基于單片機(jī)的線路交換機(jī)的設(shè)計

word文檔可自由復(fù)制編輯word文檔可自由復(fù)制編輯本科畢業(yè)設(shè)計（論文）基于單片機(jī)的線路交換機(jī)的設(shè)計燕山大學(xué)年月本科畢業(yè)設(shè)計（論文）（輸入畢業(yè)設(shè)計（論文）題目）學(xué)院：專業(yè)：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：答辯日期：燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學(xué)院：系級教學(xué)單位：學(xué)號學(xué)生姓名專業(yè)班級題目題目名稱題目性質(zhì)1.理工類：工程設(shè)計（）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（）；理論研究型（）；計算機(jī)軟件型（）；綜合型（）2.文管理類（）；3.外語類（）；4.藝術(shù)類（）題目類型1.畢業(yè)設(shè)計（）2.論文（）題目來源科研課題（）生產(chǎn)實(shí)際（）自選題目（）主要內(nèi)容基本要求參考資料周次第～周第～周第～周第～周第～周應(yīng)完成的內(nèi)容指導(dǎo)教師：職稱：年月日系級教學(xué)單位審批：年月日注：表題黑體小三號字，內(nèi)容五號字，行距18磅。（此行文字閱后刪除）word文檔可自由復(fù)制編輯摘要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，電話通訊在生活及工作中發(fā)揮了重大作用，近年來,在我國通信技術(shù)的發(fā)展勢頭十分迅猛。以電路交換和數(shù)字程控交換技術(shù)為基礎(chǔ)的電話網(wǎng)更是在整個通信網(wǎng)中占據(jù)著重要的地位。本文結(jié)合課題首先介紹了程控交換機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r,對模擬交換機(jī)和數(shù)字交換機(jī)進(jìn)行了性能比較,并指出未來數(shù)字交換機(jī)的發(fā)展方向。本文主要完成了一個基于單片機(jī)的小型線路交換機(jī)的設(shè)計。本文結(jié)合課題首先介紹了程控交換機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r,對模擬交換機(jī)和數(shù)字交換機(jī)進(jìn)行了性能比較,并指出未來數(shù)字交換機(jī)的發(fā)展方向。然后具體介紹了以AT89C52單片機(jī)為核心控制器的小型程控交換機(jī)的硬件電路的設(shè)計。該系統(tǒng)主要由用戶線接口模塊、DTMF模塊、摘掛機(jī)檢測模塊、信號音模塊、控制模塊和交換模塊組成。具體包括各個模塊的主要功能，芯片的選擇以及具體的應(yīng)用電路。軟件設(shè)計中主要介紹了編程的環(huán)境，以及設(shè)計流程圖。關(guān)鍵詞程控交換機(jī)單片機(jī)MT8870word文檔可自由復(fù)制編輯word文檔可自由復(fù)制編輯AbstractWitheconomicdevelopmentandpeople’slivingstandardsimprove,telephonecommunicationsinthelifeandworkplayedamajorrole.Inrecentyears,thecommunicatingtechnologyhasadvancedrapidlyinourcountry.Withcircuitswitchinganddigitalswitchingtechnologybasedontelephonenetworkwasinthewholecommunicationnetworkplaysanimportantrolein.Thispaperfirstintroducesthetopicofthedevelopmentofprogram-controlledswitches,analogswitchesanddigitalswitchescomparestheperformanceandpointedoutthefuturedirectionofdevelopmentofdigitalswitches.Inthispaper,completedasmallmicrocontrollerbasedcircuitswitchdesign.Thispaperfirstintroducesthetopicofthedevelopmentofprogramcontrolledswitchesanalogswitchesanddigitalswitchescomparestheperformanceandpointedoutthefuturedirectionofdevelopmentofdigitalswitches.ThenspecificallyintroducedtoAT89C52microcontrollerasthecorecontrollerPABXhardwarecircuitdesign.Thesystemmainlyconsistssubscirberlineinterfacemodule,DTMFmodulehookdetectionmodule,asignaltonemodule,controlmoduleandswitchingmodule.Specificallyincludingthemainfunctionofeachmodule,chipselectionaswellasspecificapplicationcircuit.Softwaredesignintroducestheprogrammingenvironment,andthedesignflow.Keywordsprogram-controlledswitch;SCM;DTMFword文檔可自由復(fù)制編輯目錄摘要 ⑹盡量朝“單片”方向設(shè)計硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)器件越多，器件之間相互干擾也越強(qiáng)，功耗也增大，也不可避免地降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結(jié)合以上基本原則，本課題在設(shè)計過程中經(jīng)反復(fù)修改，最終確定的控制部分電路原理圖。MT8870的基本工作流程如下：DTMF模擬信號從IN-腳引入后首先進(jìn)行雙音濾波器初步濾除帶外干擾信號，濾出后的信號再經(jīng)高群濾波器和低群濾波器分離出信號其中的低頻和高頻分量，隨后這兩種分量通過過零檢測后送至數(shù)字檢測計算電路；如果分離出高、低頻信號同時被編碼器檢測到，芯片的Est引腳會輸出高電平，通過此信號可以判定輸入的信號是否為雙音頻信號。當(dāng)輸入DTMF信號消失時，Est引腳會輸出低電平。為了防止輸入的噪聲被MT8870誤判，MT8870需要輸入端的信號能夠延遲一段時間。時間的長短由PK1和C2組成的電路來決定。見圖3-12。如果輸入的信號為DTMF信號，Est引腳輸出高電平，電容C2放電，ST/GT引腳上的電壓值上升，電壓上升至門限VTST時，輸入的音頻信號會被編碼成四位二進(jìn)制數(shù)字信號。該數(shù)字信號會被鎖存起來。此時ST/GT腳會輸出高電平，使此引腳的電壓由門限值VTST升到VCC。之后只要Est引腳輸仍然保持為高電平ST/GT就為高電平，使PK1和C2組成的電路回到初始狀態(tài)。芯片將數(shù)字信號鎖存操作并延時以后STD引腳會輸出高電平，表示數(shù)字信號已經(jīng)鎖存完畢。此時控制模塊若要從Q1~Q4上讀出這四位編碼，應(yīng)使TOE引腳為高電平來打開鎖存器。信號注釋：Vin輸入的DTMF信號；Est提前動作輸出。高電平表示檢測到DTMF音頻信號；ST/GT動作輸入/監(jiān)視時間。連接外部RC電路作為延遲判定信號；Q1~Q4DTMF音頻信號譯碼器輸出信號；Std延時動作輸出。高電平表示出現(xiàn)有效的DTMF信號；低電平表示沒有出現(xiàn)有效的DTMF信號。TOEDTMF譯碼器輸出使能信號。信號為高電平時，Q1~Q4能夠從寄存器中輸出譯碼信號?？刂颇K需要得到DTMF的譯碼值時會掃描查詢St的引腳的狀態(tài)。當(dāng)St的上出現(xiàn)一個上升沿的脈沖時，即Std的前一狀態(tài)為低電平而當(dāng)前狀態(tài)為高電平時，就表示輸入端輸入了新的DTMF信號，控制模塊會對從Q1~Q4的到的信號進(jìn)行分析、儲存工作。依次將得到的不同的DTMF信號值存入一個數(shù)組當(dāng)中。并對該數(shù)組中的號碼經(jīng)行分析處理，既確定收到的被叫用戶號碼是否有效。如有效控制模塊會打開相應(yīng)的被叫用戶端口進(jìn)行后續(xù)操作。3.4本章小結(jié)本章主要敘述了基于單片機(jī)的線路交換機(jī)在硬件電路原理圖的設(shè)計思路以及具體的硬件電路的連接。