实验五程控交换系统实验

1、实验五空分交换实验(1)一、实验目的1. 掌握程控交换屮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、预习要求认真预习程控交换原理教材中的相关内容。三、实验仪器仪表1. 现代程控交换实验系统一台2. 电话机四部3. 20mhz示波器一台四、实验电路工作过程空分交换系统的核心芯片是 mt8816,用它来取代人工交换时的连接线。 mt8816的功能及管脚排列如图7-1所示，该芯片是8*16模拟开关阵列,它内 含7-128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:y3ay2 resetax3axox14x

2、15x6x7x8x9x10x11 nc123456789211121314巧"403938373635343332313029282726“vdgda*8yoncxo逑席第 m nnnnnnnnnnnnnm務ocoxscm£qo8/u5u4u3u2u1u44u43lj42u41lj40 39c 38 c 37 c 36c 35 c 34c 33c 32 c 31c 30 c 29c10111213141516仃c 4cly0ncx0x1x2x3x4x5x1x1nc畑x15x6盂x9x10x11ncnc"i.提供8x16模拟开关阵列功能2.导通电阻(vdd=12v

3、, 25°c)65 q max3.导通电阻偏差(vdd=12v , 25°c)10 q max4.模拟信号最大幅度12vpp5.开关带宽45mhz6.非线性失真().01%7.电源4.513.2v8.工艺cmos9.封装双列直插式(a)mt8816管脚排列图(b) mt8816功能方框图 图7-1 mt8816功能及管脚排列图cs片选信号输入端，高电平冇效。strobe选通脉冲输入端，为高电平时控制字地址输入芯片，在strobe t 降沿data端数据被锁存。在strobe上升沿前，地址必须进入; 定态，在strobe下降沿处，data端数据也应该进入稳定态。dat dat

4、a数据输入端，data=1,接点导通；data=0,接点断开。ayo ay2列地址码输入，对开关阵列进行列寻址。axo ax3行地址码输入，对开关阵列进行行寻址。y0 y7列输入/输出，开关阵列8路列输入或输出。x0 x15行输入/输出,开关阵列16路行输入或输出。reset复位信号输入，若为髙电平，全部开关置于截上状态。vdd正电源，电压范围为4.513.2v。vee负电源，通常接地。vss数字地。data resetaxoax1ax2ax3ayoay1ay2mt8816是cmos大规模集成电路芯片。这是一片8x16模拟交换矩阵，如图7-2所 示，图中有8条col线(l0-l7)和16条ro

5、w线(rowq-row15)形成一个模拟交换矩 阵，它们町以通过任意一个交叉点处于接通状态，直至来复 位信号为止。cpunj-以通过地址 线acol2acol0和数据线arw3arw0进行控制和选择需要接通的交叉点。acol2acolo控制col7col。相应的一条线。acol2acolo编成二进制码，经过译 码以后就可以接通交义点相应的coli； arw3arw0管row15row()屮的一条。arw3arw0是编码的，某一条arwi线为t壮制相应的rowj以接通有关的交叉点。例如 要接通l1和joz间的交叉点。这时一方面向acoloacol2送001,另一方面向arw3 送“17当送出地址

6、启动门st时，就可以将相应交叉点接通了，图中还冇一个端了叫“di7 它是片选端。当di为“1”时，全部交义点就打开了。电子接线器速度快，驱动要求低，并能h己保持。因此使用起来十分方便。电子接线器的优点是体积小，价格便宜，11串音衰耗较机电的接线器小，它的缺 点是导通电阻较机械接点大(一般儿十欧姆到一百欧姆)因此电了接线器组成的交换网络 和由机械接点组成的交换网络也是有区别的。综上所述，该电路是山7128线地址译码器，128位控制数据锁存器与8x16开关阵列组成在电路处于止常开关工作状态下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，c0l7 c0

7、l6 col5col4 c0l3 c012 coll colorowoacl2di st acl2 acl1 aclo图72 mt8816交换矩阵示意图这样数据di在st卜-降沿时刻被异步写入锁存单元，并控制所选交义点开关的若di为高电平，则相应开关导通，若di为低电平，则开关截止。其 地址译码真6-1所不：mt8816地址译码真值表ax0ax1ax2ax3ayoay1ay2connection*xayo1000000x1-y00100000x2-y01100000x3-y00010000x4-y01010000x5-y00110000x12y01110000x13-y00001000x6-y

