1、南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）作 者： 畢進娜學號：208050301系部：通信工程學院專業(yè)：通信工程題目：程控交換系統(tǒng)的實現(xiàn)（話路系統(tǒng)控制程序設計）指導者：李傳森 工程師評閱者：2009年6月 南京摘要隨著信息技術的發(fā)展，信息己成為現(xiàn)代社會重要的戰(zhàn)略資源，網(wǎng)絡是信息傳輸?shù)?平臺，而交換就是網(wǎng)絡的核心。通信網(wǎng)絡百余年的發(fā)展史己證明，并仍將證明：交換技 術的突破將極大地推動通信網(wǎng)絡的演進。面對信息時代的到來，人們在領略信息社會 的樂趣的同時，也遇到了新的挑戰(zhàn)，學習和掌握交換技術己成為有關工程技術人員和 廣大青年學生迫切的需要。本文介紹了電話交換網(wǎng)的發(fā)展過程、程控交換系統(tǒng)的構成、程控交換系統(tǒng)的

2、各個 硬件模塊、交換網(wǎng)絡的工作過程、呼叫接續(xù)的步驟和基本原理。設計內容主要是根據(jù) 程控交換系統(tǒng)的硬件電路，設計程控交換系統(tǒng)的控制程序，并與呼叫處理程序相結合, 實現(xiàn)電話的基本功能。控制程序須根據(jù)線路狀態(tài)，實時正確的判斷各種呼叫信號，建 立相應的呼叫處理事件，并根據(jù)用戶呼叫狀態(tài)，實現(xiàn)對交換網(wǎng)絡以及撥號音、回鈴音、 忙音和振鈴等信號的控制。關鍵字：程控交換；交換網(wǎng)絡；呼叫處理abstractwith the development of information technology, information has became very important stratagem resource,

3、 network is a platform for information transmission, the core of network is exchange. the development history of communication network after more than one hundred years has proved that, and w ill still prove that, the great progress of exchange technology will promote the evolution of communication

4、network. in the face of coming of information age, people enjoy the information society at the same time, people has encountered many challenges. it is very necessary to learn and master exchange technology for engineering person and college students-this article describes the development process of

5、 switched telephone network, the composition of spc switching system, the hardware modules of spc switching system, the work process of exchange networks, the steps and basic principles of call connection. design elements are mainly based on the hardware circuit of spc switching system, design contr

6、ol procedures of spc switching system and combine with call handling procedures to achieve the basic functions of phones. control procedures judge a variety of call signal by the line status in time, establish the corresponding events of the call processing and control the exchange network as well a

7、s dial tone, ring back tone, busy tone and ring signals based on user call status.keywords： spc； exchange network； call processing第一章緒論11.1引言11.2選題背景與意義11.3研究現(xiàn)狀21.4論文主要研究內容21.5主要章節(jié)安排2第二章呼叫處理接續(xù)的基本原理42.1.呼叫處理接續(xù)過程42.2掃描、識別52.2.1監(jiān)視掃描52.2.2脈沖識別62.2.3摘機、掛機、位間隔識別72.3內部處理72.3.1去話分析102.3.2號碼接收102.3.3號碼分析102.

8、3.4來話分析112.3.5狀態(tài)分析112.3.6接通話路及話終處理12第三章程控交換系統(tǒng)的硬件設計133硬件功能結構133.2模擬用戶接口電路133.3交換網(wǎng)絡17第四章程控交換系統(tǒng)的軟件設計184. 1概述184. 2軟件的組成194.3基本級程序204.3.1初始化程序204.3.2主程序214.3.3摘機處理程序224.3.4位間隔處理程序224.3.5掛機處理程序22436節(jié)點閉合程序224.3.7節(jié)點斷程序244.4周期級程序244.4.1輸入處理程序24442輸出處理程序26第五章系統(tǒng)調試315系統(tǒng)調試環(huán)境315.2系統(tǒng)軟件調試32第六章總結與展望34致謝35參考文獻36附錄a系

9、統(tǒng)的使用手冊37附錄b源程序代碼39附錄c硬件電路圖68第一章緒論1.1引言進入21世紀以來，隨著通信網(wǎng)向下一代網(wǎng)絡的演進和發(fā)展，交換技 術發(fā)生了很大的變化，交換和網(wǎng)絡的關系越來越密不可分。公用電話交換 網(wǎng)是基于電路交換技術建立的最早的電信網(wǎng)絡，是至今為止規(guī)模最大的電 信網(wǎng)絡。電話交換網(wǎng)經(jīng)歷了從機電式電話交換，到模擬程控交換再到數(shù)字 程控交換：機電式電話交換依靠布線連接成具有一定控制功能的邏輯電路 來控制接續(xù)，它是硬件控制；模擬程控交換是指控制部分采用存儲程序控 制方式，而話路部分傳送和交換的是模擬的話音信號，它是由軟件來控制 交換機的動作；數(shù)字程控交換在話路部分交換的是經(jīng)過脈沖編碼調制變換

