【2017年整理】实验五 程控交换系统实验

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1、 44（A） MT8816 管脚 排列图实 验 五 空 分 交 换 实 验 (1)一 、 实 验 目 的1掌握程控交换中空分交换网络交换的基本原理与实现方法。2 通过对空分交换 MT8816 芯片的实验， 熟悉空分交换网络的工作过程。二 、 预 习 要 求认真预习程控交换原理教材中的相关内容。三 、 实 验 仪 器 仪 表1现代程控交换实验系统一台2电话机四部320MHz 示波器一台 四 、实 验 电 路 工 作 过 程空分交换系统的核心芯片是 MT8816，用它来取代人工交换时的连接线。MT8816 的功能及管脚排列如图 7-1 所示， 该芯片是 8*16 模拟开关阵列， 它内含 7-128

2、 线地址译码器， 控制锁存器和 8*16 交叉点开关阵列， 其电路的基本特 性为：1提供 816 模拟开关阵列功能2导通电阻（V DD=12V ，25） 65MAX3导通电阻偏差（V DD=12V ，25 ）10MAX4模拟信号最大幅度 12VPP5开关带宽 45MHz6非线性失真 0.01%7电源 4.513.2V8工艺 CMOS9封装 双列直插式 图 7-2 MT8816 交换矩阵 示意图（B）MT8 816 功能方框图图 7-1 MT8816 功能及管 脚排列图CS 片选信号输入端，高电平有效。STROBE选通脉冲输入端，为高电平时控制字地址输入芯片，在 STROBE 下降沿 DATA

3、端数据被锁存。在 STROBE 上升沿前，地址必须进入稳 定态，在 STROBE 下降 沿处，D ATA 端数据也应该进入稳定态。DAT DATA 数据输入端，DA TA=1，接点导通；D ATA=0，接 点断开。AY0A Y2 列地址码输入，对开关阵列进行列寻址。AX0AX3 行地址码输入，对开关阵列进行行寻址。Y0Y7 列输入/输出，开关阵列 8 路列输入或 输出。X0X1 5 行输入/输出，开关阵列 16 路行输入或 输出。RESET 复位信号输入，若为高电平，全部开关置于截止状态。VDD 正电源，电压范围为 4.513.2V。VEE 负电源，通常接地。VSS 数字地。MT8816 是C

4、MOS大规模集成电路芯片。 这是一片 816 模拟交换矩阵， 如图 7-2 所示，图中有 8 条C OL线 （ L0-L7） 和 16 条ROW 线 （ROW 0-ROW15， 形 成一个模拟交换矩阵，它们可以通过任意一个 交叉点处于接通状态，直至来复 位信号为止。CPU可以通过地址线ACOL2ACOL 0和数据线A RW3A RW0 进 行 控 制 和 选 择 需 要 接 通 的 交 叉 点 。ACOL2 ACOL0控 制 COL7 COL0相 应 的 一 条线。 ACOL2A COL0编成二进制码， 经过译码以后就可以接通交叉点相应的 COLi；A RW3A RW0 管ROW 15ROW

5、0中的一条。ARW3 ARW0 是编码的， 某一条A RWi线为 “1， 控制相应的 ROWi以接通有关的交叉点。 例如要接通L 1和 J0之间的交叉点。这时一方面向A COL0A COL2送 001，另一方面向A RW3 送 “1。 当送出地址启动门ST 时， 就可以将相应交叉点接通了 ， 图中还有一个端 子叫“D I。它是片选端。当D I为“1” 时，全部交叉点就打开了。 电子接线器速度快， 驱动要求低， 并能自己保持。 因此使用起来十分方便。电 子 接 线 器 的 优 点 是 体 积 小 ， 价 格 便 宜 ， 且 串 音 衰 耗 较 机 电 的 接 线 器 小 ， 它的缺点是导通电阻较

