gan程控成品.docx
- 文档编号:26640054
- 上传时间:2023-06-21
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:1.95MB
gan程控成品.docx
《gan程控成品.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《gan程控成品.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
gan程控成品
电气工程学院
程控交换课程设计报告书
姓名:
班级:
学号:
题目:
全分散模块化程控交换
机设计方案
完成日期:
2012年6月18日
目录
摘要2
一、总体设计3
1.1设计概况3
1.2系统的总体结构设计3
1.3各模块的功能分析4
1.3.1MCU模块4
1.3.2I/O扩展模块5
1.3.3”看门狗”模块5
1.3.4空分交换模快5
1.3.5信号音模快5
1.3.6电源模快5
1.3.7用户接口模快5
1.3.8中继模快5
1.4功能实现6
二、详细设计6
2.1硬件主要部分设计6
2.1.1用户接口模块6
2.1.2DTMF(双音多频信号)模块7
2.1.2空分交换模块8
2.1.1“看门狗”模块10
三、程控交换机软件实现方法10
四、数据配置11
总结16
参考文献17
摘要
程控交换机采用了数字通信、微电子、计算机等技术,能提供多种电信业务,适应通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展的要求,是当前通信网特别是电话网中应用的交换系统的主体。
本文主要介绍全分散模块化程控交换机设计过程。
本文首先介绍了程控交换机的整体结构和简单的工作过程,然后重点对交换网络的设计和实现进行了阐述。
关键词:
程控交换机;交换网络;
一、总体设计
1.1设计概况
方便、快捷的公共交换电话网(PSTN)线路遍布世界各地。
已经成为生活中不可缺少的部份。
它具有成本低,范围广,重复建设少等优点。
PSTN通信网基于电路交换方式,其核心设备——电路交换机如同是交换网的“立交桥”。
交换技术从早期的人工交换、机电交换发展到电子交换,从模拟交换发展到数字交换,从布控发展到程控。
如今先进的电路交换机同时采用数字交换、空分交换、时隙交换和程序控制等技术,因此具有抗干扰能力强,交换容量大以及控制灵活等特点。
该设计是将在程控交换里应用广泛的“电路交换”以实物的形式体现出来。
这台程控交换机模拟了程控交换网中的电路交换的全过程,其性能很好地达到国际电信协会建议的标准。
稍加改进后可用于诸如视频信号传输系统、智能家居管理系统、楼宇门禁管理系统、远程信号传输和小区安防管理系统等。
1.2系统的总体结构设计
程控交换机模拟了程控交换网中的电路交换的全过程,其基本结构可分为话路系统和控制系统两部分。
按功能可分为MCU模块、I/O扩展模块、“看门狗”模块、双音多频(DoubleToneMultiFrequency,DTMF)模块、空分交换模块、信号音模块、电源模块、用户接口模块、中继模块、振铃模块。
其原理框图如下所
示。
1.3各模块的功能分析
1.3.1MCU模块
MCU模块是整个系统的核心。
上电后,由MCU模块对周边各个模块进行初始化,初始化完成后,扫描用户端口的状态,并根据端口状态执行相应的指令。
1.3.2I/O扩展接口模块
I/O扩展模块是因为单片机I/o口数量不够。
必须进行I/o口的扩展。
采用一片8255A并行I/O扩展芯片对外进行扩展,可将I/O口数量扩充到原先的2倍。
1.3.3“看门狗”模块
“看门狗”模块是一个定时复位芯片,当系统程序出现“跑飞”或者由于外界干扰等~系列原因而出现异常时,将产生一个RESET(复位)信号,让系统恢复上正常,因此,“看门狗”模块对于系统来说是非常重要的。
1.3.4DTMF模块
DTMF模块实现对双音多频信号的接收、译码功能。
当DTMF模块收到有效的DTMF信号时,以一个中断的形式向MCU发出请求,MCU响应采取相应的收号操作。
1.3.5空分交换模块
空分交换模块是整个系统的关键,实现整个系统的话路切换、信号音的传送。
1.3.6信号音模块
信号音模块提供符合国际电信标准的拨号音、提示音以及忙音等提示音。
信号音通过空分交换模块与用户接口相连。
1.3.7电源模块
电源模块提供程控交换机所需的一48V和±5V馈电。
其中:
±5V提供给DTMF模块、空分交换模块、中继模块;+5V提供给MCU模块、I/O扩展模块、“看门狗”模块、信号音模块、用户接口模块;一48V提供给用户接口模块、振铃模块。
1.3.8用户接口模块
用户接口电路是用户线与交换机的接口电路。
由于某些信号(如振铃、直流馈电等)不能通过电子交换网络,因此把某些过去由公用设备实现的功能移到电子交换网络以外的用户电路来实现。