10、后的數(shù)字化的話音信號，交換機中的交換矩陣要采用數(shù)字交換網(wǎng)絡，它也 是由軟件來控制交換機的動作。程控交換的特點是控制系統(tǒng)依靠事先存儲的程序和數(shù)據(jù)引導微處理 器對各種信令進行適當處理，對交換網(wǎng)絡和接口進行必要的控制。它除了 能明顯改善呼叫處理速度、質量和效率外，其最大優(yōu)點是系統(tǒng)只需通過變 動軟件，就能改變交換系統(tǒng)的組成和功能，增添了許多方便用戶的業(yè)務， 提高了系統(tǒng)硬件結構模塊化和標準化水平，十分便于系統(tǒng)的升級和更新。 從根本上改變了以往這些工作幾乎完全依靠人工的狀況，顯著的提高了網(wǎng) 絡運行管理和維護的自動化程度，加強了系統(tǒng)的靈活性，可操作性和可靠 性。1.2選題背景與意義電話已經(jīng)進入千家萬戶，成為

11、人們日常交換信息的工具，電話的話咅 是通過交換機進行信息處理的，程控交換機是廣泛使用的一種信息處理 機，它是在計算機的控制下，為用戶提供轉接電話等服務。研究程控交換是通信技術飛速發(fā)展的要求，同吋通信技術的發(fā)展也會 推動交換技術的進步，學習和掌握交換技術己成為有關工程技術人員和廣 大青年學生迫切的需要。1.3研究現(xiàn)狀通信網(wǎng)絡的現(xiàn)實情況是多種網(wǎng)絡并存，多種交換方式并存，譬如電路 交換、分組交換、atm交換及ip交換等都得到了廣泛的應用。因特網(wǎng)的興 起和發(fā)展，使得ip和atm交換技術得到了廣泛的應用，尤其是ip電話被 提出后，這一新牛事物得到了人們的廣泛關注，因此有人指出ip電話將 對傳統(tǒng)的電路交換

12、的電話產(chǎn)生威脅。但在現(xiàn)實中我們目前用的最多、感受 最深的還是語音服務，而鑒于話音業(yè)務長期以來的使用習慣和人耳對于話 音時延的敏感度，加之傳統(tǒng)pstn系統(tǒng)qos評價體系的固化，分組交換技 術從理論上說很難保證低時延的話音業(yè)務質量。現(xiàn)在的ip網(wǎng)絡木質上是 一個無連接的、沒有qos保證的網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡擁塞時，延遲過大，話音不 清楚，而h容易產(chǎn)生回聲現(xiàn)象，所以ip電話很難獲得傳統(tǒng)電路交換的效 果。所以，在相當長的一段時間內，繼續(xù)發(fā)展、改進和使用電路交換技術 仍然是一項不可忽視的重要任務。1.4論文主要研究內容本論文涉及了單片機系統(tǒng)，呼叫原理，匯編語言開發(fā)等方面的內容， 主要設計包括以下步驟，即業(yè)務分析，

13、可行性研究，方案設計，繪制流程 圖，編寫代碼，軟件調試，硬件調試等。本次設計實現(xiàn)了從識別用戶摘掛機到完成接續(xù)的整個過程。總體上包 括硬件和軟件兩大部分。交換網(wǎng)絡是整個系統(tǒng)硬件的核心，完成話咅信號 的交換。程控交換機的軟件要求程序能及時的收集各個用戶的當前狀態(tài)數(shù) 據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)加以處理。本系統(tǒng)的程序分為基本級和周期級兩部分。 周期級程序實現(xiàn)對用戶狀態(tài)的周期掃描，基本級程序處理由周期級程序掃 描所得的結果。1.5主要章節(jié)安排第一章總統(tǒng)介紹了電話交換網(wǎng)的發(fā)展過程，以及交換技術的現(xiàn)狀等； 第二章主要介紹呼叫處理接續(xù)的基本原理，包括用戶線掃描，摘機掛機位 間隔識別，分析處理等；第三章介紹了程控交換系統(tǒng)

14、的硬件設計，重點介 紹了用戶接口電路。第四章介紹了程控交換系統(tǒng)的軟件設計，它包括基本 級程序和周期級程序。基本級程序包括主程序，摘機處理程序，掛機處理 程序，位間隔處理程序等；周期級程序包括輸入處理程序，輸出處理程序。 第五章介紹了系統(tǒng)調試。第六章是總結與展望。第二章呼叫處理接續(xù)的基本原理2.1.呼叫處理接續(xù)過程完成一次通話要經(jīng)過主叫摘機、撥號、收號、路由建立、被叫應答、 通話、話終拆線等過程。交換系統(tǒng)對上述各個過程進行處理，完成下列各 階段動作：1.主叫用戶摘機識別程控交換系統(tǒng)通過對各用戶進行周期掃描，將各用戶情況送入單片機 處理，從而發(fā)現(xiàn)摘機用戶。具體是：交換系統(tǒng)以一定周期執(zhí)行用戶線監(jiān)視

