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1、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： 2015.12.282016.01.08 教师评语：成绩 评阅教师 日期 摘要 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
2、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；数码管显示目录一、 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 D
3、TMF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）20II一、 设计的作用、目的课程设计
4、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
5、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
6、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18。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。
7、 (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
8、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。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,
9、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、忙音和证实音及振铃时间到后处理等等。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，终端适配器连接的数字用户线电路。4.3 DTMF发送器的原理与构成典型DTMF发送器原理图与结构如图4.1所示：图4.1混合电路图 （1）晶体振荡器：外接晶体（通常采用3.5795Hz）与片内电路构成振荡器，经分频产生参考信号。 （2）正弦波产生电路：它由正弦波编码器与D/A变换器构成，通常，可变速时钟信号先经过5位移位寄存
10、器，产生一种5位移位代码，再由可编程逻辑阵列（PLA）将其转换成二进制代码，加到D/A变换器形成台阶型正弦波。显然台阶的宽度等于时钟频率的倒数，这样形成的正弦波信号频率必然对应于时钟的速率和按键号码。 （3）键控可变时钟产生电路：它是一种可空分频比的分频器，通常由N级移位寄存器与键控反馈逻辑单元组成。 （4）混合电路：将键盘所对应产生的行、列正弦波信号（即低、高群FL、FH）相加、混合成双音信号输出，如上图所示。五、硬件系统框图本次设计系统框图如图5.1所示：MCU 单 片 机 主 控数码管显示 解码电路 交换网络电路图5.1 硬件系统框图电话交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。基本划分为
11、两大部分：话路设备和控制设备。话路设备主要包括各种接口电路(如用户线接口和中继线接口电路等)和交换(或接续)网络；控制设备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器，而在程控交换机中，控制设备则为电子计算机，包括中央处理器(CPU),存储器和输入/输出设备。 解码电路是主要由MT8870多音视频芯片构成，它是双列直插解码芯片。MT8870的STD接单片机的INTO,当STD电平由低变高时引起单片机中断读取电话号码。交换网络电路电子接线器是空分交换网络的核心部件,我们采用MT8816来完成通话双方线路的接续。MT8816芯片是S X 16的模拟开关阵列,8路列输人/输出(YO一Y7)和1 6路行输人
12、/输出(XO一X15)形成模拟交换矩阵,芯片有保持电路,可保持任一交叉点处于接通状态,直至接收到复原信号为止,其引脚如图4所示。单片机的PO口通过列地址线AYOAYZ和行地址线AXOAX3控制列线与行线选择需要接通的交叉点(例如,要接通YO和Xl间的交叉点需向AYOAYZ送000,向AXOAX3送1000)。DATA为交叉点开关控制位,高电平时交叉点开关连通相反则断 开。RST为复位信号输人,高电平时全部开关均置于截止状态。STB为选通脉冲输人,单片机送人列、行地址码后还必须给STB端送一脉冲信号同时DATA置高电平,才能使MT8816完成接续工作,MT8816拆线复原的过程与接续过程类似,此
13、时只须将DATA置低电平即可。数码管显示电路是由74HC595是一款BCD码转端为7段输出的集成电路芯片，利用它可以直接驱动共阳极的7段数码管。74HC595是硅结构的CMOS器件，兼容低电压TTL电路，遵守JEDEC标准。74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。74HC595芯片驱动数码管显示不同的数。六、硬件系统设计6.1 设计思路本系统是依据程控交换原理设计的微型空分交换系统。其基本设计原理为：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七段显示器显示，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
