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1、精品学习资源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系统设计专业班级：电子信息工程 101同学姓名：邢运星学号：10210109指导老师：杨佳王超设计时间：2021.12.16 2021.12.27老师评语：成果评阅老师日期欢迎下载精品学习资源摘要程序部分包括操作系统程序和应用程序；前者用于任务调度、输入输出掌握、障碍检测和复原处理、障碍诊断、命令执行掌握等；后者用于实施各种电话交换大事与状态处理、硬件资源治理、用户服务类别治理、话务量统计、服务观看、软件保护和自动测试,程控交换机是程序掌握的，由时分复用网络进行物理上的电路交换的一种电话接续交换设备；该系统以AT89C51 单片
2、机和 MT8870 双音多频解码集成电路为核心对“振铃检测、模拟摘挂机掌握、双音频解码，语音提示”等电路作了具体的说明；交换网络的基本功能是依据用户的呼叫要求，通过掌握部分的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路；在纵横制交换机中它采纳各种机电式接线器，在程控交换机中目前主要采纳由电子开关阵列构成的空分交换网络，和由储备器等电路构成的时分接续网 络；用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接，通常又称为用户线接口电路；依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
3、路；关键词：单片机AT89C51 ，双音频编解码，振铃检测目录欢迎下载精品学习资源摘要 1 一、设计的作用、目的4 二、设计任务及要求 4 三、设计内容 4 四、设计原理 4五、硬件系统框图5六、硬件系统设计7七、系统软件设计12八、心得体会 13九、参考文献 14附录一（电路原理图）15附录二（源程序）16一、 设计的作用、目的欢迎下载精品学习资源课程设计是理论学习的延长，是把握所学学问的一种重要手段，对于贯彻理论联系实际、提高学习质量、塑造自身才能等于有特别作用；本次课程设计一方面通过对交换网络的设计，使我们加深对理论学问的懂得，同时增强其规律思维才能，另一方面对课堂所学理论学问作一个总结
4、和补充；二、 设计任务及要求1. 把握空分交换网络的原理及具体实现方法；2. 把握基于单片机的时空交换网络系统的设计；3. 利用相关软件实现电路图的绘制；三、设计内容1. 实现电话线路的空分交换；2. 可以实现双音多频拨号音的识别；3. 电话号码在数码管中显示；4. 其它扩展功能；四、设计原理4.1 程控交换机工作状况简介本系统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LCD 显示器显示 , 主叫方拨打相应号码后,程序掌握将话机的输出与DTMF 模块相连接，进行双音多频信号的译码，每收到一个DTMF
5、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,AT89C51 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,如被叫用户忙就交换机向主叫方发送忙音, 否就 ,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 ,双方开头通话并启动通话计时；移位寄存外线来电信号音电源AT89C51欢迎下载精品学习资源挂机状态振 铃图 1 程控交换机结构框图程序设计思路是依据程控交换机工作过程而制定的, 采纳分时掌握 , 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
6、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) 打出 :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；如外线忙时 , 就直接挂内线 , CPU 发送内线拨号音；如无空线 , 就送忙音；(3) 仍有另外有以下几种情形: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
7、中有一方挂机后, 另一方将与外线连续通话；双方均不挂机, 且有一方拨 “#”号后 ,就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终止本次服务；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依据程控交换机功能 , 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
