交换原理课设09级通信Word文件下载.docx

交换原理课设09级通信Word文件下载.docx

《交换原理课设09级通信Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交换原理课设09级通信Word文件下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

3.2空分交换芯片MT881610

3.2.1MT8816内部结构10

3.2.2MT8816引脚功能说明10

3.3MT8816的工作原理12

3.4单片机AT89C5113

3.4.1AT89C51的管脚及各功能14

第四章汇编程序及步骤17

4.1具体程序如下17

4.2结果分析19

参考文献20

课设总结21

前言

通信技术的发展为人类文明和社会的进步带来了翻天覆地的变化，当前人类已步入信息化时代，通信设施、通信网络和信息共享已成为日常必需品。

在通信网络中，交换设备是一个很重要的设施，起着信息立交桥的作用。

交换技术经历了电路交换、报文交换、分组交换、到ATM交换的发展历程。

直到现在交换技术和多种领域相结合的共同发展。

交换技术是人类进入信息社会必不可少的技术,交换技术还将随着应用和技术的进步而不断发展。

第1级T接线器：

负责输入母线的时隙交换。

S接线器：

负责母线之间的空间交换。

第2级T接线器：

负责输出母线的时隙交换。

本次课程设计是在现代交换原理的基础上利用时分交换芯片MT8980及空分交换芯片MT8816构成TST交换网络。

其中，输入级T型接线器为顺序写入、控制读出，中间级S型接线器为输入控制方式也可以是输出控制工作方式，输出级T型接线器工作方式为控制写入、顺序读出。

第一章基本原理

1.1　数字交换的基本概念

最简单的数字交换方法就是给要求通话的两个用户之间分配一个公共时隙。

两个用户的模拟话音信号经过数字化以后都进入这一特定的公共时隙。

这就是动态分配时隙的方法。

数字交换机的基本任务就是通过数字交换来实现任意两个用户之间的语音交换，即要在两个用户之间建立一条语音通路。

因为数字交换的特点是单向的，要完成双向通话，就必须建立两个通路，即四线交换。

数字交换就是通过数字交换网，实现不同PCM链接的各个时隙间的数字信息交换，即时隙交换。

时隙交换就是采用空间交换时间的方法来满足要求。

在不同的PCM复用线之间进行同一时隙交换，这由S接线器完成。

如图所示：

A用户的a信息交换到了B用户所在的PCM2复用线上，而B用户的b信息交换到了A用户所在复用线PCM1上。

其示意图如图1.1所示。

图1.1PCM复用线上的交换示意图

1.2　交换单元

交换单元是构成交换网络的最基本部件，用若干个交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式构成交换网络。

当信号到达交换单元的某条入线需要交换时，会出现两种情况：

一是信号为同步时分复用信号，信号只携带用户有用信息，没有指定出线地址。

二是信号为统计复用信号，信号中不仅携带有用户信息，还有出线地址。

交换单元的基本功能是通过交换单元连接入线和出线的“内部通道”完成的。

1.3时分交换系统

随着社会经济的发展，人类交往活动范围的不断扩大，人们迫切需要交往中的各种信息，而交换编码技术则达到各种话机交换的有效手段，随着科学技术的不断发展，特别是时分交换编码技术的发展和成熟，使交换技术取得了极大的进展。