8、01001000x7-y00101000xyo1101000x9-y00011000xio-yo1011000x11-y00111000x14-y01111000x15-y0?0i0010i0 ix0-y1411111100x15-y101!04!i1i?xq-y21111010x15-y2!?!?1 i1!丹i31111110x15-y3?ii?1ixq-y4 xi1111001x15-y4!1 i?1i計1111101x15.y50000011xoy6xii1ii111111011x15-y60i!?111 j1i师1111111x15-y7五、实验内容1. 以mt8816为例，介绍空分交

9、换芯片的工作原理及应用电路。2. 观测mt8816的空分交换功能，用甲一路呼叫乙二路，比较接续成功前后的波形。3. 掌握空分交换芯片mt8816的特性及对其编程的要求。六、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川户和被叫用户的通信流 程。下面列出本实验各信号测量点。1) 空分交换网络输入信号测量点：tp304：卬一路电话信号发送波形；tp404：甲二路电话信号发送波形；2) 语音信号传输时，有发送语音波形，不通话吋，无波形。3)

10、 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；4) 同样当有语咅信号传输时，有接收语音信号波形，否则无波形。实验五时分交换实验(2)一、实验目的1. 掌握程控交换的基本原理与实验方法。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、预习耍求认真预习程控交换原理教材中的相关内容。三、实验仪器仪表1现代程控交换实验系统一台2. 电话机四部3. 20mhz示波器一台四、实验电路工作过程1. mt8980 简介时分交换系统的核心芯片是mt8980,图8-1是mitel公司mt8980d单 片数字时 间交换器的框图及

11、管脚排列图。时间交换器的输入和输出均是8路32/30 ch pcm信 号，每路称为一个st总线(serial telecom bus)。话音存储器的容量为256*8位，对应于 256个输入逻辑信道。接续存储器的容量为25611位，对应了 256个输出信道。每个接续存 储单元的11位又分为高3位和低8位两部分o mt8980d可工作于两种模式。一种称为交换 模式，可实现任意输入信道至任意输出信道的交换。另一种消息模式，它允许交换机的控制系 统通过mt8980d的控制接口直接读任何话音存储单元或写任何接续存储单元这种模式对于 控制系统收、发信令十分方便。>t0de0o010203040506

12、07ss)dttttttttso!cossssssssvddc nnnnnnnnnmnnr 09 876543210987 43 3333333332201 2 3 45 6 7 892 门1213一ao1234567d3r4ro4dtstistististististististivdr 6 a aoz zols ols oofe ujao ojls。 kfp oils l_ls plsoz0304050607>sstststststvs$85d2 iii uon旳路翥菽算 ugu5u5 u?u;uzucunusij> 0 12345 一9 7891 11111 (iflifw1

13、3141516stststst(a) mt8980管脚排列图stiosthsti2sti3sti4sti 5sti6sti7c4i foivdd vssoder冈 a5/ dts d7zcstoaodostoosto1sto2sto3sto4sto5st06sto7(b) mt8980功能方框图图8-1mt8980功能及管脚排列图除话音和接续存储器外,mt8980d还冇一个控制寄存器。控制寄存器的访问地址是 a5=()(a4a0任意)。寄存器各位的作用如下所示：(unused)话咅存储器和接续存储器的访问由控制寄存器的低5位和a5a0共同控制: 存储器选择位c4c3=00未用01话音存储器10

14、接续存储低8位11接续存储器高3位st总线选择位c2c0=000 sto001 st010 st2111 st7笫0时隙（信道）第1时隙控制接口地址线a5a0=000000()()()()()1011111 第31吋隙因此，当控制寄存器的内容为*10110,而a5a0=010010时，访问地址为对应于sto6总线第18时隙的接续存储器的低8位。当c7=l时，电路工作于消息模式，所冇的读命令自动地从话音存储器读数据，而 所冇的写命令则自动把数据写入到接续存储器的低8位。此时c4c3不再起控制作 用。每个输出信道（或时隙）对应了接续存储器的一个单元每个单元含冇11位，如图8- 2所示。当bio=o

