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现代交换实验指导书 一、实验系统框图用户接口用户接口信令信号产生单元信令发生器用户接口用户接口中央处理器记发器话路交换控制器数据交换键盘液晶通信口时分交换单元空分交换单元时序产生单元外线接口模拟中继接口数字中继处理单元总线总线总线数字中继接口总线总线 二、系统结构说明硬件主要分为以下几个部分 1、用户接口该设计中采用的四路模拟用户接口； 2、外线接口作为用户交换机和局用交换机相连； 3、电源输入模块产生整个实验箱所需要的各种电压的工作电源； 4、中央处理器由MSC-51系列的单片机实现，主要实现人机界面的管理； 5、记发器由MSC-51系列的单片机实现，实现信令的管理； 6、话路交换控制器由MSC-51系列的单片机实现，完成对时分交换单元和空分交换单元的控制； 7、空分交换单元实现模拟话路的交换； 8、时分交换单元实现数字话路的交换； 9、来电显示单元实现DTMF主叫识别的接收和发送； 10、信令信号产生单元产生信令音和程控实验系统的工作时钟； 11、数字处理单元完成数字中继协议处理、帧同步码的插入和提取、位时钟的提取。 三、用户接口接口是交换机中唯一与外界发生物理连接的部分，为了保证交换机内部信号的传递与处理的一致性，任何外界系统原则上都必须通过接口与交换机内部发生关系。 下面讲述的是模拟用户接口，它完成了BORSCHT功能。 模拟用户接口使用的接口芯片是AM79R70，以及运放电路和PCM编解码芯片W681512。 甲方一路和甲方二路合用一个DTMF解码芯片MT8870，乙方一路和乙方二路合用另外一个MT8870，作为拨号识别芯片。 模拟用户接口的硬件框图如下AM79R70放大电路放大电路PCM编解码W681512S1S4DC4C1ENB开关TIPRING振铃摘机去时分交换单元去空分交换单元记发信令CIDDTMF解码MT8870本实验箱共有四路用户接口，分别是甲方一路、甲方二路、乙方一路、乙方二路，每路的用户接口电路相同。 下面以甲方一路为例，给出该用户信号传输框图。 图中的芯片标号具体含义，可参见下文U301AM79R70（用户接口芯片），U303A/BTL082(运放)U305模拟选择开发 四、外线接口这部分框图如下外线接口桥电路桥电路二四转换振铃检测记发器交换网络外线铃流经过桥电路后产生振铃信号，提供给记发器单元。 记发器通过检测该信号获知是否有外线打入。 外线话音信号经过桥电路后，由二四转换电路转换为模拟话音输入信号，经过放大以后接入到程控交换网络。 这部分具体电路参见原理图，这里简要介绍一下功能的实现电路模拟摘机通过两个三极管实现，当PICKUP为高电平时，BG703导通，外线电路接入到内部电路。 同时，由于内部电路的阻抗低，线路上电流增大，此时交换机会接通话路。 外线电路就入到内部电路后，被分为话音输入和话音输出两个部分。 话音输入部分是指送给用户的话音。 话音输入信号通过一个运算放大器后接入到内部交换网络的RI部分。 话音输出部分是指用户送往外线交换网的话音信号。 话音输出信号内部交换网的TI信号，该信号通过两级放大接入到外线交换网，其中BG701，BG702构成了一个复合达林顿管。 达林顿管特点是等效电流大，放大系数高，而且等效输入阻抗亦很高。 由于外线话音为模拟信号，只能进入空分交换网络进行话路的交换。 拨打外线时交换方式自动调变到空分交换状态。 五、中央处理器这部分框图如下MSC-51液晶键盘串口CPLD和记发器、交换控制器数据交换交换方式指示灯中央处理器由MSC-51系列的单片机实现，主要实现的功能如下 1、管理人机界面，主要是键盘和液晶，以及交换方式指示灯； 2、串口通信实现后台管理软件的数据交换； 3、参数设置和系统管理可以修改参数从而改变系统的运行，同时管理记发器和话路交换控制器的工作。 中央处理器、记发器、话路交换控制器之间的数据交换通过CPLD实现。 六、记发器MSC-51串口CPLD数据交换用户/外线接口指示拨号DTMF译码选择MT8870MT8870MT8888地址译码。 