8、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、内线来电摘机仍是要拨打外线或内线电话；挂机处理模块比较复杂, 既有内外线通话终止挂机, 又有内外线通话中止挂机, 仍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；欢迎下载精品学习资源外线来电处理模块查询外线有否来电, 如来电 , 仍要判别本外线是否被内线占用；占用的话 , 就要将该绳路调度到其它绳路去；无空绳路时 , 就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
9、声、内线拨号音、回音铃、忙音和证明音及振铃时间到后处理等等；五、硬件系统框图交换网单片机显示电路解络码图2 硬件系统框图信号音指的是交换机送往用户的信号，如拨号音、忙音、回铃音等；当主叫摘机时， 听到拨号音才能拨号；主叫拨完号码，假如被叫闲就会听到交换机送来的回铃音，否就听到忙音；信号音可有模拟信号音和数字信号音两种，对于不同时间断续的拨号音、忙音、和回铃音，是使用同一 450Hz 的单频信号，由硬件或软件掌握其通断；程控交换是运算机按预先编制的程序掌握接续的自动电话交换机，全称储备程序掌握电话交换机；程控电话交换机由硬件和软件组成：硬件包括话路部分、掌握部分和输入输出部分；软件包括程序部分和
10、数据部分；中继线与交换网络的接口，基本功能一般有：发送与接收表示中继线状的线路信号；转发与接收代表被叫号码的记发器信号；供应通话电源和信号音；向掌握设备供应所接收的线路信号；对于最简洁的情形，某一交换机的中继器通过实线中继线与另一交换机连 接，如采纳其它更为复杂的信号方式，就中继器应实现相应的话音，信令的传输与掌握功能；在交换机内各部分之间或者交换机与用户，交换机与交换机间，以保证交换机和谐动作，完成用户呼叫的处理，接续，掌握与保护治理功能；总的来说，交换网络的功能是实现话音的无堵塞交换，即完成时隙交换，也就是完成任意 PCM 复用线上任意时隙之间的信息交换；在具体实现时应具备以下两种基本功能
11、： 在一条复用线上进行时隙交换功能，在复用线之间进行同一时隙的交换功能；这两种基本功能分别由时间接线器和空间接线器实现；中心掌握单元由一片单片机芯片掌握着各模块欢迎下载精品学习资源和谐有序的完成呼叫的全过程；六、硬件系统设计6.1 元件清单如下：表 1：元器件清单元件名称型号及数量单片机AT89C51 一个空分交换芯片MT8870 一个电阻 R10k 的电阻八个电容 C30pF 一个 100pF 两个直流电源 Vcc+5V 一个晶振XTAL 一个6.2 器件介绍（1）单片机 AT89C5119U1XTAL118XTAL29RSTP0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/A
12、D3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6P0.7/AD73938373635343332293031PSEN ALEEAP2.0/A8 P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14P2.7/A15212223242526272812345678P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7AT89C51P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1P3.4/TP3.5/T P3.6/WP3.7/RD01R1011121314151617图 3 单片机示意图VCC
13、Pin40 ：电源输入，接5V 电源XTAL1Pin19 ：片内振荡电路的输入端XTAL2Pin20 ：片内振荡电路的输出欢迎下载精品学习资源ALE/PROGPin30 ：地址锁存答应信号PSENPin29 ：外部储备器读选通信号EA/VPPPin31 ：程序储备器的内外部选通，接低电平从外部程序储备器读指令，假如接高电平就从内部程序储备器读指令；RST/VPPPin9 ：复位引脚，引脚上显现2 个机器周期的高电平将使单片机复位；PO 口（ Pin39 Pin32 ）： 8 位双向 I/O 口线，名称为 P0.0 P0.7P1 口（ Pin1Pin8）： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 P
14、1.0 P1.7P2 口（ Pin21 Pin28 ）： 8 位准双向I/O 口线，名称为P2.0P2.7P3 口（ Pin10 Pin17 ）： 8 位准双向（2）上电复位电路I/O 口线，名称为P3.0P3.7图4 上电复位电路显示图单片机在启动运行时都需要复位，复位使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的工作状态，并从这个状态开头工作；在系统中，有时也会显现显示不正常，也为了调试便利，需要设计一个复位电路，复位电路主要完成系统的上电复位和系统在运行时用户的按欢迎下载精品学习资源键复位功能；在此系统中单片机的复位靠外部电路实现的，AT89C51 单片机有一个复位引脚 RST ， 高 电