先是對設(shè)計中所需芯片進(jìn)行了簡單的講述。本課題是以AT89C51單片機(jī)為核心控制系統(tǒng)。之后對硬件系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和硬件系統(tǒng)的總電路圖做了大體的描述。尤其對系統(tǒng)各個功能模塊及其具體電路作了進(jìn)一步的介紹。其中控制系統(tǒng)部分重點(diǎn)描述了雙音多頻（DTMF）信號及其專用接收芯片MT8870。本系統(tǒng)的電路原理圖都是使用PROTEL99se軟件進(jìn)行繪制的，并對整體及各部分電路原理圖進(jìn)行了截圖敘述。第4章軟件系統(tǒng)設(shè)計4.1軟件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)程控交換機(jī)的軟件系統(tǒng)可分為運(yùn)行軟件和支持軟件兩大部分。運(yùn)行軟件是交換機(jī)中運(yùn)行使用的、對交換系統(tǒng)各種業(yè)務(wù)進(jìn)行處理的軟件總和；支持軟件是軟件開發(fā)、調(diào)試和維護(hù)的工具，包含語言編譯、連接程序和調(diào)試程序等。交換機(jī)的軟件在結(jié)構(gòu)上實(shí)行模塊化設(shè)計。程控交換機(jī)的特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量大，實(shí)時性和可靠性要求高。因此對軟件也要求有較高的實(shí)時效率，能處理大量呼叫，而且必須保證通信業(yè)務(wù)的不間斷性。運(yùn)行軟件包括系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序。系統(tǒng)程序是交換機(jī)硬件同應(yīng)用程序的接口，操作系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了交換網(wǎng)以及硬件各端口的初始化和狀態(tài)掃描、時鐘管理、數(shù)據(jù)庫管理、消息處理和進(jìn)程調(diào)度等基本功能。應(yīng)用程序包括呼叫處理程序和管理維護(hù)程序。其基本結(jié)構(gòu)如圖4-1所示：圖4-1運(yùn)行軟件的基本結(jié)構(gòu)運(yùn)行軟件的基本任務(wù)是控制交換機(jī)的運(yùn)行，而交換機(jī)的基本目的是建立和釋放呼叫。因此運(yùn)行軟件的主要任務(wù)是呼叫處理。呼叫處理程序集中體現(xiàn)了交換機(jī)軟件的兩個基本特點(diǎn)：實(shí)時性和并發(fā)性。圖4-1運(yùn)行軟件的基本結(jié)構(gòu)4.2呼叫處理的基本過程下面以本局呼叫為例，簡要說明程控交換機(jī)呼叫處理的基本過程。1、用戶呼出階段在用戶呼出階段，程控交換機(jī)按照一定的周期檢查每一條用戶線的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)用戶摘機(jī)時，程控交換機(jī)就根據(jù)用戶線在交換機(jī)上的安裝位置找到該用戶的用戶數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行分析。如該用戶有權(quán)發(fā)起呼叫，程控交換機(jī)就尋找一個空閑的收號器并通過交換網(wǎng)絡(luò)將該用戶電路與收號器相連接，向用戶送撥號音，進(jìn)入撥號狀態(tài)。2、數(shù)字接收機(jī)分析階段該階段是處理任務(wù)最繁重的階段。在此階段，程控交換機(jī)接收用戶撥號。對于直流撥號脈沖方式，每次收到的是一個脈沖，并由信令接收程序?qū)⑹盏降亩鄠€脈沖裝配為撥號數(shù)字；而對于DTMF信號，每次收到的是一個數(shù)字。當(dāng)程控交換機(jī)收到一定位數(shù)的號碼后將進(jìn)行數(shù)字分析，從而確定呼叫的類型、路由等。當(dāng)數(shù)字分析的結(jié)果是本局呼叫時，就通知信令接收程序繼續(xù)接收剩余號碼。3、通話建立階段當(dāng)被叫號收齊后，程控交換機(jī)根據(jù)被叫號碼查詢被叫號碼的用戶數(shù)據(jù)。若被叫空閑且未登記與被交有關(guān)的新業(yè)務(wù)（如呼叫前轉(zhuǎn)），程控交換機(jī)就在交換網(wǎng)絡(luò)中尋找一條能將主叫用戶和被叫用戶連接的通路，并預(yù)先占用該通路，同時向被叫用戶送振鈴信號，向主叫用戶送回鈴音。