记发信令产生记发信令选择去用户模块片选监控信令这部分框图如上图所示记发器由MSC-51系列的单片机实现，实现以下功能 1、信令管理记发器从CPLD中读入监控信令，经过判断和处理后产生相应的记发信令，再由CPLD输出到相应的用户单元； 2、收号记发器通过读MT8870收取用户的拨号； 3、CID功能记发器通过读写MT8888实现DTMF的收与发。 MT8870和MT8888的片选都由CPLD产生； 4、DTMF拨号话路选择由于是两路用户接口共用一个MT8870解码，所以记发器必须选择哪一路DTMF信号送入MT8870； 5、串口通信实现空分中继通话的信令传输； 6、用户/外线接口指示。 七、话路交换控制器这部分框图如下MSC-51CPLD数据交换时分交换单元MT8980SRAM地址译码片选空分交换单元MT8816话路交换控制器由MSC-51系列的单片机实现，完成以下功能 1、完成对时分交换模块和空分交换模块的控制； 2、接收中央处理器的二次开发程序下载指令，并实现二次开发程序的片外运行。 八、空分交换单元空分交换由MT8816实现。 MT8816是一款模拟开关矩阵芯片。 各用户接口的话音输入信号（VR）和输出信号（VT）接入到MT8816的相应输入和输出端口。 MT8816在话路交换控制器的控制下，选择将哪两个模拟话路连接，实现话路的的交换。 拨打外线必须使用空分交换方式。 九、时分交换单元这部分框图如下PCM编解码W681512CPLD4.096MHzPCM编解码W681512PCM编解码W681512PCM编解码W681512时分交换单元MT8980DXADXBDXCDXDDRADRBDRCDRDC 2048、F8R、F8TC 2048、F8R、F8T1VT1VR2VT2VR3VT3VR4VT4VR话路控制器接口时分交换单元实际上就是一个T接线器，这部分核心器件是MT8980。 W681512是一款A-law的PCM编解码的芯片。 编码时，将输入的话音信号VT转换位PCM信号输出（DX），解码时，将输入的PCM信号（DR）转换为话音信号输出VR。 在进行PCM编解码需要的时钟同步信号，帧同步信号由CPLD产生。 所有的PCM信号都接入MT8980，MT8980执行话路交换控制器发出的指令，完成时隙的交换。 MT8980所需的时钟信号，也由CPLD产生。 十、来电显示单元这部分电路框图如下DTMF编解码MT8888外线接口桥电路放大放大S1S4DC4C1ENB开关用户接口用户接口记发器这部分电路的功能是实现DTMF CID，包括CID的发送和接收。 DTMF的编码和解码是用一块芯片MT8888来实现。 接收的CID信号外线，通过桥电路整流以后的馈线信号，经过滤波，放大以后送到MT8888的解码单元。 MT8888接收到正确的DTMF信号以后，给记发器发一个中断信号，记发器收到中断信号以后，通过读取MT8888的相关寄存器得到CID信息。 当记发器需要发送CID时，它通过写MT8888相关寄存器，命令MT8888发出对应的DTMF波形。 该波形经过放大以后，通过多路模拟开关选择送到各用户接口。 由于本系统采用单片MT8888设计，所以同时只能有一路送CID，DTMF波形的输出选择就通过记发器控制开关实现。 关于DTMF的CID的通信协议这里不作描述，这部分内容可以参阅相关文档。 十一、信令信号产生单元CPLD作为系统的一个控制和传输核心部件，承担着以下工作 1、各处理器之间的数据交换； 2、地址译码和片选产生； 3、各种信令音(拨号音、忙音、应答音和铃流等等)的产生和输出控制； 4、时分交换所需各种同步信号的产生。 CPLD和其他各部分的接口在上面各部分的框图中已经得到体现，这里就不再给出电路部分的框图。 下面给出的是CPLD的内部结构框图U101接口U102接口U103接口信令和同步信号产生B uf fe rCL KRS T各部分功能如下 1、CPU接口这部分实现与各个CPU的异步读写接口、地址译码以及相关控制端口的输出。 这些控制端口包括记发信令的选择、运行状态指示等等； 2、Buffer模块各个CPU之间的数据交换通过Buffer来实现； 3、信令音和同步信号的产生该模块产生信令音和用于时分交换所需各种同步信号。 