14、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，AT89S52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。当一方挂机后，计时停止显示通话时间，并向对方送催挂音，对方挂机后系统拆线复原。6.2 器件介绍6.2.1单片机主控芯片介绍AT89S52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8k bytes的可
15、反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度，非易失存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89S52是此系统的最佳选择。单片机控制模块的作用是控制各单元电路的运行并完成数据的换算或处理，主要由单片机、时钟电路、复位电路组成。单片机引脚图如图6.1所示：图6.1单片机引脚图1、主要性能参数与MCS-51产品指令系统完全兼容4k字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态操作:0Hz-24MHz 三级机密程序存储器128X8字节内部RAM
16、32个可编程I/O口线2个16位定时/计数器5个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式2、功能特性 AT89S52提供了一个标准功能：8k字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM,32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断机构，一个全双工串行通信口，片内振荡及时钟电路。同时，AT89S52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，只允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 3、引脚功能说明（1）VCC:电源电压。（
17、2）GND:地。（3）P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可使其成为高阻抗输入端。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分别被地址（低8位）和数据总线使用，在访问期间激活内部上拉电阻。在flash编程时，P0口接受指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。（4）P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，做输入口使用时
18、，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。Flash编程和程序校验期间，P1接受低8位地址。（5）P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，做输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVXDPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVXRI指令）时，P2口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区
19、中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash编程时，P2亦接受高位地址和其他控制信号。（6）P3口：P3是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写“1”，它们被内部的上拉电阻拉高，此时可作输入口，做输入口使用时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。（7）RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。（8）ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出拱
20、顶的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。禁止后，只有一条MOVX和MOVC指令可激活ALE。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。（9）EA/VPP: 外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH）。EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位IB1被编程，复位时内部会锁存E端状态。如EA端为高电平（接Vcc端）
