程控交换原理实验指导书(6)

实验四 程控交换原理系统综合实验

一、实验目的

1．通过对用户线在一次呼叫全过程中传送的各种信号波形的观察和分析，加深对

程控交换系统原理的理解。 2．掌握时分复用原理

3．熟悉数字程控交换网络的组成、原理与实现方法

二、预习要求

1、认真学习《程控交换原理》中的有关内容。 2、认真阅读本实验指导书。

3、熟悉编解码芯片TP3067的工作原理

三、实验仪器仪表

1、主机实验箱 一台 2、电话单机 二台 3、20MHz示波器 一台 4、万用表 一台 5、PC机 一台

四、实验过程

（一）空分交换原理部分

本实验系统的各单元电路的工作过程已在前面的实验中均作了说明。因此这里不再讲述。

图4-1是它的示意图。

TP1B TP1A A10 1 J 2 用 户 线 接 口 电 路 图4-1 电话单机与用户线接口电路示意图

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（二）时分交换原理部分

用户2 用户1 TS1 编译码 TS2 中央控制单元 TS6 外部信号输入 编译码 时隙交换网络 编译码 TS4 K51 编译码 拨号音，忙音，回铃音 K52 编译码 TS3 收号器 用户3 用户4 TS7 TS8 TS9 图4－2时隙交换系统时隙分配图

时分复用是建立在抽样定理基础上的，因为抽样定理使连续的模拟信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲值所代替。这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。利用这种空隙便可以传输其它信号的抽样值，因此，就可以沿一条信道同时传送若干个基带信号。时隙交换就是利用时分复用实现多路话音在同一PCM总线上传输的。

由前面所讲，用户的语音输入输出时隙是由编解码时钟信号控制的，当编码时钟到来时编码芯片开始编码，当解码时钟到来时解码芯片开始解码，为了实现时分复用，本实验箱上提供发多个编解码时钟，从TS0到TS7，它们之间相隔3.9us。本实验箱四个用户的编解时隙既可固定又可人工设置。1）固定方式。将开关K15,K16,K25,K26,K35,K36,K45,K46接1，2脚。其时隙分配如10－1图：用户1的编解码时隙为TS1,用户2的编解码时隙为TS2，用户3的编解码时隙为TS3，用户4的编解码时隙为TS4，外输入信号与收号器的编解码时隙为TS6，拨号音，忙音，回铃音的编码时隙分别为TS7,TS8,TS9。2)人工设置方式。将开关K15,K16,K25,K26,K35,K36,K45,K46接2，3脚。PT1~PT4分别为四部电话编码时隙输入的接入点，PR1~PR4分别为四部电话的解码时隙输入的接入点。要使用户1与用户2通话，只要将用户1的编码时隙与用户2的解码时隙设置成同一时隙，则用户1说话，用户2就能听到，同理，要想用户2能听见用户1说话的声音，只要将用户2的编码时隙与用户1的解码时隙设置成同一时隙即可。

时隙交换的基本组成是一个话音存储器和一个控制存储器。话音存储器是暂时存储输入数字信号。如果是一条输入线只需要一个32X8的RAM存储器。而现在专用的交换芯片（如MT8980）一般有8条2.048Kb/s输入线和8条输出线。它们内部的话音存储器的容量是256X8。控制存储器是用来寄存话音时隙的地址。话音存储器有两种工作方式，一种是时钟写入，控制读出。另一种是控制写入，时钟读出。如图4－3(a)所示。

以时钟写入，控制读出为例：话音存储器等于复用线上的时隙数，本例为256个时隙。因此控制存储器每单元需要8bit，对应于256个时隙地址的二进制编码。线路上256个时隙话音信息分别存入256个话音存储单元中，在处理器的控制下将输入Ti存储

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单元的地址写入控制存储器相当于输出时隙的存储单元中。当输出时隙的地址。然后根据入时隙的地址取出话音存储器的内容送至输出端，完成了将某一入时隙内容转移到另一输出时隙去的作用。图4-3中控制存储器255单元写入00000011(3)，表示入时隙3交换到出时隙255的情况。控制写入，时隙读出如图4-3（b）所示。

0 a a 0 a a i=3 tj ti tj 255 话音存储器 255 a a 话音存储器 读 写 读 时钟 0 0 i=3 11111111 255 00000011 0000011 控制存储器 255 控制存储器 时钟 读 控制 写 时钟 读 （a）时钟写入，控制读出 （b）控制写入，时钟读出 图4－3 时隙交换的两种方式