4、通話階段當(dāng)被叫用戶摘機(jī)應(yīng)答后，交換機(jī)停止向被叫用戶送振鈴信號，停止向主叫用戶送回鈴音，將交換網(wǎng)絡(luò)中連接主、被叫用戶的鏈路接通，同時啟動計費(fèi)，呼叫處理進(jìn)入通話階段。5、呼叫釋放階段在通話階段，交換機(jī)如果發(fā)現(xiàn)一方先掛機(jī)，就給另一方送忙音。當(dāng)雙方都掛機(jī)時，程控交換機(jī)就收回此次呼叫占用的資源，停止計費(fèi)，呼叫處理過程結(jié)束。這個例子完整的講述了程控交換機(jī)完成一次本局通話的過程，呼叫的全過程可以看做為若干個穩(wěn)態(tài)，交換機(jī)每次呼叫處理，總是使呼叫由一個穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。4.3呼叫處理程序完成整個呼叫過程的呼叫處理程序由輸入處理、內(nèi)部處理和輸出處理程序組成。輸入處理程序主要是各種掃描程序，內(nèi)部處理程序是由各種分析程序和任務(wù)執(zhí)行程序組成，輸出處理程序則是各種驅(qū)動程序。1.用戶摘、掛機(jī)掃描原理摘掛機(jī)識別的實(shí)質(zhì)就是識別用戶回路狀態(tài)有無變化?；芈返臓顟B(tài)有兩種：斷開或閉合，分別用“1”和“0”表示。為了能及時地發(fā)現(xiàn)回路狀態(tài)的變化，但又不至于使處理機(jī)只為某一用戶服務(wù)，將用戶掃描程序按一定時間啟動以讀取用戶電路狀態(tài)的信息。一般用戶摘掛機(jī)識別的掃描周期為100~100ms。要判別用戶原先的狀態(tài)的變化，除了要知道當(dāng)前用戶狀態(tài)，即本次掃描的信息外，還要知道用戶原先的狀態(tài)，即上次掃描的結(jié)果。本次的掃描信息用LSCN表示。LSCN為“0”表示用戶摘機(jī)，為“1”表示掛機(jī)。上次掃描結(jié)果記錄在用戶存儲器中，用LM表示，每個用戶一位，LM為“1”，表示用戶空閑，為“0”表示忙。圖4-2為用戶回路由斷開到閉合的狀態(tài)變化。圖4-2用戶摘機(jī)識別原理圖4-2用戶摘機(jī)識別原理從圖可以看出，只有當(dāng)上次掃描結(jié)果LM為“1”，即回路是切斷狀態(tài)，而本次掃描LSCN為“0”，即回路是閉合狀態(tài)時，才能判定為摘機(jī)呼出事件發(fā)生。這兩個條件同時滿足，用邏輯關(guān)系表示是（/LSCN）∧LM=1同理，掛機(jī)事件發(fā)生是上次掃描結(jié)果為“0”，本次掃描為“1”，其邏輯表達(dá)式是LSCN∧（/LM）圖4-3掛機(jī)識別原理圖4-3為用戶回路由閉合到斷開的狀態(tài)變化。圖4-3掛機(jī)識別原理因?yàn)槊總€用戶的摘掛機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)只占一個二進(jìn)制位。每次只對一個二進(jìn)制位進(jìn)行檢測，效率太低。在實(shí)際處理中采用群處理辦法，即每次對一組用戶進(jìn)行掃描檢測，這樣既節(jié)省了機(jī)時又提高了掃描速度。2.撥號脈沖掃描原理當(dāng)用戶用好盤撥號時，回路將交替地斷開和閉合，向交換機(jī)發(fā)送撥號脈沖。因此，識別撥號脈沖，仍然要監(jiān)視用戶回路狀態(tài)的變化，此外，還必須區(qū)分每一串脈沖，即要識別出二位號碼之間的“位間隔”，以便接受完整號碼。撥號盤所發(fā)的撥號脈沖有規(guī)定的參數(shù)。我國規(guī)定的號盤脈沖的參數(shù)有：——脈沖速度：即每秒鐘送的脈沖個數(shù)。規(guī)定脈沖速度為每秒鐘8~16個脈沖；——脈沖斷、續(xù)比：即脈沖寬度（斷）和間隔寬度（續(xù)）之比。必須知道脈沖最短的變化間隔是多少，由此來決定掃描間隔時間。規(guī)定的號盤最快速度是每秒16個脈沖，也就是說脈沖周期1000/16=62.5ms斷續(xù)比為3:1時續(xù)的時間最短，它占周期的1/4，即15.625ms，這樣要求掃描的最長間隔不能大于這個時間，否則要丟失脈沖。一般撥號脈沖識別的掃描周期為8~10ms。圖4-4脈沖識別原理圖4-4脈沖識別原理圖4-4中，SCN⊕LL=變化識別，它標(biāo)志狀態(tài)的變化。當(dāng)用戶線狀態(tài)變化時，變化識別為“1”。對于一個脈沖來說，是前沿和后沿各識別一次?？梢匀稳∫粋€來識別脈沖。