21、，CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚要加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。（10） XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。（11） XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。6.2.2 MT8816芯片的介绍 MT8816是一个8x16的模拟开关阵列。开关阵列是8列乘16行。列是Y输入/输出而行是X输入/输出。交叉模拟开关阵列当打开时将任何的Y输入/输出与任何的X输入/输出互相连接，当关掉时提供一个隔离的高程度。一个128位的控制存储器有只写位被地址输入(AY0-AY2,AX0-AX3)选中的RAM。数据
22、在数据输入端被送到存储器。只要CS(芯片选择)和选通脉冲（STROBE）输入是高电平，而且在选通脉冲（STROBE）下降沿被锁存。存储器单元被写入逻辑1时对应的交叉开关打开，而被写入逻辑0 把对应的交叉开关关掉。只有当数据写入存储器时与地址存储器地址相应的交叉开关才改变。剩余的开关保持他们的原来状态。通过在控制存储器内建立适当的模式，可以使任何X和Y的组合输入/输出互相连接。RESET输入是逻辑1时，不管CS是高或低电平，所有存储器位置异步返回逻辑0关掉所有的交叉开关。数字信号的范围是从VDD到VSS而模拟信号的范围从VDD到VEE。MT8816引脚图如图6.2所示：图6.2 MT8816引脚
23、图 表6.1 MT8816芯片引脚功能引脚功能作用AX0AX3行地址总线（输入）AY0AY2列地址总线（输入）CS片选信号DATA数据总线STROBE阀门开关RESET复位信号X0X15开关阵列16路行输入/者输出Y0Y7开关阵列8路列输入/输出NC空脚VSS数字地VEE电源-5VVDDVCC(+5V)6.2.3 MT8870芯片的介绍MT8870 双音多频音调译码器（Tone Decoder）是MITEL 公司所开发生产为一颗常用复频译码IC，这个电路可以接收DTMF 信号，是一个完整的DTMF 接收器。它接收了DTMF 信号后，内部将信号分成高频带和低频带，并将此信号送至数字译码器，然后将
24、讯号送至数字译码器以解出按键值，接着将解出的按键值以二进制的方式以四条线（Q1、Q2、Q3、Q4）输出到外部共享Bus 上。值得一提的是，当MT8870 解出一个按键值且输出到外部时，其STD 接脚会由低态升为高态，经一段时间后再降为低态，我们便可利用此特点侦测到此脚有讯号时便马上将Q1-Q4 接脚所产生的值读入CPU，然后解出电话的按键值。用户音频电路电话机发出的双音多频（DTMF）信号通过电容（0.1F）及电阻（100k）耦合到芯片的第2脚，2脚是芯片内部运算放大器的反向输入端，3脚是运放的输出端，输入输出之间接一个100k的比例放大电阻。芯片的11脚至14脚是DTMF信号的二进制代码的输
25、出数据通道。它们与单片机的数据总线相连。芯片内部的DTMF信号代码可通过此通道进入控制电路的RAM中。芯片的18脚接电源+5V，16、17脚与18脚之间所接的电阻（100k）及电容（0.1F）是识别DTMF信号时所需的时间常数电路。5、6、9脚接地，1脚与4脚相连，7、8脚之间接一个3.5795MHz的晶振，分频产生芯片内部所需的DTMF信号双音对中的各单音比较信号，芯片的15脚是DTMF信号检测输出，当芯片接收到双音多频信号时，15脚输出高电平，15脚通过反相器接到单片机的外部中断0引脚，平时15脚为低电平。芯片的10脚为数据允许输出端，允许芯片接收到的DTMF二进制代码从1114脚输出，高
26、电平有效。平时10脚保持低电平，1114脚为高阻态。这种接线方式是常规使用的接线方式。MT8870引脚图如图6.3所示：图6.3 MT8870引脚图其引脚功能如表6.2所示：表6.2 MT8870引脚功能PIN脚位说明PIN脚位说明1IN+OPA非反相输入端18VDD电源正电压2IN-OPA反相输入端17St/GT动作输入/监视时间3GS增益选择16Est提前动作输出4Vref参考电压输出15StD延迟动作输出5INH禁制输入信号检出14Q4三态译码数据输出6PWDN电源下降输入13Q3三态译码数据输出7OSC1内部振荡电路输入端12Q2三态译码数据输出8OSC2内部振荡电路输出端11Q1三态
27、译码数据输出9VSS电源地线10TOE三态输出端6.3 单元电路6.3.1上电复位电路复位电路如图6.4所示：图6.4 上电复位电路图 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，并从这个状态开始工作。在系统中，有时也会出现显示不正常，也为了调试方便，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键复位功能。在此系统中单片机的复位靠外部电路实现的，单片机有一个复位引脚RST，高电平有效。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，
28、CPU开始正常工作。需要注意的是，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提供复位信号直至系统电源稳定后撤销复位信号。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。 复位电路单片机的RST管脚为主机提供了一个外部复位信号输入口。复位信号是高电平有效，高电平有效的持续时间为2个机器周期以上。单片机的复位方式可由手动复位方式完成。电阻、电容器的参考值R=10K、C=10uF。6.3.2上电指示灯电路图6.5 上电指示灯电路图当单片机上电时，上电指示灯亮起，系统开始工作。6.3.3 晶振电路图6.6 晶振电路图单片机时钟电路是用来配合外
