【導讀】備交換機的所有基本功能。該設計采用單片機、網絡交換芯片和用戶接口芯片，以單片機為微控制中心實現(xiàn)通信系統(tǒng)的呼叫、應答、處理，話路連接和拆線功能。機，可以進行分機內部通話。本文主要介紹了電話交換機的硬件設計，具體包括各個模塊的主要功。能，芯片的選擇以及具體的應用電路。

　　

【正文】 個 8 16 的大規(guī)模矩陣開關 。 20 矩陣中的任意一個接點可以通過控制端接通或斷開。芯片內部具有節(jié)點保持電路，可以是兩個以上的節(jié)點同時接通。例如 AX0AX1AX2AX3AY0AY1AY2 為0000000 是打開 X0,Y0 點，繼續(xù)控制 AX0AX1AX2AX3AY0AY1AY 為 0000100可以同時打開 X0,Y1 點。 控制模塊 可以通過地址線 AX0~AX3 和數據線 AY0~AY2 進行控制和選擇需要接通的 矩陣節(jié)點 。 AY0~AY2 控制 Y0~Y7 中的一條線。 Y0~Y7 編成二進制碼，經過譯碼以后就可以接通 矩陣節(jié)點 相應的 COLi；數據線 AX0~AX3 控制 X0~X15 中的一條。 AX0~AX3 是不編碼的， 其中 一條 AROW7 線為 “1”，控制相應的 ROWi 以接通 相應的矩陣節(jié)點 。 MT8816 的地 址表見表 23 例如要接通 X1 和 Y0 之間的 矩陣節(jié) 點 ， 這時 要 向 AY0~AY2 送 000， 同時也要向 AX0~AX3 送 0000。 當送出地址啟動門 ST 時，就 能夠 將 對應的矩陣開關接通，圖中還有一個引腳 叫 作 “CS”的片選端。當 CS 為 “1”時，全部 矩陣節(jié)點 就打開了。 具體時序圖見圖 213。 圖 213 綜上所述， MT8816 是由 7～ 128 線地址譯碼器， 128 位 的 控制數據鎖存器和 8 16 矩陣開關 組成，在電路處于正常 接通、斷開 工作狀態(tài)下， CS 端 應為高電平， RESET 端應 為低電平，地址碼輸入選擇鎖存單元及 矩陣開關 對應的 節(jié) 點處于 連通 的狀態(tài)，數據 DI 會 在 ST 下降沿 的時候 被異步寫入鎖存單元，并控制所選 矩陣開關節(jié)點 的通、斷 狀態(tài) ，若 DI 為低電平，則 節(jié)點 截止。 21 表 23 . MT8816 應用電路 圖 214 所示的 MT8816 的具體應用電路。 MT8816 有兩個電源地參考點兩個電： VSS 為數字地的參考點， VEE 為負電源的參考點。數字信號的范圍是 VDD至 VSS 而模擬信號的范圍是 VDD 至 VEE。 VSS 和 VEE 在單電源供 電時可以連接在一起。因為本設計處理的是音頻信號，所以采用的就是雙電源供電。 因此， VSS 接至 GND， VEE 接至 5V ， VDD 接至 5V的 VCC。 芯片的 3 腳是復位端， 接至單片機的 腳，不管片選 CS 引腳是高電 平還是低電平，只要復位端為高電平就會將所有存儲單元變成邏輯 0，并斷開所有的矩陣開關節(jié)點。 MT8816的 20腳是 STROBE， 40腳是 CS，共同接之單片機 腳 。 MT8816 的 42 腳是 DATA 端接至 腳。接線時 DATA 端拉至高電平則被選擇的開關節(jié)點會被打開，通話結束是至低電平，所有 節(jié)點會斷開。AX0~AX1,AY0~AY2 分別依次連至 ~， AX2， AX3 兩條地址線接至低電平，是由于需要用到的只有 X0~X3 四個端口。 22 圖 214 . 控制模塊 和電源模塊 圖 215 23 . 控制模塊 控制模塊使用 AT89S52 作為控制芯片。該芯片兼容 C51 系列單片機， S系列的是能用下載線進行在線編程的 (ISP，使用簡單的 HC244 電路，就可以通過 電腦上面的程序來進行對單片機的編程，很多新的片子都支持這個功能了，比如 AVR， MPS430)，無須拆下來放到的編程器上面寫 入程序 。 單片機 P0 口接DTMF 模塊， P2 口接 MT 8816 模塊，其余口可外接用戶接口模塊。 單片機的應用電路見圖 215。 . 