时分交换是通过至少包含一个时隙转换的时分复用信号的交换。

时分交换为若干互不重叠的时隙，由不同的时隙建立不同的子信道，通过时隙交换的时隙搬移，从而实现入线和出线间话音交换的一种交换方式。

时分交换的关键在于时隙位置的交换，而此交换是由主叫拨号所控制的。

为了实现时隙交换，必须设置话音存储器。

在抽样周期内有n个时隙分别存入n个存储器单元中，输入按时隙顺序存入。

若输出端是按特定的次序读出，这就可以改变了时隙的次序，实现时隙交换。

时分交换是把时间划分为若干互不重叠的时隙，由不同的时隙建立不同的子信道，通过时隙交换网络完成话音的时隙搬移，从而实现入线和出线间话音交换的一种交换方式。

1.4空分交换

空分交换是入线在空间位置上选择出线并建立连接的交换。

空分交换基本原理可归纳为以n条入线通过以nxm接点矩阵选择到m条出线或某一指定出线，但接点同一时间只能为一次呼叫利用，直到通信结束才释放。

　这是指在交换过程中的入线是通过在空间的位置来选择出线，并建立接续。

通信结束后，随即拆除。

比如，人工交换机上塞绳的一端连着入线塞孔，由话务员按主叫要求把塞绳的另一端连接被叫的出线塞孔，这就是最形象的空分交换方式。

此外，机电式（电磁机械或继电器式）、步进制、纵横制、半电子、程控模拟用户交换机、以至宽带交换机都可以利用空分交换原理实现交换的要求。

第二章TST网络

2.1TST网络结构简要图

TST网络结构图如图2.1所示：

图2.1TST网络结构图

大型的数字交换网络普遍采用TST（时分-空分-时分）三级结构，它由两个T级和一个S级组成，如上图所示；

因为采用两个T级，可充分利用时分接线器成本低和无阻塞的特点，并利用S级扩大容量，使他具有成本低，阻塞率小和路由寻找简单等特点。

这种数字交换网引入了空分级S，改善了话务的疏散功能，并通过扩大S级的输入母线和输出母线，将多个时分接线器连接起来，大幅度提高了交换网的容量。

图中S级之前的称为前T级，S级之后的称为后T级。

这里S级的容量为8X8，即有8组输入母线和8组输出母线，分别可接8个前T级和8个后T级。

这个TST网络的容量为：

时分交换器芯片MT8980的容量为8X32=256个时隙。

可接入8端PCM一次群，由于8个前T和8个后T，因而总交换的容量为8X256=2048时隙（话路），可接入8X8=64端PCM一次群，又因为每端PCM可占用的时隙数为30，且数字交换网为单向传输，每一对通话占用两个时隙，故可同时接通的通话数为：

64*30/2=960，即最多可接通1920路用户通话。

前T级采用控制写入，顺序读出，后T级采用顺序写入，控制读出，S级采用输出端控制，对入线进行选择。

2.2　TST交换网络

图2.2TST交换网络图

在实际应用中，用户A所在的同一组T级网络中前T级和后T级使用同一个控制存储器来控制，但两者最高位是倒相关系，同样的方法，用户B所属的T级网络也是采用的同一个控制存储器来控制，只需要将最高位反相后送给后T级。