十二、系统测试点说明 1、人工交换单元TP 305、TP 405、TP 505、TP605甲方一路、甲方二路、乙方一路、乙方二路模拟话音接收端；TP 304、TP 404、TP 504、TP604甲方一路、甲方二路、乙方一路、乙方二路四线接口发送端。 2、来电显示电路TP901外线DTMF来电显示信号输入端；TP902当MT8888C检测到有效的DTMF信号输入时，MT8888C产生的中断信号；TP903甲方一路DTMF来电显示信号发送端；TP904甲方二路DTMF来电显示信号发送端；TP905乙方一路DTMF来电显示信号发送端；TP906乙方二路DTMF来电显示信号发送端；GND地线测试脚。 3、外线电路TP 701、TP702外线二线模拟话音测试点；TP703模拟摘挂机电平指示，此测试点为高电平时处于模拟摘机状态、此测试点为低电平时处于模拟挂机状态；TP704模拟话音发送端；TP705模拟话音接收端。 4、信令信号产生单元TP02时分交换芯片帧同步时钟；TP03TP3067帧同步时钟；TP04回铃音信号；TP05铃流控制信号；TP06拨号音信号；TP07忙音信号；TP08PCM编译码位时钟；GND接地信号。 5、模拟电话接口模块TP 301、TP 302、TP 401、TP 402、TP 501、TP 502、TP 601、TP602四路电话模拟二线接口；TP 303、TP 403、TP 503、TP603四路电话的摘挂机状态测试点；TP 306、TP 406、TP 506、TP606四路电话四线接口接收端测试点；TP 307、TP 407、TP 507、TP607四路电话的PCM编码输出测试点；TP 308、TP 408、TP 508、TP608四路电话的PCM译码输入测试点；TP 309、TP509DTMF译码有效状态测试点。 话机号码设置分别为甲方一路8700，甲方二路8701，乙方一路8600，乙方二路8601。 6、数字中继接口TP801本地位时钟测试点；TP802本地帧同步测试点；TP803位时钟提取测试点；TP804帧同步提取测试点；TP805中继接收HDB3正极性信号；TP806中继接收HDB3负极性信号；TP807中继发送HDB3正极性信号；TP808中继发送HDB3负极性信号；TP809数字中继处理器ST总线发送端；TP810数字中继处理器ST总线接收端；TP811插入帧同步和信令的ST总线接收测试点；TP812HDB3三极性码输出测试点；TP813HDB3三极性码输入测试点。 第一章程控交换系统模块实验实验一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、实验内容 1、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； 2、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； 3、各测量点说明如下TP04回铃音信号TP05铃流控制信号TP06拨号音信号TP07忙音信号 三、实验仪器 1、LTE-CK-02E程控交换实验箱一台； 2、电话机两台； 3、数字示波器一台。 四、实验原理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，必须首先向交换机提供一个信号，能让交换机识别并准备好有关设备，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，还需要交换机向用户传送信号，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（或者450Hz）的交流信号（本实验箱采用500Hz交流信号）。 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；催挂音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，以1秒送，4秒断的5秒断续方式发送。 