呼叫接续过程一般是送出拨号音，主叫摘机，拨被叫号码，呼叫被叫用户，被叫应答，保持通话，话终拆线。

实验原理与电路说明 1），MT8980的使用

它是加拿大MITEL公司的数字交换矩阵。它的主要特点是： MITEL串行总线（ST-BUS） 8X32时隙输入 8X32时隙输出

256个用户的无阻塞交换 单电源（+5V）供电 30mW的低功耗 微处理器的接口 三态串行输出

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MT 8980D

图4-4 MT8980的管脚图（顶视）

这个大规模集成电路是为PCM的语音或者数据交换设计的。可用在用户交换机或交换机中。它共联接256个64kbps通道。8个串行输入均由32个64kbps组成一个2.048Mbps串行总线码流。另外，MT8980对串行总线的时隙可以进行读写，因此可以用这种方式进行串行通信。

管脚说明（管脚顶视图如图4-4所示）：

? /DTA(1)：数据确认信号，当此管脚变低时，表示微处理器送来的信号已被处理。它

在使用时需要一个909ohm电阻上拉。

? STI0~STI7(2~9)： 8个2.048Mbps串行输入的数据码流。 ? VDD(10),VSS(30)：供电电源。 ? A0~A5（13~18）：微处理器控制访问的地址线。 ? /FOI（11）：帧定位信号，在/C4I的下一个下降沿到来的时候，/FOI变低使内部计

数器复位。 ? /C4I（12）：4.096MHZ时钟输入。 ? DS（19）：DS变高，输入数据（微处理器接口）有效，高电平为读，低电平为写。 ? /CS（21）：为片选信号。 ? D0~D7(29~22) ：数据总线。

? STO0~STO7(38~31)：串行总线输出，对应8个2.048Mbps的码流。

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? ODE（39）：输出允许，高电平有效，低电平时，8个串行输出为高阻。 ? CST0（40）：串行总线的输出。一帧中的每一位对应8路输入串行码流的256个时隙。

此位输出由软件控制。 MT8980的简单使用举例：

如概述中所述，时隙交换器分时钟写入，控制读出和控制写入，时钟读出两种，而MT8980属于前者。因此它除了有输入数据存储，还应有实现交换所必须的控制存储器，为每一时隙的输出约定其对应的输入时隙的编号。同时如下面要说到的，为了实现另外一些功能，MT8980控制存储器部分还设有一个8位寄存器，来决定要访问的PCM号，及输出对应的三态。MT8980对应的地址线为6位。表示32个时隙需5位。最高位A5为零时（此时A4~A0无效）是访问控制寄存器。

MT8980采用串行总线技术，能将输入的任一时隙内容送到输出的时隙上，同时也可任意读或写时隙中的内容。这在处理局间信令时带来很大的方便。在此仅以交换为例，比如要将第0条PCM上的第31时隙交换到第7条输出 PCM的第一条时隙上，则要做如下操作：

A5~A0置为“0XXXXX ”，写控制寄存器（8位）为“10X10111”，其中低3位“111”表示输出的第7条PCM。

再置A5~A0为“100001”对应第7条PCM的第1时隙。对应的数据总线上的一个字节是“00011111”，高3位为输入的PCM号（此时为sti0），低5位对应的时隙数（此时为31）。

五、实验内容

1、利用空分自动交换网络进行两部话机通话实验，要求用示波器观察各测量点波形

并记录有关数据与工作过程。

2．用连线的方法，利用时分自动交换网络接通任意两部电话进行通话 3．用CPU控制时隙交换网络实现任意两部电话进行通话

六、实验步骤

（一）空分交换原理部分

1．接上交流电源线。

2．将K11~K14，K21~K24，K31~K34，K41~K44接2，3脚；K70~K75接2，3脚；

K60~K63接2，3脚。 3．先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9，

此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。

4．按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，显示

电路循环显示“P”，即可进行实验。 5．用户1、用户3接上电话单机。

6．用示波器观察以下波形。(波形见实验过程)

1）用户1挂机时，用示波器或三用表测量TP1A的电压。 2）用户1摘机时，用示波器或三用表测量TP1A的电压。 3）用户1听到拨号音后，用示波器观察TP1A的波形。

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