这样在电路上大大的简化了控制电路的复杂程度。

介于TST网络的三级结构，整个系统的电路中必须包含三级交换电路，T级采用时分交换芯片MT8980来实现，S级采用空分交换芯片MT8816来实现。

第三章各模块功能及工作原理分析

3.1MT8980引脚功能

图3.1MT8980引脚图

输入端口：

PCM0-PCM7

输出端口：

处理机控制接口：

A0~A5,D0~D7,-CS,R/W,DTA等

D0-D7：

8位双向数据总线，处理机与芯片互通信息使用；

A0~A5：

6位地址总线，用于处理机对芯片内各部件寻址，传送寻址用的地址码。

控制寄存器是一个8位的寄存器。

其内容是由处理机写入，用以指定工作模式、操作对象和输入/输出的PCM总线号码。

MT8980有两种工作模式：

交换模式和消息模式。

靠软件设置确定使用两种工作模式中的哪一种。

在交换模式下，MY8980实际上就是一个完整的单级T接线器；

在消息模式下接续存储器低8位的内容可作为数据直接输出到该存储单元对应的输出母线上的对应时隙中去。

微处理器可通过控制接口寄存器读取数据存储器、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数据。

所有上诉操作都是由微处理器发出的命令确定的。

芯片工作于何种模式，也是由微处理器发出的命令控制，命令传送使用的信号线以及有关命令的格式介绍如下：

地址线（A0~A5）用于确定操作对象。

当A5=0时，所有的操作均针对控制寄存器；

当A5=1时，则由A4~A0来确定时隙号，以便对各时隙进行控制。

控制寄存器的格式如下：

图3.2控制寄存器格式

B7和b6为模式控制位，其中b7为分离方式选择位。

当b7=1时，不论b4,b3处于什么状态，对芯片的所有读操作均从数据存储器读出；

所有的写操作均写入接续存储器的低8位。

当b7=0时，由存储器选择位b4,b3指定对哪一个存储器进行读写操作。

B6为输出方式选择位。

当b6=1时，如ODE=1，位消息模式，接续存储器个存储单元的低8位将按顺序输出至对应输出母线上的对应时隙。

当b6=0时，为交换模式，有接续存储器的内容控制数据存储器的读出。

3.2空分交换芯片MT8816

3.2.1MT8816内部结构

图3.3MT8816内部结构图

3.2.2MT8816引脚功能说明

图3.4MT8816功能图

MT8816的引脚图如图3.5所示：

图3.5MT8816引脚图

COL0~COL7：

列输入/输出，开关阵列8路列输入或输出。

ROW0~ROW15：

行输入/输出，开关阵列16路行输入或输出。

ACOL0~ACOL2：

列地址码输入，对开关阵列进行列寻址。

AROW0~AROW3：

行地址码输入，对开关阵行进行行寻址。

ST：

选通脉冲输入，高电平有效，使地址码与数据得以控制相应开关的通、断。

在ST上升沿前，地址必须进入稳定状态，在ST下降沿处，数据也应该是稳定的。

DI：

通断控制输入，若DI为高电平，将所选择的开关导通；

若DI为低电平，将所选择的开关断开。

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。

3.3MT8816的工作原理

图3.6MT8816交换矩阵示意图

图中有8条COL线（COL0-COL7）和16条ROW线（ROW0~ROW15），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。

芯片有保持功能，因此可以保持任一交叉点处于接通状态，直至有断开控制信号或复位信号为止。

CPU可以通过地址线ACOL2~ACOL0和数据线AROW3~AROW0控制和选择需要接通的交叉点号。

ACOL2~ACOL0管COL7~COL0中的一条线。

ACOL7~ACOL0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AROW3~AROW0管ROW15~ROW0中的一条。

AROW3~AROW0也是编码的，经过译码以后就可以接通交叉点相应的ROWi；

控制相应ROWi的以接通有关的交叉点。

例如要接通COL1和ROW8之间的交叉点。

这时一方面向ACOL2~ACOL0。

送“001”，另一方面向AROW3~AROW3送“1000”。

并使DI为高电平，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“RESET”复位端。

当RESET为“1”时，全部交叉点就断开了。

电子接线器速度快，驱动要求低，并能自己保持。

因此使用起来十分方便。

其它型号的芯片的基本原理也大致相同。

区别只是容量不一样。

电子接线器的优点是体积小，价格便宜，它的缺点是导通电阻较机械接点大（一般几十欧姆到一百欧姆），并且串音衰耗也较机电的接线器小，因此电子接线器组成的交换网络和由机械接点组成的交换网络也有所区别。