15、时，该单元对应的信道工作于交换模式。此时b7b5选 择输入st总 线,b4bo选择时隙。例如，当b7bo=lol 10100时，该信道输!l|sti5的第20时隙。当 bio=l时，该信道工作于消息模式，b7b0中的内容将重复地每帧（125us）输岀一次。 设置控制寄存器的c6t可使256个信道全部工作于消息模式。mt8980的所有信道均为三态输出，以便多信道并联使用，b8=1是该单元对应信道的使能位。b8=0使信道输出为高阻态。将ode端置低电平，可使所有 信道的输出呈现高阻。mt8980d还有一个辅助st总线。它的每帧256bits来自256个接续存储单元的 b9,由cst0脚输出，可用于

16、传送256个信道的信令。ds是“数据就绪”端，置高可 使控制接口读入d7d0总线上的数据。dta是“数据确认”，当低时表 示前次输入 的数据已被处理。c4i是输入时钟，频率为4.096mhz。foi是帧同步信号输入，置低后，c4i的第一个负沿启动内部0时隙。时间交换器容量的增大主要受到存储器读写速度的限制。话音存储器的读写速率 与输入信道数成正比。冃前一般存储器的读写时间约在几十几百纳秒数量级，因此 单个时间交换器的容量通常不超过1024（32路一次群信号）。当输入一次群的路数超 过单个时间交换器所能接受的限度时，必须使用多个时间交换器。不同时间交换器的 输入信号中时隙z间的交换需要通过空间交

17、换器来完成。bitnamedescriptionmessagechannelcsto bitwhen 1. th© con tents of th© correspo nding location in connection fvlemory low are output on the location s channel and stream. when 0. the contents of the corresponding location in connection fvlemory low act as an address for th© data m

18、emory and so determine th© source of the connection to the locations channel and st©目 m.this bit is output on the csto pin one channel eariy. the csto bit for stream 0 is output first.output if th© ode pin is high and bit 6 of the control register is 0. then this bit enables the enabl

19、eoutput drbrforth© location s charrnel and stream. this allots individual channels cnindivdual streams to be made high-impedanc©, allowing switching matrices to be constructed. a 1 enables the driver and a 0 disables it.figure 5 - connection memory high bitsslr&amadduss bitschan咱mdress

20、 bib 人.f6s4 i 3 i 2 i 1 i 0 ibitnamedescription7-5*stream address bits*th© number expressed in binary notation on these 3 bits is the number of the st-bus stream forth© source of th© connection. bit 7 is th© most sign rficant bit. e.gm if bit 7 is 1, bit 6 is 0 a nd bit 5 is 0, t

21、hen th© source of the connection is a channel on sth.44tchannel address bits*th© number expressed in binary notation on these 5 bits is the number of the channel which is th© sourc© of the connecticn ftho stb us stream where th© cha rrn el lies is defined by bits 7, 6 and 5.

22、). bit 4 is th© most significant bit. e.g. if bit 4 is 1, bit 3 is 0, bit 2 is 0. bit 1 is 1 and bit 0 is 1. then th© source of th© ccnnection is channel 19.|f bit 2 of th© corresponding connection high location is 1 or if bit 6 of the control register is 1. then these entire 8 b

23、its ar© output on th© channel and stream associated wth this location. othemis©. th© bits ar© used as indicated to define the source of th© connection ntiich is output on the channel and stream associated with this legation.figure 6 - connection memory low bits2. mt8980

24、工作原理串行pcm数据流以2.048mb/s速率分八路由stiosti7输入，经串/并变换，根据码流 号和信道号依次存入256x8比特数据存储器的相应单元内。控制寄存器通过接口，接受來 白微处理器的指令，并将此指令写入到接续存储器。这样，数据存储器屮各信道的数据按 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stoosto7，从而达到数字交换的日的。如果不再对控制寄存器发出命令，则电路内部维持现冇状态，刚才交换过的两时隙将 一岂处于交换过程，直至接受新命令为止。接续存储器的容量为 256x11位，分为高3位和低8位两部分，前者决定本输出吋隙的状态；后者决定本输 出时隙所对应的输入时隙。另外，