電源模塊 圖 216 電源模塊是較為重要的一個模塊，系統(tǒng)所需要的電源電壓為 +5v 和用戶模塊所需要的 48v 電壓。系統(tǒng)對電源的紋波有較高的要求，因此 為使各個模塊 能夠穩(wěn)定而正常地工作， 故選用 變壓器 加 穩(wěn)壓芯片的電源電路 。 電源電路見圖 216。 其具體的原理如下： 220V 的 交流電 輸入至兩路變壓器，一路為 220v~9v，另一路為 220v~27v。第一路當中經變壓器得到的 9v 交流電經二極管橋式整流器得到直流信號，再通過 780 7905 組成的雙電源穩(wěn)壓電路的到 +5v 的供電電源。 在 780 7905 的 輸 24 入 和 輸出端都接有 濾波 電容，而且是一大一小，大容量電容是低頻濾波作用，小容量電容是高頻濾波用 ，這樣可以起到濾波，抑制交流分量等作用，能使電源更穩(wěn)定的工作。 第二路為 48v 供電 電源， 同樣采用 7 79 系列 穩(wěn)壓芯片。原因是此電路相比 DCDC 升壓電路能夠替供更大的輸出電流 ，并且變壓器之間具有良好的電氣隔離性能，即兩路電路的輸出端不具有電氣相關性。由此可以將第二路輸出的高電平端接地，則電路低電平端對地參考點的電壓為 48v。 3. 系統(tǒng)的工作原理 待機時，各分機線與內部話音線 ( MT8816 的 x0)和信號音線是斷開的。單片機進行分機摘掛機檢測。當單片機通過摘掛機檢測到有內部分機摘機時，單片機控制 MT8816 將 x x0 和 y0 相連，通過 x2 向 1 號分機送撥號音 ， AT89S52控制 MT8870 通過 x0 檢測 1 號分機撥 打的第一位號碼，若 1 號分機撥打的第一位號碼是“ *”號，則認為是撥打內部分機，單片機向欲接入分機送鈴流，向 1號分機送回鈴音，完成通話過程。 4. 總結與展望 該設計為小型電話交換網絡的設計與實現(xiàn)，涉及到現(xiàn)代交換原理與具體應用。前期的資料查閱非常重要，包括系統(tǒng)的整體框架與芯片 datasheet。對于一個系統(tǒng)的設計實現(xiàn)需要一個合理的進度安排才能有效地利用時間、節(jié)約設計成本、提高開發(fā)效率。 整個系統(tǒng)分為 5 個模塊，每個模塊都需要確定具體的設計方案。包括各個模塊的芯片選擇、外圍電路的設計以及模塊之間的連接等。查閱芯片的資 料可以了解芯片的具體應用方法，從而選出合理的方案來實現(xiàn)設計。 該系統(tǒng)包括硬件電路和軟件程序，硬件采用了分別制作各個模塊測試板的方式，及分步實現(xiàn)各個模塊的功能最后整合成一個完整的系統(tǒng)。模塊的調試是基于芯片的具體功能來制定的，比如 SLIC 模塊需要測試與電話機的連接情況以及模塊的輸入、輸出接口的功能是否正常?？傮w調試是把各個模塊連接成一個系統(tǒng)，并進行系統(tǒng)的整體調試。 該設計使自己的實踐能力得到了鍛煉，在不斷解決遇到的各種問題時獲得了寶貴的經驗，同時鍛煉了自己的分析能力。 25 參考文獻 【 1】葉敏 。程控數字 交換與交換網。北京郵電大學出版社 . 【 2】龔軍 ， 王小燕。用戶線接口芯片 AM79R70 在交換機 ALU 中的應用。國外電子元器件 . 【 3】 姜冰。一個小型程控交換機的設計。電子工藝技術。 【 4】 幸坤濤。 8 16 模擬開關陣列 MT8816 及應用。電子世界。 【 5】 《數字程控交換原理》實驗指導書。長江大學電子信息學院 【 6】 王平。小型程控電路交換機的硬件設計。計算機應用技術。 2021 26 致謝 此次畢業(yè)設計 是在 向強 老師的 指導下進行的 ， 從最開始的資料的搜集到 設計 中 遇到問題時 老師的悉心指導與幫助 才使得我的設計順利的進行。 在此向導師表示衷心地感謝！ 還要感謝和我同 組的 同學，是你們在我平時設計中和我一起探討問題，并指出 設計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設計順利的進行下去，在此表示深深的謝意。 最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。 27 附錄 交換機原理圖 (注： 顯示比例放大可顯示細節(jié)