6、机械接点大 （一般几十欧姆到一百欧姆， 因此电子接线 器组成的交换网络和由机械接点组成的交换网络也是有区别的。综上所述，该电路是由 7128 线地址译码器，128 位控制数据锁存器与 816 开关阵列组成在电路处于正常开关工作状态下CS 应为高电平RESE T为低电平，地址码输入选择锁存单元及开关阵 列对应的交叉点处于开的状态，图7-2 MT8816交换矩阵示意图这样数据 DI 在 ST 下降沿时刻被异步写入锁存单元 ， 并控制所选交叉点开关的通、 断。 若 DI 为高电平， 则相应开关导通 ， 若 DI 为低电平， 则开关截止。 其 地址译码真值表如表 6-1 所示：表 6-1 MT8816

7、 地址译码真值表 五 、 实 验 内 容1以 MT8816 为例，介绍空分交换芯片的工作原理及应用电路。2 观测 MT8816 的空分交换功能， 用甲一路呼叫乙二路， 比较接续成功前 后的波形。3掌握空分交换芯片 MT8816 的特性及对其编程的要求。六 、 实 验 步 骤1打开电源开关，按下“复位 ”键，显示“欢迎使用程控交换实 验 ， 按下“开始” 键，进入交换状态选择，此时选 择 “空分交换”方式，按下“ 确 认” 键。2 根据前面所进行的实验， 仔细观察并记录主叫用户和被叫用户的通信流程。下面列出本实验各信号测量点。1) 空分交换网络输入信号测量点：TP304：甲一路电话信号发送波形；

8、TP404：甲二路电话信号发送波形；2) 语音信号传输时，有发送语音波形，不通话时，无波形。3) 空分交换网络输出信号测量点：TP305：甲一路电话信号接收波形；TP405：甲二路电话信号接收波形；4) 同样当有语音信号传输时，有接收语音信号波形，否则无波形。 实 验 五 时 分 交 换 实 验 (2)一 、 实 验 目 的1掌握程控交换的基本原理与实验方法。2 通过对数字时分交换芯片 MT8980 的熟悉，了解时分交换网络的工作 过程。二 、 预 习 要 求认真预习程控交换原理教材中的相关内容。三 、 实 验 仪 器 仪 表1现代程控交换实验系统一台2电话机四部320MHz 示波器一台 四

9、、实 验 电 路 工 作 过 程1MT8980 简介时分交换系统的核心芯片是 MT8980，图 8-1 是 MITEL 公司 MT8980D 单 片 数 字 时间 交 换 器 的 框 图 及 管 脚 排 列 图 。 时 间 交 换 器 的 输 入 和 输 出 均 是 8 路32/30 CH PCM 信号，每路称为一个 ST 总线(Seria l Telecom Bus)。话音存储器 的容量为 256*8 位，对应于 256 个输入逻辑信道。接续存储器的容量为 2561 1 位， 对应了 256 个输出信道。 每个接续存储单元的 11 位又分为高 3 位和低 8 位两部分。 MT8980D 可工

10、作于两种模式 。 一种称为交换模式，可实现任意输入 信道至任意输出信道的交换。另一种消息模式 ，它允许交换机的控制系统通过 MT8980D 的控制接口直接读任何话音存储单元或写任何接续存储单元这种模 式对于控制系统收、发信令十分方便。（A）MT8 980 管脚排列图 （B）MT8 980 功能方框图图 8-1 MT8980 功能及 管脚排列图除话音和接续存储器外， MT8980D 还有一个控制寄存器。 控制寄存器的访 问地址是 A5=0(A4A 0 任意)。寄存器各位的作用如下所示：Control Register Bits话音存储器和接续存储器的访问由控制寄存器的低 5 位和 A5A 0 共

11、同控 制：存储器选择位C 4C 3=00 未用01 话音存储器10 接续存储低 8 位11 接续存储器高 3 位ST总线选择位C 2C 0=000 ST0001 ST1010 ST2111 ST7控制接口地址线 A5A0=000000 第 0 时隙(信道) 000001 第 1 时隙011111 第 31 时隙因此， 当控制寄存器的内容为*101 10， 而 A5A0=010010 时， 访问地址为对应于ST O6总线第 18 时隙的接续存储器的低 8 位。当C 7=1 时， 电路工作于消息模式， 所有的读命令自动地从话音存储器读数 据，而所有的写命令则自动把数据写入到接续存储器的低 8 位。

