟输入。 (3)接下来的3个I/O CLOCK周期的下降沿移出第 6、 7、8(D 2、D 1、D0)个转换位， (4)最后，片上采样保持电路在第8个I/O CLOCK周期的下降沿将移出第 6、 7、8(D 2、D 1、D0)个转换位。 保持功能将持续4个内部时钟周期，然后开始进行32个内部时钟周期的A/D转换。 第8个I/O CLOCK后，CS必须为高，或I/O CLOCK保持低电平，这种状态需要维持36个内部系统时钟周期以等待保持和转换工作的完成。 如果CS为低时I/O CLOCK上出现一个有效干扰脉冲，则微处理器/控制器将与器件的I/O时序失去同步；若CS为高时出现一次有效低电平，则将使引脚重新初始化，从而脱离原转换过程。 在36个内部系统时钟周期结束之前，实施步骤 (1) (4)，可重新启动一次新的A/D转换，与此同时，正在进行的转换终止，此时的输出是前一次的转换结果而不是正在进行的转换结果。 若要在特定的时刻采样仿真信号，应使第8个I/O CLOCK时钟的下降沿与该时刻对应，因为芯片虽在第4个I/O CLOCK时钟下降沿开始采样，却在第8个I/O CLOCK的下降沿开始保存。 图54TLC549时序图 四、实验内容1熟悉DTMF信号的特性。 2了解DTMF信号软件译码的算法和流程。 3体会DSP实现DTMF信号的软件译码。 五、实验步骤1将两部电话接到用户一和用户三模块接口，系统上电。 2示波器观测TF11观测点，将用户一摘机，听到到拨号音后开始拨打号码，即按电话单机上的任意键，观察整个过程波形的变化进行分析。 3将用户一摘机，听到拨号音后拨打号码，若听到拨号音消失，即译码成功。 4用户一挂机，用实验箱上的左右键选择到交换界面，按下确认键，看到液晶第一行反显，再按下选择译码检测，按确认键，此时进入译码检测的观测状态。 5用户一摘机，可以观察到液晶进入译码检测画面，用电话拨号，观测液晶显示的波形和示波器显示的是否一致，拨打几个号码，体会DTMF波形和译码的结果。 6用户一挂机。 按取消键，再按左键恢复正常状态。 7打开铃流开关，将用户一摘机，拨打用户三的号码，体会DTMF软译码的实际效果。 六、实验注意事项液晶观测译码只有用户一有效，其他用户无效。 检测画面只有当用户一摘机的时候才开启。 由于DTMF采样频率为8K，每个周期的点很少，图像看起来比较小，松散。 实验六主叫识别(CID)实验 一、实验目的1掌握CID功能的原理。 2了解CID功能实现的过程。 二、实验设备20M通用示波器一台，RCCKII型实验箱一台，话机两部，可显电话一部 三、电路组成和原理1CID功能介绍主叫识别信息传送及显示CID业务是向被电话用户提供的一种新的服务项目是指在被叫用户终端设备上显示主叫号码主叫用户姓名呼叫日期时间等主叫识别信息并进行存储以供用户查阅的一种服务项目。 实现CID的基本方法是发端交换机将主叫号码等通过局间信令系统(例如NO.7信令系统)传送给终端交换机终端交换机将主叫识别信息以移频键控FSK的方式送给被叫用户终端设备如图61所示图61CID传送方法示意图终端交换机将主叫识别信息送给被叫用户终端设备在下述两种状态下进行一种是用户终端挂机状态另一种是用户终端通话状态。 挂机状态下的传送方法是终端交换机将主叫识别信息在第一次振铃和第二次振铃间隔期间送给被叫用户终端设备。 通话状态下的传送方法是指具有CD功能的用户乙已经与用户甲处在通话状态下又有第三方面用户丙呼叫用户乙时在用户乙终端设备上显示用户丙的识别信息在此状态下的CID业务必须以呼叫等待call waiting业务为前提。 2数据格式主叫识别数据格式有两种；单数据消息格式（SDMF）和复合数据消息格式（MDMF）。 前者的结构简单，可容纳的信息内容较少，如呼叫序号、呼叫建立日期和时间及主叫号码；后者的结构比较复杂，可容纳的信息长度较长，除单数据格式内容以外还可传主叫用户的姓名等。 图62单数据和复合数据消息帧格式 （1）单数据消息格式单数据消息格式由消息头和消息体组成，消息头由消息类型和消息长度组成，它们均为8bit。 消息类型的值用来识别消息的特征。 消息长度指明后面所跟的消息字的长度。 消息体包括交换机需传给终端用户的消息，消息体可容纳1255个8bit的消息字。 每个字用8bit不带校验位的8位编码字符集表示。 （2）复合数据消息格式与单数据格式一样，复合数据消息格式由消息体组成。 不同的是，复合数据的消息体由一个或多个小的消息（称为参数消息0组成，参数消息同样具有参数头和参数体。 参数头包括参数类型和参数长度，它们均为8bit。 参数类型值用来识别后续参数字。 参数长度指明参数体中参数字的数目。 复合数据消息格式允许不同特征产生的不同消息在同一个帧中传送。 （3）消息帧格式一个完整消息帧由信道占用信号和标志信号、数据信息和校验字组成。 信道占用信号和标志信号的目的是提示电话终端准备接收数据。 校验字是用作差错检查。 信道占用信号由一组300个连续的“0”和“1”交替的位组成，其第一个比特为“0”，最后一个比特为“1”。 在通话状态下，信道占用信号不发送。 