15、掃描程序，對各掃描點監(jiān)視掃描，將結果送到單片機運算識別。當主叫用 戶摘機后，交換系統(tǒng)通過周期掃描和運算識別，可以檢測到該用戶，然后 進行去話分析。去話分析是根據(jù)摘機呼叫用戶的數(shù)據(jù)進行一系列分析，確 定交換系統(tǒng)下一步應執(zhí)行的任務。分析完成后，交換系統(tǒng)要準備收號，然 后向主叫用戶送撥號音。2收號和號碼分析收號器接收主叫用戶所撥號碼，收到第一位號碼后，停送撥號音。收 號器對所收號碼按位存儲。收號后要進行號碼分析，其目的是確定是木局 呼叫還是出局呼叫，從而確定應接續(xù)的路由。3. 呼出被叫用戶交換系統(tǒng)收到被叫號碼后，進行來話分析。來話分析是根據(jù)被叫用戶 情況（如：用戶狀態(tài)、用戶設備號等）進行分析處理，確

16、定下一步的接續(xù)處 理，然后測試被叫用戶是否空閑，如空閑則找一條空隙路由連接主叫用戶 和被叫用戶，并找一條空閑通路連接音信號源和被叫用戶。向被叫用戶送 振鈴音，向主叫用戶送回鈴音。4. 被叫應答監(jiān)視當被叫聽到電話鈴響后摘機應答。交換系統(tǒng)通過對用戶線周期掃描發(fā) 現(xiàn)被叫摘機。交換系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)被叫摘機后切斷振鈴音和回鈴音。通話路由在 被叫摘機前己找好，被叫摘機后直接占用路由，通話過程中，處理機對用 戶線狀態(tài)進行監(jiān)視。5. 話終復原處理當用戶掛機后，交換系統(tǒng)通過對周期掃描運算處理后便可發(fā)現(xiàn)、處理第4頁機發(fā)出指令，釋放通話路由，將用戶示閑。為了把各種交換動作編制為程序，根據(jù)呼叫繼續(xù)過程，可把交換動作 分解為較

17、長時間內穩(wěn)定不變的穩(wěn)定狀態(tài)。例如：在本局呼叫正常接續(xù)時， 可將用戶空閑、聽撥號音、向被叫振鈴和雙方通話定為穩(wěn)定狀態(tài)。一次呼 叫中，隨著接續(xù)過程的進展，要從一個穩(wěn)定狀態(tài)向另一個穩(wěn)定狀態(tài)轉移， 這叫做狀態(tài)遷移。處理這種轉移叫做任務。狀態(tài)遷移的原因有：用戶的原 因、接續(xù)中發(fā)生了超時等。呼叫處理程序基本可分為三部分：輸入處理程序、內部處理程序、輸 出處理程序。監(jiān)視掃描程序、識別程序都屈于輸入程序的范疇。對輸入處 理所收集到的信息進行分析，以確定應執(zhí)行哪一項任務、向哪一種穩(wěn)定狀 態(tài)轉移，由分析程序來完成。因此，去話分析程序、號碼分析程序、來話 分析程序和狀態(tài)分析程序均展分析程序的范疇。經(jīng)分析程序決定的要

18、執(zhí)行 哪一項任務以控制交換系統(tǒng)動作，使之能達到轉移至下一穩(wěn)定狀態(tài)，這就 引起任務的執(zhí)行。在任務的執(zhí)行中要涉及到交換系統(tǒng)硬件的動作，因碩件 的動作是每隔一定周期執(zhí)行一次，并耍求動作時同軟件同步，因此，把控 制硬件動作的工作從任務執(zhí)行中分離出來，作為獨立的輸出處理，其程序 也就稱為輸出程序。綜上所述，交換動作的基本形式如下：首先輸入程序，識別外來的信 息，對程序進行分析，決定執(zhí)行哪個任務，然后執(zhí)行己決定的任務，輸出 程序控制硬件動作，使它轉移到另一種穩(wěn)定狀態(tài)，最后完成所執(zhí)行任務的 剩余部分。反復執(zhí)行這一過程，這就是呼叫處理程序的基本組成。2.2掃描、識別2.2.1監(jiān)視掃描程控交換系統(tǒng)通過對用戶電路