拨号音由U201（EPM3256）产生，频率为500Hz，幅度在2V左右。 测量点为TP06；回铃音由U201（EPM3256）产生，为1秒通、4秒断的重复周期为5秒的信号。 测量为TP04；忙音由U201（EPM3256）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TP07；铃流控制信号是由U201（EPM3256）产生的25Hz方波经RC积分电路后形成。 铃流信号送入AM79R70后，需要向用户振铃时通过AM79R70的功率提升，向用户送出铃流，完成振铃，它的测量点为TP05。 图2-1为它们各测量点工作波形图，依次为回铃控制信号、拨号音信号、铃流信号、忙音信号。 图2-1各测量点工作波形图 五、实验步骤 1、接好实验箱电源线，打开实验箱电源开关，准备好电话机开始做实验； 2、用示波器观察各种信令信号输出波形TP04回铃音信号。 示波器设置交流耦合，探头衰减设为10；TP05铃流控制信号。 示波器设置交流耦合，探头衰减设为10；TP06拨号音信号。 示波器设置交流耦合，探头衰减设为10；TP07忙音信号。 示波器设置交流耦合，探头衰减设为10。 3、将两部话机分别接在J301甲方一路和J501乙方一路上，通过键盘在液晶屏上选择空分交换方式或时分交换方式； 4、甲方一路呼叫乙方一路，用示波器观察TP306的波形。 示波器设置交流耦合，探头衰减设为10； 5、实验结束关掉电源，实验数据，完成实验报告。 六、实验注意事项 1、此项实验必须要由两人合作完成； 2、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，防止损坏仪器。 七、实验报告要求 1、认真画出实验过程各测量点波形，并进行分析； 2、画出电路组成框图； 3、对在实验过程中遇到的其它情况作出记录，并进行分析； 4、画出主、被叫用户各种信号音顺序输出的程序流程框图。 测试点波形TP04回铃音信号TP05铃流控制信号TP06拨号音信号TP07忙音信号FSXBCLKXDX编译码8KHz帧同步信号输入编译码2.048MHz主时钟输入编译码PCM数字信号输出DR译码PCM数字信号输入TP07TP801TP02TP802TP307TP308实验二话路PCM编译码 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TP3067的电路组成和使用方法；（可参考附件） 3、观测TP3067各测量点的工作波形。 二、实验内容 1、测量、观察并分析PCM编译码电路各测量点的波形； 2、熟悉并掌握PCM编译码电路的工作原理。 三、实验仪器 1、LTE-CK-02E程控交换实验箱一台； 2、电话机两台； 3、数字示波器一台。 四、实验原理由于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4-1就是甲方一路的PCM编译码电原理框图。 图4-2就是甲方一路PCM编译码数字信号波形图图4-1甲方一路PCM编译码方框图图4-2甲方一路PCM编译码数字信号波形图 五、实验步骤 1、接好实验箱电源线，打开实验箱电源开关，在甲方一路和乙方一路处分别接上电话机； 2、在键盘上按“开始”键，进入主菜单，然后通过按上、下方向键选择交换方式子菜单，在按确认进入交换方式菜单，选择时分交换，此时时分交换工作指示灯亮起； 3、将甲方一路与乙方一路按正常呼叫接通，建立正常通话后，通过话机输入话音信号或双音多频信号。 在时分交换方式下对甲一路、乙一路各收发测量点（TP 304、TP 305、TP 504、TP505）进行观察测量； 4、测量并分析PCM编译码电路各测量点的波形，各测量点波形说明如下TP304甲方一路PCM模拟话音信号输入；TP305甲方一路PCM模拟话音信号输出；TP307甲方一路PCM数字信号输出；TP308甲方一路PCM数字信号输入。 TP 307、308测试推荐设置交流耦合，探头衰减设为10；用TP02做触发源，观测TP307，TP308。 5、实验结束关闭电源开关，实验数据完成实验报告。 