15、 平 有 效 ； 只 要 RST 保 持 高 电 平 ， 单 片 机 便 保 持 复 位 状 态 ； 此 时 ， ALE/PSEN 、P0、P1、 P2、P3 口都输出高电平； RST 变成低电平后，退出复位状态，CPU 开头正常工作；需要留意的是，复位操作不影响片内RAM的内容；复位电路的基本功能 是系统上电时供应复位信号直至系统电源稳固后撤销复位信号；上图为基本RC 复位电路，其电路为高电平复位有效；S 为手动复位开关，可以实现上述基本功能；（3） 晶振电路X1C2CRYSTALC31nF1nFR21R2010k10k图5 晶振电路显示图单片机时钟电路是用来协作外部晶体实现振荡的电路，这样
16、可以为单片机供应运行时 钟，假如运行时钟为0 的话，单片机就不工作，当然超出单片机的工作频率的时钟也会导致单片机不工作时钟电路是微型运算机的心脏，它掌握着运算机的二：作节奏；CPU 就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的；51 单片机的时钟信号可以由两种方式，一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路，产生时钟信号：另一种为外部方式，时钟信号由外部引入；假如没有时钟电路来产生时钟驱动单片机，单片机是无法工作的；（4） 上电指示灯电路欢迎下载精品学习资源1132103124145166117158图6 上电指示灯电路显示图当打开开关时，系统开头工作，上电指示灯亮起；（5） DTMF 双音多频信号
17、 模块5618177432MT8870+PWM-PWM/RAMP CLK OUT CLK INGND INT OUT+INT-INTC2R45V OUT+VS VCCA OUT B OUTILIMSHDN I SENSE AI SENSE B11B2B3B4B5B6B7B8BCOM1C2C3C4C5C6C7C8C101817161514131211R810kC31nFR610k图7 MT8870 工作电路显示图选用了编、解码的传输方式进行掌握，编、解码方式采纳双音多频（DTMF ）；DTMF 编、解码方式在电话拨号系统中应用特别广泛，其突出的优点是抗干扰才能很强，电视监控系统的具体掌握要求是：
18、在主控台或分控台处，将全部掌握信号进行DTMF 编码，然后发送出去； 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；（6）八段数码管工作电路欢迎下载精品学习资源图8 八段数码管工作电路显示图LED 数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位；静态驱动的优点是编程简洁，显示亮度高，缺点是占用I/O 埠多，如驱动5 个数码管静态显示就需要58=40 根 I/O 口来驱动，要知道一个89S51 单片机可用的 I/O 口才32 个呢；七、系统软件设计接收号器送拨号音等待收号欢迎下载精品学习资源拨号A 挂机T0 超时欢迎下载精品学
19、习资源欢迎下载精品学习资源停拨号音停止拨号音送忙音欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源复原收号器号码储备听忙音欢迎下载精品学习资源闲暇号码收全闲暇图 9 软件系统框图欢迎下载精品学习资源(1) 系统初始化程序对 AT89C51 设置中断及内部数据储备器单元清零，8155 和 8255 进行端口功能设置；(2) 主叫摘机检测程序主叫方摘机后，显示电路显示主叫号码，拨号音掌握信号置高电平，交换网络向主叫方送拨号音，等待主叫方拨打电话号码；(3) 拨号检测与等待摘机程序检测到拨号脉冲后，马上切断拨号音，AT89C51 响应中断读取电话号码对应的二进制编码；如被叫号码对应的话机不存在或被叫方处于状
20、态，就忙音掌握信号置高电平，交换网络向主叫方送忙音，催其挂机；如号码检测正确就铃流掌握信号置、回铃音掌握信号置高电平，交换网络向被叫方送铃流信号，同时向主叫方送回铃音；八、心得体会本次设计综合利用了现代交换技术专业各方面的学问，设计用到了数字电字技术，模拟电子技术，单片机原路及接口技术等专业学问；涉及到的专业学问面广，技术要求高， 难度也较大，很好的运用了四年以来所学的专业学问；对将来的工作和连续学习将会有很大的帮忙；通过这次课程设计，我不仅加深了对现代交换技术理论的懂得，将理论很好地应用到实际当中去，而且我仍学会了如何去培育我们的创新精神，从而不断地战胜自己；我觉得做课程设计同时也是对课本学
21、问的巩固和加强；通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论学问是远远不够的，只有把所学的理论学问与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手才能和独立摸索的才能；在设计的过程中，发觉了自己的不足之处，对以前所学过的学问懂得得不够深刻，把握得不够坚固；在设计中遇到了许多专业学问问题，最终在老师的辛勤指导下，最终游逆而解；同时，在老师的身上我们学也到许多有用的学问，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮忙的全部同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！欢迎下载精品学习资源九、参考文献1 金惠文 现代交换原理电子工业出版社 2006 年.2 罗国庆软交换