MT8816地址译码真值表：

表3.1MT8816地址译码真值表

3.4单片机AT89C51

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

1、4kBytesFlash片内程序存储器；

2、128bytes的随机存取数据存储器（RAM）；

3、32个外部双向输入/输出（I/O）口；

4、5个中断优先级、2层中断嵌套中断；

5、6个中断源；

6、2个16位可编程定时器/计数器；

7、2个全双工串行通信口；

8、看门狗（WDT）电路；

9、片内振荡器和时钟电路；

10、与MCS-51兼容；

11、全静态工作：

0Hz-33MHz；

12、三级程序存储器保密锁定；

13、可编程串行通道；

14、低功耗的闲置和掉电模式。

3.4.1AT89C51的管脚及各功能

图3.7AT89C51管脚图

VCC：

供电电压。

GND：

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：

P3.0RXD（串行输入口）

P3.1TXD（串行输出口）

P3.2/INT0（外部中断0）

P3.3/INT1（外部中断1）

P3.4T0（记时器0外部输入）

P3.5T1（记时器1外部输入）

P3.6/WR（外部数据存储器写选通）

P3.7/RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：

当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；

当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：

来自反向振荡器的输出。

3.4.2AT89C51主要特性

与MCS-51兼容

4K字节可编程闪烁存储器

寿命：

1000写/擦循环

数据保留时间：

10年

全静态工作：

0Hz-24Hz

三级程序存储器锁定

128*8位内部RAM

32可编程I/O线

两个16位定时器/计数器

5个中断源

可编程串行通道

·

低功耗的闲置和掉电模式

片内振荡器和时钟电路

第四章汇编程序及步骤

4.1具体程序如下

DATASEGMENT；

定义数据段

R1DB?



R2DB?

DATAENDS

CODESEGMENT；

定义代码段

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

MAINPROCFAR；

主程序

START:

MOVAX,DATA；

初始化DS

MOVDS,AX

MOVA,R2

ORLA,#60H；

P26=1RP26=0W

MOVP2,A；

P25=1时隙P=0控制

SETBP1.4；

置DS为高

LOOP3:

MOVC,P1.5

JCLOOP3；

DTA不为0时等待

MOVA,P0

CLRP1.4

SETBP2.7；

CS=1

R1EQU00011001B

CALLW-CONTROL；

调用写MT8980控制寄存器子程序

R1EQU00000001B

R2EQU00000001B

CALLW-CONNECTION；

调用写MT8980连接存储器子程序

R1EQU00010001B

CALLW-CONTROL；

R1EQU00100001B

CALLW-CONNECTION；

CALLW-S；

调用对MT8816的控制子程序

R1EQU00011010B

CALLW-CONTROL　　　　；

R2EQU00000010B

R1EQU00010010B

CALLW-CONTROL；

R1EQU00100111B

RET

MAINENDP

W-CONNECTIONPROCNEAR；

完成写MT8980连接存储器子程序MOVA,R2

ORLA,#20H；

MOVP0,R1

JCLOOP1；

SETBP2.7；

CS=1RET

W-CONNECTIONENDPW-CONTROLPROCNEAR；

完成写MT8980控制寄存器子程序

MOVP2,#00H；

P25=0控制MOVP0,R1SETBP1.4；

置DS为高

LOOP2:

MOVC,P1.5JCLOOP2；

MOVA,P0

CLRP1.4SETBP2.7；

W-CONTROLENDPM-SPROCNEAR；

完成对MT8816的控制子程序

MOVAL,10000000B；

锁存器74HC573入口地址

MOVDX,0010010B；

写交叉点控制字

OUTDX,ALM-SENDPCODEENDSENDSTART

4.2结果分析

以上程序中首先完成对第一个T接线器的控制，具体步骤为

（1）调用W-Conlrol子程序写控制寄存器=R1=00011001完成选ST01Ch01的连接存储器高位。

（2）调用W-Connection子程序Rl=000000001R2=00000001写连接存储器高位CMHb2=0为交换模式。

（3）调用W-Control子程序写控制寄存器=R1=00010001选ST01Ch01的连接存储器低位。

（4）调用W-Connection子程序RI=00100001R2=00000001写连接存储器的低8位。

然后再对S接线器控制调用W-S子程序完成对MT8816的控制。

最后对第二个T接线器进行控制具体步骤为

（1）调用W-Conlrol子程序写控制寄存器=R1=00011010选ST02Ch030的连接存储器高位。

（2）调用W-Connection子程序Rl=00000001R2=00000010写连接存储器高位CMHb2=0为交换模式。

（3）调用W-Control子程序写控制寄存器=R1=00010010选ST02/Ch030的连接存储器低位。

（4）调用W-Connection子程序RI=00100111R2=00000010写连接存储器的低8位。

这样,就完成了输入群路0的信道2到输出群路2的信道3的交换。

参考文献

[1]金惠文陈建亚等.现代交换原理北京：

电子工业出版社，2006.4

[2]卞佳丽等.现代交换原理与通信