圖4-4中采用的是脈沖前沿識別，因此又將“變化識別”和前次結(jié)果相與。3.位間隔識別原理位間隔識別的目的是要識別兩位號碼之間的間隔，從而區(qū)分各位號碼。按規(guī)定撥號盤的位間隔不小于250ms。最慢的脈沖速度為每秒8個脈沖，這就是說脈沖周1000/8=125ms。當(dāng)斷續(xù)比為1:1時，脈沖（續(xù)）時間應(yīng)為62.5ms。所以位間隔識別程序要能鑒別62.5ms和250ms間的間隔。可以采用96ms~100ms掃描程序來識別。原理如圖4-5所示：圖4-5位間隔識別原理圖4-5位間隔識別原理圖4-5在“變化識別”以前的數(shù)據(jù)和圖4-4中的脈沖識別完全一樣。以后就要由96ms程序和8ms程序協(xié)同工作。位間隔識別要討論的主要也是這段工作工程。在圖4-5中，變量AP標(biāo)志著首次碰到了“變化”。平時它為“0”，只要在8ms的掃描周期內(nèi)發(fā)現(xiàn)有變化，它就變?yōu)椤?”，且在以后每次撥號脈沖的8ms掃描周期到來時，都保持為“1”，直至這次位間隔掃描周期結(jié)束。這個要求可以在如下的邏輯運(yùn)算中實(shí)現(xiàn)：AP=AP∨變化識別為保證上述的變量AP平時為“0”這一點(diǎn)，每到一個位間隔96ms掃描周期開始，都要給AP設(shè)初值“0”。這樣就形成了下列計算式AP=（AP∨變化識別）∧（/96）在每次96ms程序執(zhí)行期間來檢查“AP”這個變量，若為“0”，說明在前96ms周期內(nèi)沒有發(fā)生過變化；若為“1”，說明已發(fā)生過變化。那么久看下一個96ms周期，若仍有變化，那就是脈沖變化；若無變化，那就是位間隔變化（>96ms無變化）。再在下一個周期內(nèi)仍能識別出“無變化”。但是已經(jīng)識別出一次了，不能再作重復(fù)識別。綜上所述，只要識別兩個變量就可以了：=1\*GB3①本次位間隔96ms掃描周期內(nèi)無變化；=2\*GB3②上一個周期內(nèi)有變化就可確認(rèn)為位間隔了。需要說明的是僅上面所識別的“位間隔”還不夠，因?yàn)樗蛔C明了前一次變化在96ms以前。那么用戶中途掛機(jī)也可以達(dá)到這個條件，因此必須區(qū)別是“位間隔”還是“中途掛機(jī)”。區(qū)別這個容易，只要區(qū)別現(xiàn)在用戶處于掛機(jī)還是摘機(jī)狀態(tài)即可。前者為中途掛機(jī)，后者為位間隔。這是可以查一下“上次掃描結(jié)果”的內(nèi)容。若為“1”，說明此時用戶已掛機(jī)，那么識別的是“中途掛機(jī)”；若為“0”，說明用戶證處于摘機(jī)狀態(tài)，應(yīng)為位間隔。4.按鈕話機(jī)雙音多頻信號的接收雙音多頻信號由MT8870芯片接收，管腳STD在無信號到來時為低電平“0”，有雙音多頻信號到達(dá)時則變?yōu)椤?”，因此，應(yīng)有一個專用于掃描STD管腳的程序，來接收雙音多頻信號。按鈕號碼識別方法如圖4-6所示：圖4-6按鈕號碼接收原理一般按鈕信號傳送時間大于40ms，因此用16ms掃描周期已能識別。圖4-6按鈕號碼接收原理4.4系統(tǒng)總程序相關(guān)子函數(shù)及各變量功能說明系統(tǒng)總程序包括：一號機(jī)呼叫處理子程序，二號機(jī)呼叫處理子程序，三號機(jī)呼叫處理子程序，四號機(jī)呼叫處理子程序。一號機(jī)振鈴子程序，二號機(jī)振鈴子程序，三號機(jī)振鈴子程序，四號機(jī)振鈴子程序。一號機(jī)應(yīng)答摘機(jī)處理子程序，二號機(jī)應(yīng)答摘機(jī)處理子程序，三號機(jī)摘機(jī)應(yīng)答處理子程序，四號機(jī)摘機(jī)應(yīng)答子程序。話路切換子程序。程序中相關(guān)的狀態(tài)標(biāo)志變量包括：摘機(jī)檢測程序中的定義全局變量函數(shù)SBIT函數(shù)。電話號碼定義函數(shù)UCHAR。應(yīng)答子程序中的電話號碼檢測函數(shù)NUM_check.4.5總程序相關(guān)流程圖單片機(jī)機(jī)程序功能就是根據(jù)主、被叫狀態(tài)以及主、被叫各狀態(tài)下所發(fā)生的各種事件進(jìn)行相應(yīng)的處理，也分幾個模塊級程序。