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1、基于 AT89S52 单片机的程控交换机设计摘要随着通讯产业的发展，固定电话业务呈现出举世瞩目的快速增长。但同时也急剧增加了市话网的话务负荷。用户型程控电话交换机是市话交换机的一种补充设备，它为市话网承担了大量的单位和家庭内部用户间的话务量，减轻了市话网的话务负荷。另外它靠近用户，因而缩短了用户线距离，节省了用户电缆。同时只用一根电话线接入市话网，起到话务集中的作用。本文介绍了基于家庭电话线的四门程控电话交换机的设计和实现。在文中主要介绍了该设计的硬件电路、软件设计流程、系统测试。程控控制器的 MCU 采用 AT89S52 单片机，是本系统的核心器件，由 MT8870 实现电话按键的 DTMF
2、 信号的解码，由继电器来控制各门话机的通断，通过继电器控制电源产生周期性信号来模拟产生内部通话的来电铃流，用 1602 液晶显示屏显示话机的通话状态。 关键词AT89S52；交换机；程控控制器目 录摘要 .2第 1 章 绪论 .41.1 程控电话交换机的发展历程 .41.2 本文研究内容 .4第二章 系统结构及功能介绍 .52.1 系统工作原理概述 .52.2 系统的功能和使用 .62.2.1 系统的功能 .72.2.2 使用说明 .8第三章 硬件系统的设计 .93.1 系统硬件总概述 .93.2 自动摘/挂机 .123.3 DTMF 信号解码电路 .143.4 LCD1602 显示电路 .1
3、53.4.1 扩展 I/O 口电路 .153.4.2 液晶显示 .16第四章 系统软件设计 .164.1 主程序部分 .164.2 自动摘/挂机 .18第五章 系统测试 .19第六章 结束语 .20致谢 .22参考文献 .23第 1 章 绪论1.1 程控电话交换机的发展历程电话交换机的发展经历了五个阶段：第一个阶段是人工电话交换机；第二个阶段进入自动交换，以史端乔式的步进制电话交换机为重要标志；第三阶段是纵横式交换机，使机电式交换机发展到了比较完善的阶段；第四阶段转入了电子式交换机的阶段，在控制系统中用电子器件代替了许多电磁器件，但在交换机网络的接续上还没有突破空分的接续方式；第五阶段进入程控
4、数字交换的时代，无论在控制方式还是交换接续方式上都有很大的变革，成了通向 ISDN的重要支柱1 。随着数字通信与脉冲编码调制(PCM)技术的迅速发展和广泛应用，世界各先进国家自 60 年代开始以极大的热情竞相研制数字程控交换机，经过艰苦的努力，法国首先于 1970 年在拉尼翁(Lanion)成功开通了世界上第一个程控数字交换系统 E10,它标志着交换技术从传统的模拟交换进入数字交换时代。由于程控数字交换技术的先进性和设备的经济性，使电话交换跨上了一个新的台阶，而且对开通非话业务，实现综合业务数字交换奠定了基础，因而成为交换技术的主要发展方向，随着微处理器技术和专用集成电路的飞跃发展，程控数字交
5、换的优越性愈加明显的展现出来。目前所生产的中大容量的程控机全部为数字式的。我国自 1982 年在福州引进日本的 F-150 交换机后，到 1991 年底，已引进程控数字交换机达到 600 万门之多，但仍远远满足不了国内电话的需求。为了适应迅速发展的电话通信事业，除了引进了八、九种国外产品外，我国也进行了相关的自主研发。1.2 本文研究内容电话属半双工通信手段。因此，这可以大大体现出利用电话进行遥控的更大优越性。操作者可以通过各种提示音即时了解受控对象的有关信息，从而进行进一步的操作。电话遥控这一课题目前已有涉足者，但是只是还只限于实验室阶段，因而距离实际应用，尤其是对于日常生活尚有一定的差距，
6、并不能完全体现出电话遥控方式的半双工通信特点。本作品正是针对这一点进行了较大改进，采取单片机智能控制，利用不同的提示音达到对于不同操作的提示及对受控方状态的信息反馈，从而使操作者能够及时了解受控方信息，使产品达到交互式与智能化。本作品的各种电器接口、各项标准都严格遵循国家有关标准，为以后的产品化提供了良好的基础。第二章 系统结构及功能介绍2.1 系统工作原理概述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
7、，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。程控交换机实质上是采用计算机进行“存储程序控制”的交换机，它将各种控制功能，方法编成程序，存入存储器，利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制，管理整个交换系统的工作。交换网络交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求，通过控制部分的接续命令，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用各种机电式接线器( 如纵横接线器，编码接线器，笛簧接线器等),在程控交换机中目前主要采用由电子开关阵列构成的空分交换网络，和由存储器等电路构成的时分接续网络。用用户电路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
8、线接口电路(SLIC,Subscriber Line Interface Circuit)。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(ALC)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(DLC)。出入中继器出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路，用于交换机中继线的连接。它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。控制设备控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。程控交换机控制设备的主体是微处理器，通常按其配置与控制工作方式的不同，可分为集中控制和分散控制两类。为了更好的适应软硬件模块化的要求，提高处理能力及增强系统的灵活性与可靠性，目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高，已广泛采用部分或完全分布式控制方式。2.2 系统的功能和使用在电话网中，信号音种类繁多，具体来讲，可包括单频信号和多频信号两大类。单