标志信号由180个（在挂机状态下）或80个（在通话状态下）标志位（逻辑“1”）组成。 标志位；由010个逻辑“1”组成。 每个数据字之前先行一位“0”作为起始位，在最后加一位“1”作为结束位。 每个数据字的最低位先发送。 这样，实际每个字占10bit，即1XXXXXXXX0。 数据传送时，信道占用信号发送后接收标志信号。 数据信号必须连续传送，若需要，标志位应加在如下位之间a）消息类型字与消息长度字之间。 b）消息长度字与第一个参数字或消息字之间。 c）参数类型字与相应的参数长度之间。 d）参数长度字与第一个参数之间。 e）最后一个参数字与下一个参数类型字之间。 f）最后一个参数字或消息字与校验字之间。 （4）数据定义a.消息类型字消息类型字的值（16进制数表示）从00FF可定义256种不同特征的消息，见表61。 表61消息类型定义值含义数据消息类型00000100主叫号码传送信息单数据格式10000000呼叫建立复合数据格式其他备用备用b.消息长度字消息长度字为消息体中消息字的数目。 用16进制数表示，值从00FF。 c.参数类型字参数类型字的值（16进制表示）从00FF可定义256种不同特征的参数，见表62。 表62参数类型定义值含义00000001呼叫时间00000010主叫号码00000100无主叫号码00000111主叫姓名00001000无主叫姓名其它备用d.参数长度字参数长度字为参数体中参数字的数目。 用16进制数表示，值从00FF。 e.消息字和参数字单数据消息格式消息字有以下各项日期、时间（月、日、时、分）用ASCII字符表示，共8个字节；主叫号码（如果允许显示）用ASCII字符表示；如果不允许显示主叫号码，将传送字符“P”；当终端交换机无法得到主叫号码时，将传送字符“O”。 单数据消息格式消息按消息类型（如04H）、消息长度、消息字、月、日、时、分、主叫号码（“O”或“P”）顺序排列组成。 复合数据消息格式参数字有以下各项日期、时间（月、日、时、分）用ASCII字符表示，共8个字符；主叫叫码用ASCII字符表示；无主叫号码用字符“P”或“O”表示；主叫姓名用ASCII字符表示。 无主叫姓名用ASCII字符表示，用字符“P”或“O”表示。 （5）差错检查发送器按一定的算法计算出消息的校验字并附加到消息后面。 接收器在收到消息帧后重新计算出校验字并与收到的校验字相比较。 若两值相同则消息正确收到。 校验字的算法是将消息数据（即单数据格式的消息类型字，消息长度字和消息数据字；复合数据格式的消息类型字，消息长度字，所有的参数类型字，所有的参数长度字和所有的参数数据字）按256模求和取补来得到校验字。 3主叫识别信息数据传送协议在一次呼叫中若被叫用户申请了CID业务则终端交换机向该被叫用户传送主叫识别信息数据传送时序如图63所示图63主叫识别信息数据传送的时序符号时间值含义A铃流B0.51.5s第一次振铃结束与数据传送开始之间的时间间隔C2.9s传送数据的时间包括信道占用信号和标志信号D200ms数据传送结束与第二次振铃开始之间的时间隔E1s铃流B+C+D应3.6s各时段可根据具体情况定在数据传送前或过程中,如果用户摘机,则传送停止且呼叫处理正常进行。 4交换机端的物理层数据传送电参数FSK数据要求调制方式相位连续二进制移频逻辑11200Hz1%逻辑02200Hz1%载波电平标准标准600测试终端的环路入口电平为-13.51.5dBm载波纯度信号2004000Hz传输速率1200bit/s1%数据传送方式二进制异步串行方式源内阻及纵向平衡度应符合话音传达的要求。 5功能实现采用FSK调制方式的主要优点是无需载波恢复，大大降低了系统复杂度。 对幅度的非线性抗干扰能力强。 因为FSK信号为恒包络信号，其信息完全包含在信号的过零点上，所以比起AM信号，其对幅度非线性抗干扰能力要强。 调制解调易用软硬件实现，简单易懂。 其最大的缺点就是频率利用率低。 因为电话的频带范围为3003400Hz，因此利用FSK调制方式仅适用于中低速通信。 调制就是把数字信号变成适合于信道传输的正弦波。 在此利用查表法来产生正弦波。 TMS320C5402中包含一个N=256点的Q15正弦表，但是系统的DA是单极性的，因此为了提高效率自己产生一个无符号的256点正弦表。 相位i在0,2上均匀分布i=2i/N i0,N-1。 假设SinAddr为正弦表首地址，则sin(i)的地址是SinAddr+i。 调制信号可表示为x(t)=Asin(2Ft)=Asin（t）,F=F0,F1。 设Te为抽样间隔，则当t=nTe时，（nTe)=n=2FnTe=n-1+2FTen=(n-1+F)MOD2F=2FTe（由仙农定理知1/Te2F）在程序中，n以16位无符号整数Inc表示Inc=215(n/)。 例如，当n=0时，In=0；当n=时，In=215；当n=2时，In=216，超出了表示范围，变成0,这样便起到了取模的作用。 由In确定i方法为i=Inc/（216/N），其中216/N为正弦表相邻两点的相位差值，相应的I=(215F)/(216FT)。 假设绝对幅度误差为dx，则AsinF2dx Asin(