每個模塊級程序?qū)?yīng)一個用戶狀態(tài)，單片機(jī)程序按照一個用戶一個狀態(tài)循環(huán)執(zhí)行，即：先查詢第一個用戶的狀態(tài)，執(zhí)行該用戶狀態(tài)所對應(yīng)的模塊級程序，然后查詢第二個用戶的狀態(tài)，接著執(zhí)行第二個用戶所處的狀態(tài)對應(yīng)的模塊級程序，然后第三個用戶的狀態(tài)對應(yīng)的模塊級程序……當(dāng)執(zhí)行完最后一個用戶對應(yīng)的狀態(tài)模塊級程序，再返回從第一個用戶開始重新執(zhí)行。本設(shè)計中，單片機(jī)上電復(fù)位后，首先執(zhí)行初始化操作，然后持續(xù)掃描P1.0~P1.3，判斷摘掛機(jī)檢測模塊電路檢測的用戶話機(jī)摘掛機(jī)狀態(tài)。根據(jù)檢測到的狀態(tài)決定是否調(diào)用話機(jī)摘機(jī)處理程序：將該處于摘機(jī)狀態(tài)的話機(jī)與收號部分連接。此時，單片機(jī)通過P2.0~2.3接收MT8870經(jīng)譯碼后輸出的信號，判斷被叫用戶話機(jī)，由P1.4~P1.7輸出控制信號到振鈴控制電路，控制相應(yīng)的繼電器導(dǎo)通以是被叫話機(jī)收到振鈴信號。之后由P1.0~P1.3輸出控制信號到話路切換模塊，控制響應(yīng)的繼電器導(dǎo)通以接通話機(jī)之間的線路，完成通話。根據(jù)程控交換機(jī)的功能，整個程序分為初始化、摘機(jī)處理、按鍵處理、掛機(jī)處理、外線來電處理、振鈴處理幾個模塊，以下為基于單片機(jī)的線路交換機(jī)的設(shè)計相關(guān)流程圖：摘機(jī)處理模塊流程圖圖4-7軟件設(shè)計流程圖摘機(jī)處理模塊流程圖圖4-7軟件設(shè)計流程圖摘掛機(jī)識別流程圖按鈕號識別流程圖摘掛機(jī)識別流程圖按鈕號識別流程圖4.6本章小結(jié)本系統(tǒng)基于SM8951單片機(jī)與CM8870雙音多頻解碼芯片實(shí)現(xiàn)小型數(shù)字程控交換機(jī)的功能。重點(diǎn)介紹了軟件系統(tǒng)流程圖，摘掛機(jī)檢測電路流程圖，按鈕號識別流程圖。為了設(shè)計的簡單明了，對軟件部分進(jìn)行了由整體到部分的模塊化處理，先整理出了整體的設(shè)計思路，將軟件部分分為了幾個重要的模塊，強(qiáng)調(diào)模塊化的管理。采用KeilC51作為編程環(huán)境，編程語言為C語言。并以一號機(jī)撥打二號機(jī)為例，進(jìn)行了程序編寫。結(jié)論本文對程控交換機(jī)的交換原理進(jìn)行了研究，尤其對系統(tǒng)的工作過程進(jìn)行了細(xì)致的分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了基于單片機(jī)的小型程控交換機(jī)的硬件和軟件的設(shè)計。本設(shè)計由五個大部分組成，分別是單片機(jī)控制模塊、摘掛機(jī)模塊、DTMF解碼模塊、交換網(wǎng)絡(luò)模塊和信號音模塊。硬件電路部分采用了51系列單片機(jī)AT89C51作為系統(tǒng)的核心。控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的中樞，它需要完成對各個功能模塊的控制和調(diào)配。而51單片機(jī)I/O接口有限，因此在設(shè)計過程中通過使用74LS377鎖存器對CPU進(jìn)行了并行I/O口擴(kuò)展。雙音多頻（DTMF）信號收號部分采用了MT8870專用芯片來實(shí)現(xiàn)，通過繼電器來控制4部話機(jī)與收號器的連接。話路切換控制部分也采用了繼電器來實(shí)現(xiàn)，電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)。軟件系統(tǒng)采用了C語言來完成對交換機(jī)的控制。介紹了軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本特點(diǎn)，設(shè)計了各個模塊化的程序，畫出了相應(yīng)的流程圖。當(dāng)前，小型程控交換機(jī)還是有著不錯的市場需求，它具有設(shè)備小巧使用方便、對技術(shù)環(huán)境要求不高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。適用于辦公室、家庭等環(huán)境。我通過本次畢業(yè)設(shè)計，提高了電路分析能力、硬件差錯與排錯能力用C語言編寫程序的能力，也提高了使用Protel99SE軟件的能力。