22、的工程实现人民邮电出版社 2000 年.3 沈鑫剡 IP 交换网原理 技术及实现人民邮电出版社 2000 年.4 冯径多协议标记 交换技术人民邮电出版社 2000 年.5 尤克现代交换技术机械工业出版社 2000 年.6 罗国庆软交换的工程实现人民邮电出版社 2004 年.欢迎下载精品学习资源附录一（电路原理图）X1C2C3CRYSTAL1nFR2110k1nFR2010kVCCU119XTAL118XTAL29RSTP0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 33P0.7/AD7 32D
23、1LED-BIRYP2.0/A8 P2.1/A929 PSEN30 ALE 31EAP2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14P2.7/A15212223242526272812345678870+PWMN. INV2 VO2FILTER OUT VO1AGNDV+INV2 INV1L SH CLK RV-CLK INVOS ADJFILTER IN141312111098C2GND12345678R4P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5P1.6 P1.7P3.0/RXD1011C1P3.1/TXD 12P3.2/INT0 1
24、3P3.3/INT1 141uFP3.4/T0 P3.5/T1P3.6/WR P3.7/RD1516175618 -PWM/RAMP17 CLK OUT7CLK IN GND4INT OUT 32+INT-INT5V OUT+VS VCCA OUT B OUT ILIMSHDNI SENSE A I SENSE B1131012141611151 1B23 2B4 3B5 4B5B6 6B78 7B8BCOM 1C2C3C4C5C6C7C8CAT89C511018171615141312 R81110kR5100C31nFR610k1234欢迎下载精品学习资源附录二（源程序）org 0000h
25、 ajmp start org 000bh ajmp timer0start: mov sp,#6fh mov 30h,#00h mov 2ah,#00h mov 2bh,#00h mov 2ch,#00h mov tmod,#01h mov th0,#0ech mov tl0,#78hmov ie,#82hmov r4,#200 setb tr0loop: jb p0.0,next2acall delay jb p0.0,next2next1: jnb p0.0,next1 mov a,2chadd a,#01h da a欢迎下载精品学习资源mov 2ch,acjne a,#60,next2
26、 mov 2ch,#00next2: jb p0.1,next4 acall delayjb p0.1,next4next3: jnb p0.1,next3 mov a,2bhadd a,#01da amov 2bh,acjne a,#60,next4 mov 2bh,#00 next4: jb p0.2,loop acall delayjb p0.2,loopnext5: jnb p0.2,next5 mov a,2ahadd a,#01h da amov 2ah,acjne a,#24,loop mov 2ah,#00 ajmp looptimer0: mov th0,#0ech mov
27、tl0,#78hpush accpush psw djnz r4,timlp1 mov r4,#200欢迎下载精品学习资源acall clk_change acall convert timlp1: acall disp pop pswpop acc retidisp: mov a,30h add a,#20h mov r1,amov a,30h swap aorl a,r1mov p1,a inc 30h mov a,30hcjne a,#6,dspend mov 30h,#0 dspend: ret clk_change:mov a,2ch add a,#1 da amov 2ch,acj
28、ne a,#60,clkend mov 2ch,#00 mov a,2bhadd a,#1da amov 2bh,acjne a,#60,clkend欢迎下载精品学习资源mov 2bh,#00 mov a,2ah add a,#1da amov 2ah,acjne a,#24h,clkend mov 2ah,#00 clkend: retconvert: mov r1,#20hmov a,2ch anl a,#0fh mov r1,a inc r1mov a,2ch anl a,#0f0h swap ainc r1mov a,2ah anl a,#0fh mov r1,a inc r1mov a,2ah anl a,#0f0h swap a mov r1,a retdelay: mov r6,#10d1: mov r7,#250 djnz r7,$djnz r6,d1欢迎下载精品学习资源ret end欢迎下载