六、实验注意事项 1、在进行PCM实验时，对TP3067芯片要特别小心谨慎操作，+5V、-5V电源必须同时加入，以保证该芯片有接地回路，否则，该芯片特别容易损坏。 本实验系统已解决了+5V与-5V同时供电问题； 2、观测各测量点波形时，示波器探头不能乱碰到其它测量点； 3、有一点需注意，PCM编译码电路中，在没有外加信号输入时，PCM编码电路还是有输出的，此时该芯片对输入随机噪声进行编译码，一旦有信号输入，它会立即对输入信号进行编码。 七、实验报告 1、画出各测量点的波形，并注明它是在何种状态下测试到的波形。 2、写出对实验电路的改进措施，有何体会。 TP307TP308波形第二章数字时分交换实验实验一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、实验内容 1、以MT8980为例，介绍时分交换芯片的工作原理及应用电路； 2、观测MT8980的时分交换功能，用甲方一路呼叫乙方二路，比较接续成功前后观测TP307和TP308的波形，推荐设置交流耦合，电压因子设为2V，时基设为2.5uS。 探头衰减设为10； 3、掌握数字时分交换芯片MT8980的特性及对其编程的要求。 三、实验仪器 1、LTE-CK-02E程控交换实验箱一台； 2、电话机两部； 3、数字示波器一台。 四、实验原理电路框图见图14-1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，信号音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。 图14-1交换网络组成方框图 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。 2、MT8980工作原理MT8980的功能框图如图14-2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二。 程控交换实验箱MT8980连接电路图见附录三图14-2MT8980的功能框图 五、实验步骤 1、实验之前阅读MT8980文档，熟悉MT8980的使用和编程（参见附录1），并在参考附录2和附录4的基础上，编程实现将中继输入（STI3）的4个话路数据(TS1TS4）分别搬移至到中继输出STO1的时隙TS1TS4上，即STI3(TS1)搬至STO1(TS1)，STI3(TS4)搬至STO1(TS4)，以此类推。 2、打开实验箱电源，电话机接“甲方一路”和“乙方二路”； 3、在薄膜键盘上把交换方式设置为“时分交换”方式，用“甲方一路”呼叫“乙方二路”； 4、用示波器观察TP307和TP308的波形（注用TP02作触发观察TP307和TP308的波形）TP307甲方一路的PCM编码输出测试点，示波器设置交流耦合，探头衰减设为10；TP308甲方一路的PCM译码输出测试点，示波器设置交流耦合，探头衰减设为10； 5、比较接续成功前后TP307和TP308的波形有什么不同，并加以分析； 6、实验结束关闭电源，实验数据完成实验报告。 六、实验报告1.给出程序流程图和代码；2.简单画出接续成功前后TP307和TP308的波形。 TP307TP308接续前波形接续后波形第三章数字中继接口实验实验一帧同步插入与提取 一、实验目的 1、了解数字时分中继接口工作原理； 2、了解数字中继接口的结构组成； 3、了解帧同步的插入和提取原理。 二、实验内容 1、帧同步的插入； 2、帧同步的提取； 3、码型观察。 三、实验仪器 1、LTE-CK-02E程控交换实验箱二台； 2、数字示波器一台。 四、实验工作原理数字中继接口单元是数字程控交换机局间或与数字传输设备、数字终端之间连接的接口单元。 它提供标准的E1接口。 数字中继接口电路应具有“GAZPACHO”功能。 在输入和输出两侧实现线路码型的转换、同步时钟的提取等功能。 “GAZPACHO”功能简述如下G帧同步码（Generation offrame Code）产生要求在PCM码流中的偶帧TS0。 第2位至第8位码插入同步码0011011；在奇帧TS0第2位插入固定的“1”。 由接收端识别建立帧同步。 