12、此时C 4C 3不 再起控制作用。每个输出信道(或时隙) 对应了接续存储器的一个单元每个单元含有 11 位， 如图 8-2 所示 。 当B 10=0 时， 该单元对应的信道工作于交换模式 。 此时b 7b 5选 择输入ST总线， b4b 0选择时隙。 例如， 当b 7b 0=10110100 时， 该信道输出ST i5 的第 20 时隙。当b10=1 时，该信道工作于消息模式， b7b0中的内容将重复地 每帧(125us)输出一次。设置控制寄存器的C6=1 可使 256 个信道全部工作于消息模式。MT8980 的所有信道均为三态输出，以便多信道并联使用，b8=1 是该单元对应信道的使能位。b8

13、=0 使信道输出为高阻态。将ODE端置低电平，可使所有 信道的输出呈现高阻。MT8980D还有一个辅助 ST总线。它的每帧 256bits来自 256 个接续存储单 元的b9，由 CST0脚输出，可用于传送 256 个信道的信令。DS是“数据就绪” 端， 置高可使控制接口读入D7 D0 总线上的数据。DTA是“数据确认” ，当低时表 示前次输入的数据已被处理。C4i 是输入时钟，频率为 4.096MHz。F0i是帧同步信号输入，置低后，C4i的第一个负沿启动内部 0 时隙。时间交换器容量的增大主要受到存储器读写速度的限制。话音存储器的读 写速率与输入信道数成正比。目前一般存储器的读写时间约在几

14、十几百纳秒 数量级，因此单个时间交换器的容量通常不超过 1024(32 路一次群信号 )。当输 入一次群的路数超过单个时间交换器所能接受的限度时，必须使用多个时间交 换器。不同时间交换器的输入信号中时隙之间的交换需要通过空间交换器来完 成。 2MT8980 工作原理串行PCM数据流以 2.048Mb/s速率分八路由S Ti0STi7输入，经串/并变换， 根据码流号和信道号依次存入 2568 比特数据存储器的相应单元内。 控制寄存 器通过接口， 接受来自微处理器的指令， 并将此指令写入到接续存储器。 这样， 数据存储器中各信道的数据按照接续存储器的 内容，以某种顺序从中读出，再 经 复 用 、

15、缓 存 、 经 并 串 变 换 ， 变 为 时隙 交 换 后 的 八 路 2.048Mb/S串 行 码 流 STo0STo7，从而达到数字交换的目的。如果不再对控制寄存器发出命令，则电路内部 维持现有状态，刚才交换过 的 两 时 隙 将 一直 处 于 交 换 过 程 ， 直 至 接 受 新 命 令 为 止 。 接 续 存 储 器 的 容 量 为25611 位， 分为高 3 位和低 8 位两部分， 前者决定本输出时隙的状态； 后者决 定本输 出时隙所对应的输入时隙。另外，由于 输出多路开关的作用，电路还可 以工作于消息或报文模式，以便使接续存储器低 8 位的内容作为数据直接输出 到相应的时隙中去

16、。MT8980 的全部动作均由微处理器通过控制接口控制。 外部 CPU 可以读取 数据存储器、控制寄存器和接续存储器的内容 ，并可向控制寄存器和接续存储 器写入指令。此外，还可置电路于分离方式， 即微处理器的所有读操作均读自 于数据存储器，所有写操作均写至接续存储器的低 8 位。五 、 实 验 内 容1以 MT8980 为例，介绍时分交换芯片的工作原理及应用电路。2 观测MT8980 的时分交换功能， 用甲一路呼叫乙二路， 传输语音信号时，比较接续成功前后TP 307、TP 308、TP 607、TP 608的波形。3掌握数字时分交换芯片 MT8980 的特性及对其编程的要求。六 、 实 验 步 骤1打开电源开关，按下“复位 ”键，显示“欢迎使用程控交换实 验 ， 按下“