29、部晶体实现振荡的电路，这样可以为单片机提供运行时钟，如果运行时钟为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计算机的心脏，它控制着计算机的二：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。如果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。6.3.4电源电路 电源由变压部分、滤波部分、稳压部分组成。为整个系统提供5V或者12V电压，确保电路的正常稳定工作。 采用L7805稳压块，输出为5V。电子组件要正常
30、运作都需要电源电压供电，一般常用的电源电压为+5V或+12V，因为数字IC （Ingegrated Circuit：集成电路）所供给的电压为+5V，而CMOS IC所供给的电压为+12V，7805是一个稳压块。7805稳压管把高电压转换到低电压，7805稳压管具有保护单片机的作用。L7805输出端要并联上一个电解电容，滤除交流电干扰，防止损坏单片机系统。本设计采用只采用了稳压电源。黄色发光二极管表示保温，红色的表示加热状态。图6.7电源电路图6.3.5 数码显示电路74HC595是一款BCD码转为7段输出的集成电路芯片，利用它可以直接驱动共阳极的7段数码管。74HC595是硅结构的CMOS器件
31、，兼容低电压TTL电路，遵守JEDEC标准。74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器是分别的时钟。 数据在SHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。 移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。74HC595芯片驱动数码管显示不同的数字。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
32、的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O埠多，如驱动5个数码管静态显示则需要58=40根I/O口来驱动，要知道一个单片机可用的I/O口才32个。所以采用动态扫描的方法。其原理图如图6.8所示：图6.8 数码显示电路图6.3.6 解码电路解码电路选用了编、解码的传输方式进行控制，编、解码方式采用双音多频（DTMF）。DTMF编、解码方式在电话拨号系统中应用非常广泛，其突出的优点是抗干扰能力很强，电视监控系统的具体控制要求是：在主控台或分控台处，将所有控制信号进行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。MT8870 双音多频音
33、调译码器（Tone Decoder）是MITEL 公司所开发生产为一颗常用复频译码IC，这个电路可以接收DTMF 信号，是一个完整的DTMF 接收器。它接收了DTMF 信号后，内部将信号分成高频带和低频带，并将此信号送至数字译码器，然后将讯号送至数字译码器以解出按键值，接着将解出的按键值以二进制的方式以四条输出线输出到外部共享Bus 上。值得一提的是，当MT8870 解出一个按键值且输出到外部时，其STD 接脚会由低态升为高态，经一段时间后再降为低态，我们便可利用此特点侦测到此脚有讯号时便马上将输出引脚所产生的值读入CPU，然后解出电话的按键值。芯片内部的DTMF信号代码可通过此通道进入控制电
34、路的RAM中。芯片的18脚接电源+5V，16、17脚与18脚之间所接的电阻（100k）及电容（0.1F）是识别DTMF信号时所需的时间常数电路。5、6、9脚接地，1脚与4脚相连，7、8脚之间接一个3.5795MHz的晶振，分频产生芯片内部所需的DTMF信号双音对中的各单音比较信号，芯片的15脚是DTMF信号检测输出，当芯片接收到双音多频信号时，15脚输出高电平，15脚通过反相器接到单片机的外部中断0引脚，平时15脚为低电平。芯片的10脚为数据允许输出端，允许芯片接收到的DTMF二进制代码从1114脚输出，高电平有效。平时10脚保持低电平，1114脚为高阻态。这种接线方式是常规使用的接线方式。
35、解码电路如图6.9所示：图6.9 解码电路图6.3.7 交换网络电路 交换网络电路图如图6.10所示：图6.10 交换网络电路图电子接线器是空分交换网络的核心部件。所以本设计采用了MT8816来完成通话双方线路的接续。MT8816是一个大小为8x16的模拟开关阵列。开关阵列是8列乘16行。列是Y输入/输出而行是X输入/输出。交叉模拟开关阵列当打开时将任何的Y输入/输出与任何的X输入/输出互相连接，当关掉时提供一个隔离的高程度。一个128位的控制存储器有只写位被地址输入(AY0-AY2,AX0-AX3)选中的RAM。数据在数据输入端被送到存储器。只要CS(芯片选择)和选通脉冲（STROBE）输入
36、是高电平，数据被异步写入存储器，而且在选通脉冲（STROBE）下降沿被锁存。存储器单元被写入逻辑1时对应的交叉开关打开，而被写入逻辑0 把对应的交叉开关关掉。只有当数据写入存储器时与地址存储器地址相应的交叉开关才改变。剩余的开关保持他们的原来状态。通过在控制存储器内建立适当的模式，可以使任何X和Y的组合输入/输出互相连接。RESET输入是逻辑1时，不管CS是高或低电平，所有的存储器位置异步返回逻辑0关掉所有的交叉开关。二个电压叁考管脚(VSS和VEE)能使MT8816负模拟信号转变。数字信号的范围是从VDD到VSS而模拟信号的范围从VDD到VEE。如果需要单电压叁数VSS和VEE可以连在一起。
