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小型程控电路交换机的硬件设计 王平等:小型程控电路交换机的硬件设计 小型程控电路交换机的硬件设计 王平,施文灶,黄唏 (福建师范大学物光学院福建福州350007) 摘要:为了开发和实现一种高性价比,符合电信标准规定的程控电路交换机.阐述程控电路交换机在公共交换电话 网中的作用,工作原理和系统的组成结构,将程控交换机的硬件设计分为几个功能模块,并分别加以详细地介绍.可以实现 8部话机(含中继接口)的互相呼叫及通话.最后,提出功能模块独立化的应用方式,使得该设计成果能应用于通信及控制等 领域. 关键词:电路交换;空分交换;模块;双音多频 中图分类号:TP334文献标识码:B文章编号:1004—373X(2009)O4—148—04 HardwareDesignofSmallProgram——controlCircuitSwitch WANGPing.SHIWenzao.HUANGXi (SchoolofPhysicsandOpto—electronic,FujianNormalUniversity,Fuzhou,350007,China) Abstract:InordertOdevelopandrealizetheprogram—controlcircuitswitchwithahighcost—effective,conformingtO telecommunicationsstandard,thefunctionandoperationalprincipleoftheprogram—controlcircuitswitchinthePSTNandthe systemstructure,thehardwaredesignofprogram—controlcircuitswitchwithseveralfunctionmodulesareintroduced.The callsandcommunicationsamongeightphones(includingrelayinterfaces)arerealizable.Applicationmodeofthefunction modulesisindependence,theproductionisappliedtOthecommunicationandcontrolfields. Keywords:circuitswitching;spaceswitching;modules;DTMF 方便,快捷的公共交换电话网(PSTN)线路遍布世 界各地,已经成为生活中不可缺少的部份,它具有成本 低,范围广,重复建设少等优点.PSTN通信网基于电 路交换方式,其核心设备——电路交换机如同是交换网 的”立交桥”.交换技术从早期的人工交换,机电交换发 展到电子交换,从模拟交换发展到数字交换,从布控发 展到程控.如今先进的电路交换机同时采用数字交换, 空分交换,时隙交换和程序控制等技术,因此具有抗干 扰能力强,交换容量大以及控制灵活等特点. 目前市场上类似高端产品,如日本NEC公司生.产 的NEAX一61系列,美国ATamp;T公司生产的No.5 ESS系列等.这类产品都拥有强劲的性能,超高的稳 定性和完善的支援系统,自然也就拥有天价.而在市场 上大多数产品虽然称为”程控交换机”,但据其表现,充 其量只能算是一个电话线路分离器,无论是在参数指标 上还是在可靠性等方面,都没有很好地达到国际电信协 会建议的标准,相当部分的机型仍然运用模拟电路搭建 交换阵列,导致可靠性差. 收稿日期:2008一O6—16 基金项目:福建省教育厅资助省属高校项目(2007F5039) 148 该设计是将在程控交换里应用广泛的”电路交换” 以实物的形式体现出来.这台小型程控交换机模拟了 程控交换网中的电路交换的全过程,既可以形象的作为 教学的实物例子,也是一台实用的标准小型电话交换 机,其性能很好地达到国际电信协会建议的标准.稍加 改进后又可用于诸如视频信号传输系统,智能家居管理 系统,楼宇门禁管理系统,远程信号传输和小区安防管 理系统等. 1系统结构 本系统是一个8口(含一个中继接口)小型程控电 话交换机,系统结构如图1所示.用户终端和中继设备 通过接口电路,经由CPU模块控制的交换网络控制各 个话路的接续和释放. 1.1系统模块 按功能可分为MCU模块,I/0扩展模块,”看门 狗”模块,双音多频(DoubleToneMultiFrequency, DTMF)模块,空分交换模块,信号音模块,电源模块, 用户接口模块,中继模块,振铃模块. MCU模块是整个系统的核心.上电后,由MCU 模块对周边各个模块进行初始化,初始化完成后,扫描 用户端口的状态,并根据端口状态执行相应的指令. I/0扩展模块是因为单片机I/O口数量不