归纳起来,目前数字程控交换机中用户电路的功能有下列7项:
B(BatteryFeed)——馈电;
O(Over-voltageProtection)——过压保护;
R(RingingControl)——振铃监控;
S(Supervision)——监视;
C(Codec&Filters)——编译码和滤波;
H(HybridCircuit)——混合电路;
T(Test)——测试。
1.3.8中继模块
中继模块是一个用于与电信运营商大型程控交换机进行级联的接口,它要求具有模拟摘挂机、振铃响应、2变4线转换的功能,模拟摘挂机是提供给电信运营商交换机的一个模拟信号。
振铃响应是指响应中继接口上的振铃信号。
1.4功能实现
系统上电复位后,依次对各个用户接口模块、I/O扩展模块、空分交换模块进行初始化,设定这几个模块的工作方式,并赋初值。
由MCU模块(AT89C55单片机)对各路话机的端口进行扫描,每个用户接口都有1个摘机标志位,接至单片机的1个I/O口。
读取这几个I/O口的值,即可判断出对应的话机摘、挂机状态。
识别用户摘机后,程序控制将话机的输出与DTMF模块相连接,进行双音多频信号的译码.每收到一个DTMF信号,DTMF模块即可译出相应的BCD码,同时给单片机送1个“己译出”的信号,作为中断信号使单片机转至控制I/O扩展模块读出译出的BCD码。
振铃的功能由振铃模块配合振铃控制模块来实现的。
振铃模块仅产生一个幅度90V,频率25Hz的高压交流信号;振铃控制模块产生通1s断4s的脉冲信号,控制高压交流信号的通断比。
信号音由3个独立的555电路产生。
信号频率为450Hz的拨号音信号;通1s断4S的回铃音信号;通0.5S断0.5s的忙音信号。
链路建立主要是由一个空分交换IC“MT8816”的芯片来实现,该芯片具有链路导通阻抗低和自我保持功能。
对该IC的控制端口写控制字,对地址控制口写交换地址值即可实现链路的交换。
用户接口芯片MH88612C,配合少量的外部分立元件较好地实现了BORSCHT七项功能中的5项,进行2/4线转换,摘挂机标识等功能。
二、详细设计
2.1硬件主要部分设计
2.11用户接口模块
用户接口模块主要采用的是加拿大Mitel公司的MH88612C接口芯片。
芯片是2/4线厚膜混合用户线接口电路。
包含功能有:
恒流馈电、馈送铃流、摘机后自行截除铃流、摘挂机的枪测及音频或脉冲信号的识别、接口是否有话机、语音信号的2/4线转换以及外接振铃继电器驱动输出。
芯片用户电路的双向传输衰耗均为一1dB,供电电源+5V,一5V和一48V。
接口电路原理如图2所示。
用户摘机后,MH88612C向单片机模块发出摘机信号;在拨号期间。
VX端发出用户话机的DTMF信号;接续期间,经过交换矩阵构成通信链路,这时话音虽还被当成DTMF信号,但不符合键值标准,不会产生误码。
为增强抗雷击性能,在P1(RJll接口)上加装有压敏电阻。
配合内部的保护电路,可以防止雷击。
2.12DTMF(双音多频信号)模块
DTMF是用2个特定的单音频组合信号来代表数字信号以实现其功能的一种编码技术。
又称之为“8中取2”的编码技术。
用这8种频率可形成16种不同的组合,从而代表16种不同的数字或功能键。
双音多频解码方案有多种:
方案A:
采用加拿大Mitel公司生产的MT8870或者HM9270D进行解码;方案B:
采用加拿大Mitel公司生产的MT8880或者MT8888通过写命令字进行解码;方案C:
采用模拟电路搭建一个双音多频解码电路;方案C是最经济的,但难度也大,且需要大量的时间,故不考虑。
在设计初期采用方案B,尽管MT8888或者MT8880在译码的效果上要比方案A中的MT8870的效果好,到中后期发现,方案B需要对其写命令字,占用了过多的单片机I/o口,所以放弃了图2用户接口原理图方案B而转去选择方案AMT8870单片机价格在5元左右。
MT8870为CM()S电路,DIP一18分装,它具有DTMF信号分离滤波和译码功能,硬件原理如图3所示。
双音多频模块的原理图由DTMF解码和译码显示两部份构成。
DTMF解码部份由MT8870及其周边元件构成;译码显示部份由地址锁存器74LS373、显示译码器74I。
$48、共阴数码管构成。
图3双音多频模块原理图
2.13空分交换模块
空分交换是指在各实线通道间切换,现代程控交换系统中使用的交叉接点均是
大规模集成电路构成的交换矩阵,具有开关速度快(微秒级),体积小,功耗小,无机械磨损,寿命长等优点。
在该系统里,采用加拿大Mital公司生产的MT8816电路芯片,交换矩阵如图4所示。
单片机通过地址线ACOL2-ACOL0控制COL7—COL0中的一条直线、通过地址线AROW15-AROW0中的一条。
例如接通ROW0和col3,就给AROW地址线发送0000,给COLO地址线送011.当送地址线输入ST时,就可以将相应交叉点接通,当DI为低电平时,相应交叉点断开。
接在COL7-COL0端是用户受话段VR7-VR0。