37、6.4 器件清单表6.3 元件清单CommentDescriptionFootprintDesignatorQuantityCap Pol1PolarizedCapacitor (Radial)RB7.6-15C1, C62CapCapacitorRAD-0.3C2 C86LED1Typical RED GaAs LEDLED-1D1, D32Bridge1Full Wave Diode BridgeE-BIP-P4/D10D21L7805L11Header 8Header, 8-PinHDR1X8P1, P3, P43Header 9Header, 9-PinHDR1X9P21Header
38、2Header, 2-PinHDR1X2P5, P62Res Pack4Isolated Resistor NetworkSOP65P780-16NR1, R22Res2ResistorAXIAL-0.4R3 R1210SW-PB4SW-PB4S117-SEGSEGF1,SEGF2274HC595U1, U22AT89S52DIP40U31MT8816U41MT8870U51XTALCrystalOscillatorBCY-W2/D3.1Y1, Y22Trans CuplTransformerTRF_4变压器11七、系统软件设计7.1 软件设计思路 首先对系统初始化，即对单片机设置中断及内部数
39、据存储器单元清零。然后，主叫摘机检测程序，主叫方摘机后，数码管显示电路显示主叫号码，拨号音控制信号置高电平，交换网络向主叫方送拨号音，等待主叫方拨打电话号码。最后拨号检测与等待摘机程序，检测到拨号脉冲后，立刻切断拨号音，单片机响应中断读取电话号码对应的二进制编码。若被叫号码对应的话机不存在或被叫方处于状态，则忙音控制信号置高电平，交换网络向主叫方送忙音，催其挂机；若号码检测正确则铃流控制信号置、回铃音控制信号置高电平，交换网络向被叫方送铃流信号，同时向主叫方送回铃音。 向用户1发送忙音向用户2发送铃流向用户1发送回铃用户2摘机切断铃流、回铃音程序初始化开始用户2忙送催挂音，拆线复原一方挂机，计
40、时停止启动通话计时向用户1发送拨号音用户1摘机呼叫用户2单片机用户1号码送7段数码管MT8870信号译码检测用户2状态单片机中断并显示号码切断拨号切断铃流、回铃音音YN7.2 程序流程图 图7.1程序流程图八、心得体会 本次交换原理课程设计，设计了一个基于单片机的简易程控交换系统的设计。整个系统由单片机主控模块、双音多频检测模块、数码管显示等模块部分组成。通过这次课程设计，使我更加扎实的掌握了很多课本上的知识。在设计过程中我虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手仿真调试，使我掌握的知
41、识不再是纸上谈兵。在课程设计过程中，我不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，通过努力，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道里，给了我很多思考，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深
42、。使我对抽象的理论有了具体的认识。我认为，在这次课程设计中，培养了我的独立思考的能力，在各种其它能力上也都有了提高。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我的将来也将有很大的帮助。 本次课题设计是在杨佳老师和王超老师的悉心指导下完成的，得到了老师很大的帮助。老师渊博的知识、严谨的治学态度和求实精神、忘我的工作作风、学术上的远见和生活上的平易近人，时刻激励着学生，是学生学习的榜样。值此论文完成之际，特向指老师致以诚挚的感激和无尽的敬意！九、参考文献1金慧文现代交换原理电子工业出版社20072雷振明现代电信交换基础人民邮电出版社19953
43、刘增基交换原理与技术人民邮电出版社20114王忠明微型计算机原理西安电子科技大学出版社20085王鼎兴互联网络结构分析科学出版社19906叶敏程控数字交换与交换网北京邮电大学出版社19937康华光电子技术基础数字部分高等教育出版社20068冯径多协议标记交换技术人民邮电出版社2000年.附录I（电路原理图）附录II（源程序）20org 0000hajmp startorg 000bhajmp timer0start: mov sp,#6fhmov 30h,#00hmov 2ah,#00hmov 2bh,#00hmov 2ch,#00hmov tmod,#01hmov th0,#0echmov
44、tl0,#78hmov ie,#82hmov r4,#200setb tr0loop: jb p0.0,next2acall delayjb p0.0,next2next1: jnb p0.0,next1mov a,2chadd a,#01hda amov 2ch,acjne a,#60,next2mov 2ch,#00next2: jb p0.1,next4acall delayjb p0.1,next4next3: jnb p0.1,next3mov a,2bhadd a,#01da amov 2bh,acjne a,#60,next4mov 2bh,#00next4: jb p0.2,loopacall delayjb p0.2,loopnext5: jnb p0.2,next5mov a,2ahadd a,#01hda amov 2ah,acjne a,#24,loopmov 2ah,#00a