在設(shè)計原理圖階段，我查閱了不少的書籍和網(wǎng)上一些相關(guān)資料，就是為了能夠?qū)⒃砼軌蛟O(shè)計出簡單，實(shí)用，可行性強(qiáng)的電路。整個設(shè)計過程中，我積累了不少硬軟件開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)都是非常寶貴，是無價的。但由于種種原因?qū)嶋H電路功能未能實(shí)現(xiàn)。參考文獻(xiàn)[1]張文冬.程控數(shù)字交換技術(shù)原理[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，1994[2]沈金龍.現(xiàn)代電信交換和網(wǎng)絡(luò)[M].北京：人民郵電出版社，20017[3]胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，20042[4]索紅光，王海燕，趙清杰，于峰，石樂義.現(xiàn)代通信技術(shù)概論[M].北京：國防工業(yè)出版社，20058[5]陳維言.電話交換技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，199510[6]葉敏.程控數(shù)字交換與交換網(wǎng)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2003[7]陸建洛.DTMF解碼器MT8870及應(yīng)用?，F(xiàn)代通信，1991（9）[8]何立民,單片機(jī)高級教程-應(yīng)用與設(shè)計,北京航空航天大學(xué)出版社[9]仲兆楠,李全虎.基于89C51的小型程控交換機(jī).內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版）.2002,3.2(33)[10]潘兆群.雙音多頻信號接收芯片MT8870的高效實(shí)用方法.電信技術(shù).1998,8[11]曹尉青.小型數(shù)字程控交換機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).河北.河北大學(xué),碩士.2003[12]陳雷.電力通信用小型程控數(shù)字交換機(jī)的設(shè)計.河北.河北大學(xué),碩士.2005[13]張毅剛.MCS—51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2008[14]張培仁.基于C語言編程MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社,2003[15]KnutA.Bahr.GMD/I2,Rhernstr.75,D-6100Darmstadt,Germany.OntheIntegrationofPABXFunctionsinComputerApplications.[16]ChristopherAChung,AbuHuda.AninteractiveMultimediaTrainingSimulationforRespondingtoBombThreals.Simulation,1999,72(2)[17]MiguelAgarcia.AconfigurableACSL-BasedInterfaceGeneratorforSimulatedSystems.Simulation,1999,73(4)致謝在自身的努力與老師的指導(dǎo)下，我圓滿完成了畢業(yè)設(shè)計，包括原理圖設(shè)計，印制電路板設(shè)計，軟件編寫，和畢業(yè)論文的撰寫。在整個畢業(yè)設(shè)計的過程中，我首先要感謝我的指導(dǎo)老師：盧輝斌老師。盧老師很負(fù)責(zé)任也很耐心，對我提出的問題都會悉心指導(dǎo)，給了我很大的幫助。我的設(shè)計過程比較曲折，其中出現(xiàn)了不少問題，盧老師及時為我提供解決方案供我參考，并竭力滿足我設(shè)計中的各種需求。在盧老師的指導(dǎo)下，我順利完成了設(shè)計任務(wù)，也學(xué)到了一些硬軟件設(shè)計方面的技巧與方法，而這些小知識在書本上是很難學(xué)到的，只有自己經(jīng)歷過了，經(jīng)過了艱苦的調(diào)試過程，這些知識才會印在自己大腦里，成為自己知識的一部分。另外我也很感謝蘇明老師，蘇老師幾乎每天都會去實(shí)驗(yàn)室中指導(dǎo)我們，解決設(shè)計中遇到的困難，并盡可能的給我們提供所需的器件、材料等的幫助。