A帧调整（Alignment offrame）由于从各条数字中继进入交换网的数字复用码流帧定位信号TS0，常常与本机的帧定位信号不同步。 因此要求接口电路对输入码流能进行帧调整，使其与本机帧定位信号同步。 一般采用弹缓的方法，使码流延时最大不超过125us，如超过125us则指示丢帧；如小于0时，指示滑帧（重帧）。 Z连0抑制（Zerostring Suppresion）PCM码流中不允许出现多个连“0”,防止传输出错，因此交换机内部的NRZ（非归0）码在送到中继传输时必须进行传输码型变换（由NRZ变为HDB3码）。 接收时，必须将HDB3还原成NRZ码。 P极性变换（Polar Conversion）PCM码在数字中继线路中要求传输波型不含直流成分，所以在线路上传递的波形必须是正/负交替的双极性码，占空比11。 A告警处理（Alarm Process）PCM传输过程中告警除通知本端外还必须告知对端在PCM偶帧的TS0第3位置“1”，告警恢复后重置为“0”。 所以接口电路对告警处理具有误码检测、帧同步检测、复帧同步检测、滑帧检测、统计、对端告警检测、告警插入/恢复等各部分功能。 C时钟恢复（Clock Recovery）中继接口电路应能从PCM输入码流中提取外时钟，以获得同步信号。 H帧同步建立搜索（Hunting DuringReframe）当电路连续多次收到帧失步信号时，必须重新搜寻同步码即偶帧TS0第28位 （0011011）和奇帧TS0第2位“1”码，如发现连续两次是同步则进入同步状态。 O局信号插入/提取（Office Signeling）数字中继不论用作随路还是共路在传输码流中均应具有局信号的插入/提取功能。 以上的“GAZPACHO”功能在目前大规模数字中继集成电路中实现，在本系统中，所有的功能均由数字中继处理器完成。 在本实验系统中，为了能在示波器上稳定的观察到帧同步码和信令码的插入和提取，数字中继中的所有帧的第0时隙(TS0)全部插入了帧同步码、第16时隙(TS16)全部插入了信令码。 数字中继接口单元主要包括3部分E1接口部分，主要接入PCM码流和内部码流输出；码速变换部分；控制部分，主要包括CPU、存储器、时钟、驱动电路等。 数字中继接口还需要完成以下功能线路信号码型接取发送及变换将输入的码或AMI码型变成内部的NRZ码（非归零码）进入交换网络。 同时在发送时将内部的NRZ码变换成HDB3码或AMI码送到传输线路上。 帧同步的提取，即从输入PCM码流中识别和提取外基准时钟送到同步定时电路，作为本端的帧同步参数时钟确保与来话局同步。 信令的插入和提取通过TS16识别和信令插入/提取，实现信令的收/发。 检测告警检测传输质量，如误码率、滑码计次、帧失步、复帧失步、中继信号丢失等；并能将检测到的故障信号及随路断开告警信号通知维护设备，进行人工干予处理。 下面给出了数字中继处理器内部结构框图。 与数字中继相关的测试点在本书第7页有描述。 五、实验步骤 1、接通实验箱电源； 2、将实验箱用数字中继线（同轴电缆）连接起来。 实验箱1Q801Q802实验箱2Q801Q 8023、实验箱1上的SW801拨码开关设置帧同步码为1110010，注意帧同步码为7位（拨码开关SW801上的数位1为无效位,数位2为高位，数位8为低位）。 4、同步骤3将实验箱2的帧同步码也设置为1110010。 注意操作过程中指示灯LED 801、LED802的变化。 5、观察实验箱1和实验箱2DP801指示的提取的帧同步码的值是否和插入的帧同步码值一样。 6、用数字示波器观测实验箱1的TP810，TP811看帧同步插入前后的波形区别。 （用TP802作触发测TP810，TP811波形。 ） 7、用数字示波器观测实验箱2的TP809提取的帧同步码的波形与实验箱1的TP811波形是否相同。 8、实验结束关闭电源。 六、思考题 1、断开中继线如果把帧同步码设置成0000000，会出现什么样的现象。 2、如果把实验箱1的帧同步码设置成1111101，把实验箱2的帧同步码设置成1111011或者1110111，会产生什么样的结果？并分析原因。 