而ROW15-ROW0中的ROW7-ROW0接用户受话端VX7-VX0,ROW15-ROW8用于接提示信号音,实现了电路交换,包括主、被叫和信号音传输,硬件原理图见图5。
2.14“看门狗”模块
为了确保可靠性,还采用外置“看门狗”模块,它是一种定时复位的定时器电路。
在一定的时间内必需向“看门狗”电路传送一个复位信号(为了避免与单片机的复位信号混淆,称之为“喂狗”),在接收到这个“喂狗”信号。
定时器复位,从头开始计时,直到下一次“喂狗”,如果在规定的时间内没有“喂狗”信号,则“看门狗”给单片机一个复位信号。
三、程控交换机软件设计方法
程序设计思路是根据程控交换机工作过程而制定的,采用分时控制,充分利CPU资源,实现程控交换机功能。
根据程控交换机功能,整个程序分成初始化、摘机处理、按键处理、挂机处理、外线来电处理、振铃处理和定时器处理(包括看门狗)七个模块,程序模块结构如下图所示。
初始化模块主要是定义常数变量、变量单元、位标志、缓冲区、中断设置、定时器设置/启动、分机工作初始状态等。
摘机处理模块主要判别是外线来电摘机、内线来电摘机还是要拨打外线或内线电话。
按键处理模块主要处理用户拨号(内线/外线)、代接、转接、三方通话及功能设置(仅限1号分机)。
挂机处理模块比较复杂,既有内外线通话结束挂机,又有内外线通话中止挂机,还有三方通话主叫机
挂机或从叫机挂机,其它有中止拨打外线内线挂机、1号分机功能设置完毕挂机等。
外线来电处理模块查询外线有否来电,若来电,还要判别本外线是否被内线占用;占用的话,则要将该绳路调度到其它绳路去;无空绳路时,则要给占用本绳路的分机发送“嘟⋯嘟⋯”声,提示用户有外线来电。
振铃处理模块是在发生摘/挂机和拨号呼叫后,产生相应的分机振铃声、内线拨号音、回音铃、忙音和证实音(1号分机设置功能成功后)及振铃时间到后处理等等。
定时器处理模块主要产生450方波信号,配合振铃处理模块产生各种铃声所需脉冲信号以及看门狗定时常数刷新等。
程序流程图
四、数据配置
在设计中,我们使用交换机必然要对交换机进行交换机的数据配置。
配置的过程有以下步骤:
1、全局容量规划
图4-1全局容量规划
2、交换局配置及模块配置
图4-2交换局配置
图4-3新增加模块
图4-4模块2机架1机框5
图4-5模块2机架1机框4
3、号码配置
图4-6号码管理分配百号组——公众电信网
图4-7号码管理
图4-8号码分配——公众电信网
图4-9号码分析
图4-10新业务被分析号码(入口1)
图4-11本地网被分析号码(入口5)
图4-12增加号码分析选择子
5、用户属性及其自定义配置
图4-13用户属性定义号码分析
图4-14用户属性定义
图4-15显示更改的用户属性项
图4-16数据传送证实
五、设计总结
经过两个星期的课程设计,过程曲折可谓一语难尽。
在此期间我们也失落过,也曾一度热情高涨。
从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情,点点滴滴无不令我回味无长。
在这段时间里,我学到了很多知识也有很多感受,在朋友和同学的帮助下我开始了学习和试验,查看相关的资料和书籍,让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰,使自己非常稚嫩作品一步步完善起来,每一次改进都是我学习的收获,每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。
当看着数据配置的一点点成功,这套成天与自己相伴的系统能够健康的运行,真是莫大的幸福和欣慰。
我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。
参考文献
【1】叶敏《程控数字交换与交换网》北京邮电学院出版社2000
【2】朱世华《程控数字交换原理与应用》 西安交通大学出版社 1993
【3】金蕙文《现代交换原理》 电子工业出版社 2000
【4】汪小燕《SP2002程控交换教学实验系统使用说明书》2003
【5】谭伟贤《现代电话通信实用技术》 冶金工业出版社 2002
【6】严蔚敏 《数据结构》 清华大学出版社 2001
【7】齐治昌 《软件工程》 高等教育出版社
【8】吕仁礼,周金和,李茂详.电话DTMF数据收发模块的设计[J].电子技术应用,1998,4:
46
【9】赵阳.MT8880的音信号检测在交换系统中的应用[J].电子工程师,2001,27(4):
41
【10】古玉年.ISD4004系列8-16分钟单片语音录放电路及其应用[J].苏州职业大学学报,2002,2:
64
【11】况荣华,容太平,芦锦波.单片机在无线接入固定终端中实现内部通话的运用[J].国外电子元器件,2001,2:
52
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- gan 程控 成品