我在這里對大學(xué)四年教導(dǎo)過我的老師，關(guān)心支持我的同學(xué)以及給予了良好學(xué)習(xí)環(huán)境的學(xué)校表達(dá)最誠摯的謝意！你們?yōu)槲掖髮W(xué)四年的學(xué)習(xí)提供了良好的環(huán)境，我將在今后努力工作，努力奮斗，以此作為報答，不辜負(fù)學(xué)校和老師對我的期望。結(jié)論本文對程控交換機(jī)的交換原理進(jìn)行了研究，尤其對系統(tǒng)的工作過程進(jìn)行了細(xì)致的分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了基于單片機(jī)的小型程控交換機(jī)的硬件和軟件的設(shè)計。本設(shè)計由五個大部分組成，分別是單片機(jī)控制模塊、摘掛機(jī)模塊、DTMF解碼模塊、交換網(wǎng)絡(luò)模塊和信號音模塊。硬件電路部分采用了51系列單片機(jī)AT89C51作為系統(tǒng)的核心?？刂葡到y(tǒng)是整個系統(tǒng)的中樞，它需要完成對各個功能模塊的控制和調(diào)配。而51單片機(jī)I/O接口有限，因此在設(shè)計過程中通過使用74LS377鎖存器對CPU進(jìn)行了并行I/O口擴(kuò)展。雙音多頻（DTMF）信號收號部分采用了MT8870專用芯片來實(shí)現(xiàn)，通過繼電器來控制4部話機(jī)與收號器的連接。話路切換控制部分也采用了繼電器來實(shí)現(xiàn)，電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)。軟件系統(tǒng)采用了C語言來完成對交換機(jī)的控制。介紹了軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本特點(diǎn)，設(shè)計了各個模塊化的程序，畫出了相應(yīng)的流程圖。當(dāng)前，小型程控交換機(jī)還是有著不錯的市場需求，它具有設(shè)備小巧使用方便、對技術(shù)環(huán)境要求不高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。適用于辦公室、家庭等環(huán)境。我通過本次畢業(yè)設(shè)計，提高了電路分析能力、硬件差錯與排錯能力用C語言編寫程序的能力，也提高了使用Protel99SE軟件的能力。在設(shè)計原理圖階段，我查閱了不少的書籍和網(wǎng)上一些相關(guān)資料，就是為了能夠?qū)⒃砼軌蛟O(shè)計出簡單，實(shí)用，可行性強(qiáng)的電路。整個設(shè)計過程中，我積累了不少硬軟件開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)都是非常寶貴，是無價的。但由于種種原因?qū)嶋H電路功能未能實(shí)現(xiàn)。第3章硬件電路設(shè)計3.1MacroButtonNoMacro[單擊此處輸入節(jié)標(biāo)題]MacroButtonNoMacro[單擊此處輸入正文內(nèi)容(宋體、小四號字，行距20磅)]……………………PO口：PO口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每教可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫“1”時，被定義為高阻輸入。PO能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，PO口作為原碼輸入口，當(dāng)FAISH進(jìn)行校驗(yàn)時，PO輸出原碼4，此時PO外部必須拉高。P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。此外，P1.0和P1.2分別作為定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2)和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX)。參考文獻(xiàn)MacroButtonNoMacro[單擊此處輸入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)內(nèi)容（宋體、小四號字，行距20磅）]致謝MacroButtonNoMacro[單擊此處輸入致謝內(nèi)容（宋體、小四號字,行距2