实验二信令插入与提取 一、实验目的 1、了解数字时分中继接口工作原理； 2、了解数字中继接口的结构组成； 3、了解信令的插入和提取原理。 二、实验内容 1、信令的插入； 2、信令的提取； 3、码型观察。 三、实验仪器 1、LTE-CK-02E程控交换实验箱二台； 2、数字示波器一台。 四、实验原理在本实验中，为了清楚的看到信令的插入和提取过程，本实验箱上的信令源有2个一个记发器，为了便于描述我们称这个信令为程控信令，在实际的中继出局呼叫时，数字中继处理器将自动选择程控信令源。 另一个信令源为固定信令源，设置此信令源的目的主要是在此实验中在示波器上得到稳定的显示，以方便读取数据。 五、实验步骤 1、打开实验箱电源； 2、按下图所示将实验箱连接好实验箱1Q801Q802实验箱2Q801Q 8023、薄膜键盘按开始键，然后通过上下键选择信令选择菜单项，按确认键，进入信令选择菜单。 如图所示 4、通过上下键使信令选择菜单指向固定信令选项，按确认键选择固定信令，此时固定信令指示灯LED802点亮，表示数字中继信令处理器进行信令插入，选择SW802插入的信令作为信令源；（注两台实验箱都选择固定信令） 5、将2台实验箱的帧同步码设置为1110010（拨码开关on状态表示数据1），此时误码告警灯LED802和帧失步告警灯LED801应该熄灭，表示2台实验箱已经处于时钟同步状态。 6、通过实验箱1的拨码开关SW802设置任意一个数据，此数据在实验箱2上的DP802上将显示实验箱1上SW802所表示的数据（光条亮代表 1、灭代表0）。 同时实验箱1上的DP802光条将显示实验箱2上SW802所表示的数据。 7、用数字示波器分别观察实验箱1和2的TP 811、TP 810、TP809上第16时隙的数据，看看有何变化和区别； 8、实验结束关闭电源，实验数据完成实验报告。 六、实验报告 1、观察码型变化，描述信令的插入与提取过程； 2、观察测试点TP 810、TP811上第16时隙的数据，画出波形。 七、思考题 1、断开中继线如果把帧同步码设置成0000000，按实验步骤设置固定信令数据，会出现什么样的现象。 2、如果把实验箱1的帧同步码设置成1111101，把实验箱2的帧同步码设置成1111011或者1110111，按上述实验步骤设置固定信令数据，会产生什么样的结果？并分析原因。 附录一数字交换网络芯片MT8980介绍 一、简要说明该器件是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。 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。 电路的基本特性为 (1)输入信通容量为8线32路。 输出信道容量为8线32路。 (2)信道数据率64kbs。 提供256路无阻塞数字交换。 具有微处理器控制接口。 (3)电源+5V (4)功耗30mW (5)工艺CMOS (6)封装40引线双列直插 二、引出端符号说明DTA一一一数据应答信号输出FS一一帧同步脉冲输入VSS负电源(地)CP一一时钟输入VDD正电源DS数据选通ODE输出驱动允许RW一读写控制信号CBO控制总线输出CS一一片选信号A0A5地址输入D0D7控制数据输入输出STI0STI7串行PCM码流输入STO0STO7串行PCM码流输出 三、引出端功能说明CP一一时钟输入，频率为4096MHz，串行码流由此时钟的下降沿定位。 FS一一帧同步脉冲输入，它作为2048Mbs码流的同步信号，低电平使内部计数器在CP一一下次负跳变时复位。 CS一一片选信号输入，低电平有效。 DS微处理器接口时数据输入选通信号，高电平有效。 VDD正电源。 VSS负电源，通常为地。 RW一微处理器接口时读、写控制信号，若输入高电平，为读出；若输入低电平，则为写入。 DTA一一一数据应答信号输出(开漏输出)，它为微处理器接口时数据证实信号，若此端下拉至低电平，电路处理完数据，通常DTA一一一经909(W4)接+5V。 ODE输出驱动允许。 若该输入保持高电平，则STO0STO7输出驱动器正常工作；若为低电平，则STO0STO7呈高阻。 但是如果利用软件控制方式，即使ODE为高电平，也可以置STO0STO7进入高阻态。 