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程控交换原理实验多媒体课件Copyright(C)云南民族大学物理与电子电气信息工程学院AllRightsReserved.进入课件课件目录空分交换实验实验系统结构介绍程控交换系统模块实验交换机参数设置实验交换状态与显示实验数字时分交换实验数字中继接口实验综合设计实验系统管理实验多媒体课件按钮使用说明实验系统结构介绍一、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实验系统结构介绍二、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。实验系统结构介绍三、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TP3067。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TP3067S1S4DC4C1ENB开关TIPRING振铃摘机去时分交换单元去空分交换单元DTMF解码MT8870记发信令CID实验系统结构介绍四、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，BG702导通，于是BG701导通，外线电路接入到内部电路。实验系统结构介绍四、外线接口同时，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。话音输出信号来自内部交换网的TI信号，该信号通过两级放大接入到外线交换网，其中BG703，BG704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。实验系统结构介绍五、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。实验系统结构介绍六、记发器这部分框图如上图所示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实验系统结构介绍六、记发器记发器由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：记发器都过读写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。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、接收来自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。实验系统结构介绍七、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实验系统结构介绍八、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。实验系统结构介绍九、时分交换单元这部分框图如下：PCM编解码TP3067CPLD4.096MHzPCM编解码TP3067PCM编解码TP3067PCM编解码TP3067时分交换单元MT8980DXADXBDXCDXDDRADRBDRCDRDC2048、F8R、F8TC2048、F8R、F8T1VT1VR2VT2VR3VT3VR4VT4VR话路控制器接口实验系统结构介绍九、时分交换单元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。TP3067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。实验系统结构介绍十、来电显示单元这部分框图如下：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DTMFCID，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信号来自外线，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。实验系统结构介绍十一、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。实验系统结构介绍十一、信令信号产生单元下面给出的是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BufferCLKRST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。实验系统结构介绍十一、信令信号产生单元1、人工交换单元：TP305、TP405、TP505、TP605：甲方一路、甲方二路、乙方一路、乙方二路模拟话音接收端；TP304、TP404、TP504、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。实验系统结构介绍十一、信令信号产生单元3、外线电路：TP701、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；TP06：拨号音信号；TP03：TP3067帧同步时钟；TP07：忙音信号；TP04：回铃音信号；TP08：PCM编译码位时钟；TP05：铃流控制信号；GND：接地信号。实验系统结构介绍十一、信令信号产生单元5、模拟电话接口模块：TP301、TP302、TP401、TP402、TP501、TP502、TP601、TP602：四路电话模拟二线接口；TP303、TP403、TP503、TP603：四路电话的摘挂机状态测试点；TP306、TP406、TP506、TP606：四路电话四线接口接收端测试点；TP307、TP407、TP507、TP607：四路电话的PCM编码输出测试点；TP308、TP408、TP508、TP608：四路电话的PCM译码输出测试点；TP309、TP509：DTMF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。实验系统结构介绍十一、信令信号产生单元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正极性信号；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；TP812：HDB3三极性码输出测试点；TP813：HDB3三极性码输入测试点。一.程控交换系统模块实验实验一用户线接口模块实验实验二信令信号的产生与观测实验三双音多频（DTMF）接收与检测实验四话路PCM编译码实验五呼叫处理与线路信号的传输过程实验六二/四线变换与回波返损测试实验七用户终端电话信号电平调整二.交换机参数设置实验实验八系统时间参数设置实验九话机参数设置三.交换状态与显示实验实验十信号交换方式与状态显示实验十一空分交换的过程与分析实验十二模拟中继接口实验四.空分交换实验五.数字时分交换实验实验十三时分交换网络基本原理实验十四数字时分（T）接线器编程方法实验十五局内数字交换实验实验