现代交换技术课程设计报告基于单片机的简易程控交换系统的设计本科论文

吉林建筑大学电气与计算机学院《现代交换技术》课程设计报告设计题目：基于单片机的简易程控交换系统的设计专业班级：电子信息工程121学生姓名：学号：指导教师：设计时间：2015.12.28－2016.01.08本次课程设计介绍了一种基于单片机控制的小型程控空分交换系统。

程控交换机是构成现代交换式通信网的重要设备，主要由用户线接口部分、交换网络和控制系统三大部分组成。

交换网络执行交换机的传送功能。

控制器执行交换机的控制面功能需要多种接口，以实现相应的适配功能。

根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有多种类型，对于程控数字交换机来说，目前主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路及与数字话机，数据终端(或终端适配器)连接的数字用户线电路。

本次设计的程控空分交换系统是利用空分交换芯片MT8816、双音多频芯片MT8870、AT89S52单片机以及外围电路组成。

详细介绍了MT8816以及MT8870芯片的工作原理，给出单片机主控模块、双音多频检测模块、数码管显示等模块电路图及工作原理，电路的设计思路清晰，性能稳定满足了设计的基本要求。

关键词: 程控交换；双音多频编解码；单片机AT89S52；数码管显示一、设计的作用、目的 ----------------------------------------------------------------------- 1二、设计任务及要求 -------------------------------------------------------------------------- 1三、设计内容------------------------------------------------------------------------------------- 1四、设计原理------------------------------------------------------------------------------------- 24.1程控交换机工作原理------------------------------------------------------------------ 24.2程控交换机程序流程------------------------------------------------------------------ 24.3 DTMF发送器的原理与构成 -------------------------------------------------------- 3五、硬件系统框图------------------------------------------------------------------------------- 4六、硬件系统设计------------------------------------------------------------------------------- 56.1 设计思路 -------------------------------------------------------------------------------- 56.2 器件介绍 -------------------------------------------------------------------------------- 56.2.1单片机主控芯片介绍 ---------------------------------------------------------- 56.2.2 MT8816芯片的介绍----------------------------------------------------------- 76.2.3 MT8870芯片的介绍----------------------------------------------------------- 96.3 单元电路 ------------------------------------------------------------------------------ 106.3.1上电复位电路 ----------------------------------------------------------------- 106.3.2上电指示灯电路 -------------------------------------------------------------- 116.3.3 晶振电路 ---------------------------------------------------------------------- 116.3.4 电源电路 ---------------------------------------------------------------------- 116.3.5 数码显示电路 ---------------------------------------------------------------- 126.3.6 解码电路 ---------------------------------------------------------------------- 136.3.7 交换网络电路 ---------------------------------------------------------------- 146.4 器件清单 ------------------------------------------------------------------------------ 15七、系统软件设计----------------------------------------------------------------------------- 167.1 软件设计思路 ------------------------------------------------------------------------ 167.2 程序流程图 --------------------------------------------------------------------------- 16八、心得体会----------------------------------------------------------------------------------- 17九、参考文献----------------------------------------------------------------------------------- 18 附录I（电路原理图）------------------------------------------------------------------------ 19 附录II（源程序）----------------------------------------------------------------------------- 20一、设计的作用、目的课程设计是理论学习的延伸，是掌握所学知识的一种重要手段，对于贯彻理论联系实际、提高学习质量、塑造自身能力等于有特殊作用。

本次课程设计一方面通过对交换网络的设计，使我们加深对理论知识的理解，同时增强其逻辑思维能力，另一方面对课堂所学理论知识作一个总结和补充。

二、设计任务及要求1、掌握时分交换网络的原理及具体实现方法；2、掌握空分交换网络的原理及具体实现方法；3、掌握基于单片机的时空交换网络系统的设计；4、利用相关软件实现电路图的绘制。

三、设计内容1、有上电指示灯；2、能正确手动复位；3、交换器采用T型接线器；4、使用双音多频解调电路读取电话号码；5、电话号码在数码管中显示；6、其它扩展功能四、设计原理4.1程控交换机工作原理本课程设计是依据程控交换原理设计的微型空分交换系统。

其基本工作原理：当用户1摘机呼叫用户2时,交换机向主叫方发送拨号音,同时由单片机将主叫号码送数码管显示,主叫方拨打相应号码后,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中断,单片机读入数据同时显示被叫号码,此时交换机切断拨号音并检测被叫方状态,若被叫用户忙则交换机向主叫方发送忙音,否则,向被叫方送铃流、向主叫方送回铃音。

当被叫方摘机后,交换机切断铃流和回铃音,接续话路,双方开始通话并启动通话计时。

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, 充分利用CPU 资源, 实现程控交换机功能：(1) 内部分机间通话:拨打内部分机需先按Flash 键,听到内线拨号音后,再输入分机号码1～8。

如听到忙音, 说明线路在“忙”或被叫分机未挂机。

当任何一根外线被占用为内部分机间通话时, 为保证外线来电优先接通。

此时CPU 将内部通话分机调度到其它空线上或向占线分机发送“嘟⋯嘟⋯”提示音。

(2) 拨号:打外线电话时,摘机后听到外线拨号音,直接拨号即可,也可按重拨键重拨。

直拨外线时,先挂A线,后挂B线。

若外线忙时, 则直接挂内线, CPU 发送内线拨号音; 若无空线, 则送忙音。

(3) 还有另外有以下几种情况:主叫方不挂机,被叫方摘机主叫方和被叫方建立征询通话时,外线听回铃音。

当主叫方或被叫方中有一方挂机后, 另一方将与外线继续通话;双方均不挂机, 且有一方拨“#”号后,则三机共线构成三方通话。

三方通话时,只有当二只分机全部挂机后才结束本次服务。

主叫方不挂机, 被叫方不摘机在被叫方响六声铃内仍不摘机时, 被叫方停止振铃,主叫方重新接通外线。

主叫方挂机, 被叫方摘机在主叫方拨打被叫方后挂机, 被叫方摘机后接入外线通话，长途加锁设置程控交换机上电时, 全部分机处于长途加锁状态也可设置密码,任一分机解锁使用。

4.2 程控交换机程序流程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七个模块, 初始化模块主要是定义常数变量、变量单元、位标志、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。

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。