CBO控制总线输出。 每帧由256比特组成，每码元为接续存储器高位256个存储单元第1位的值。 第0码流相应的码元先输出。 A0A5微处理器接口时地址信号输入。 D0D7微处理器接口时双向数据输入输出(三态)。 STI0STI78路串行输入的PCM基群(32信道)码流，速率为2048Mbs。 STO0ST078路三态串行输出的PCM基群码流，速率为2048Mbs。 四、电路的基本原理电路由串-并变换器、数据存储器(话音存储器DM)、帧计数器、控制寄存器、控制接口单元、接续存储器（CM）、输出复用器与并-串变换器等部分构成。 串行PCM数据流以2048Mbs速率(共32个64kbs，8比特数字时隙)分八路由STI0STI7输入，经串-并变换，根据码流号和信道(时隙)号依次存入2568比特数据存储器的相应单元内。 控制寄存器通过控制接口，接受微处理器的指令，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2048Mbs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模式(messagemode)，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。 在对芯片控制详细说明之前，仔细说明一下，该芯片话音存储器和接续存储器的结构。 MT8980的话音存储器DM有832个存储单元,各存储单元与相应STI输入总线上的相应信道形成一一对应的关系。 其中单元031对应于STI0的TS0TS31，单元3263对应于STI1的TS0TS31，单元6495对应于STI2的TS0TS31，依次类推。 对应于每个话音存储单元，接续存储器CM也有256个存储单元,每个存储单元被分成高位字节（CMH）和低位字节（CML）两部分，与相应STO输出总线上的相应信道形成一一对应关系。 其中单元031对应于STO0的TS0TS31,单元3263对应STO1的TS0TS31，依此类推。 处理机可通过MT8980上的D7D0，直接向接续存储器CM写入数据来控制时隙交换。 话音存储器DM和接续存储器CM这两种存储器的存储单元地址都由高、低两部分构成。 由前面的介绍可知话音储存器（或接续存储器）的某一单元可由某一输入（或输出）总线的某一时隙唯一确定。 存储单元地址的高字节部分控制寄存器CR，CR内的bit2bit0确定了2址时，直接向控制接口D7D0写入数据得以确定。 存储单元地址的低字节部分直接地址线A5A0（它的内容确定了总线中2所示。 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。 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 (一)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选择时隙号，以保证对各时隙进行控制，如下面表1寻址表所示。 表1寻址表38条输入（输出）总线中的某一输入（或输出）的总线。 这部分在处理机进行寻532个时隙的某一时隙。 ）,寻址影射关系如表1A5A4A3A2A1A0地址（十六进制）寻址位置0X X XXX001F控制寄存器11100100100100101120213F信道0信道1信道31 (二)控制寄存器格式其中b7分离方式选择位。 当b71时，无论b 3、b4是什么状态，所有读操作均读自数据存储器；所有写操作均写至接续存储器低8位。 b6输出方式选择位。 当b61，ODE1时，为消息方式；当b60，为交换方式。 b5不用。 b 4、b3存储器选择位。 00测试芯片时用，通常不能设成此状态。 01选择数据存储器。 10选择接续存储器低8位。 11选择接续存储器高8位。 b2b0码流地址位（即ST总线选择位），八种状态分别对应该芯片的八路输入65432710模式选择位存储器选择位码流地址位不用或八路输出。 在此以接续存储器为例，b2b0=000:选择后续操作针对码流STO0对应的