19、的監(jiān)視掃描發(fā)現(xiàn)用戶脈沖、摘機、掛機、 位間隔等狀態(tài)的變化、監(jiān)視掃描是在用戶線監(jiān)視掃描程序控制下，周期性 地對用戶電路掃描點掃描，將掃描結果送到處理機去運算識別，以判別是 否有狀態(tài)變化。脈沖掃描的周期為10ms,用戶摘機、掛機、位間隔的監(jiān)視 掃描程序的周期為100mso若周期過長會影響服務質量，周期過短會使掃 描太頻繁，影響處理機工作能力。在圖2.1中用戶線為t，時表示掛機，為'（t表示摘機，圖中表明 線路的各種狀態(tài)以及各種狀態(tài)的值的變化。為了判別用戶掃描點回路狀態(tài) 變化，除了應知道本次掃描值cl外，還必須知道上一次掃描值cc,同時為 了保證判別的可靠性，須在數(shù)據(jù)存儲器中增加一些控制信息

20、，如收號有效 位act,摘掛機判別有效位x,本次掃描周期線路的變化ap,前次掃描周期 線路的變化apl,增加了這些控制信息可以有效地減少判別的錯誤率。摘機、掛機、位間隔識別之前，必須先建立本次掃描周期線路的變化 ap, ap二1表示10ms內線路有變化，ap二0表示10ms內線路無變化。建立ap的 表達式為ccclu ap,只要10ms內有線路的變化，它就將此值置1,并保 持到下一個100ms周期到來時，將此值放到前次掃描周期線路的變化apl 中，ap置0,為下次建立ap值做準備。皿 0 101 01 00 11 00 1zja 00gju 000wjga ov cmop圖2. 1用戶線路狀態(tài)

21、222脈沖識別脈沖識別的周期為10ms,用戶掃描器在用戶線監(jiān)視掃描程序的控制 下，周期性地對用戶電路進行掃描，掃描結果稱本次掃描值cl。本次掃描 值cl取反與前次掃描值cc與act,即脈沖識別的表達式/claccnact,當 表達式為1時有脈沖，表達式為0時無脈沖。每到10ms將本次掃描值放到前 次掃描值中，將其存儲在處理機的存儲器的一個單元中。223摘機、掛機、位間隔識別摘機識別的周期為100ms,摘機識別的表達式為zj=/ap n apl n /cl a /x,當摘機表達式為zj二1時表示有用戶摘機，將該用戶的忙閑位置1,當 zj二0時表示無摘機。掛機識別的表達式為gj=/apnaplnc

22、lnx,當掛機表達式gj二1時表示 有用戶掛機，當gj二0時表示無掛機。位間隔識別的表達式為wj g=/ap n apl n /cl pact,當位間隔表達式 wjg二1時表示已經(jīng)收到一個號碼，并將該號碼轉存，當wjg二0時表示沒收到 一個號碼。每100ms進行摘機、掛機、位間隔識別后要將本次掃描結果cl 存入用戶存儲器作為下次掃描的前次值cc,同時將本次掃描周期線路的變 化ap存到前次掃描周期線路的變化apl中，ap置0。程控交換系統(tǒng)對用戶掃描監(jiān)視是采用群處理的方法。所謂群處理，就 是每次掃描識別不是一個用戶，而是若干個用戶同時進行。當發(fā)現(xiàn)若干個 用戶中有一個或一個以上的設備存在處理要求時，

23、才轉入單獨處理。采用 這種方法比逐個設備監(jiān)視的方法可節(jié)省時間，效率也較高。2.3內部處理分析處理就是對各種信息進行分析，以決定下一步干什么。分析處理 由分析處理程序執(zhí)行。分析處理程序屬于基木級程序，在程控交換系統(tǒng)的 程序中屬于執(zhí)行級別最低的一種。它們是在處理機執(zhí)行完高級程序的空 余時間內由執(zhí)行管理程序來調配啟動的。分析處理程序包括去話分析、號 碼分析、來話分析、狀態(tài)分析等田。這四種分析程序的分析方法都是采用 查找表格的方法。表格的查找呼叫處理過程中經(jīng)常需要獲取某些數(shù)據(jù)，可使用表格分析與翻譯的技 術，使程序與數(shù)據(jù)相分離，從而提高軟件的可讀性與可維護性。表格分析 采用檢索法或搜索法。1.檢索法圖2

24、. 2所示為單級檢索表，首地址為p,表中存放了對應于連續(xù)的dn的 eno以dn作為檢索號，設每個en占有n行，則檢索地址為p+dn*n,該地址的 內容即為對應的en。顯然，單級檢索表適用于有效地源數(shù)據(jù)是連續(xù)分布或者是密度很高的 情況。對于圖2. 2,如果dn空號很多，則將浪費較多的存儲器，效率不高。圖2.2檢索表2 搜索法如果將源數(shù)據(jù)放在表內，在表格中搜索源數(shù)據(jù)以得到對應的目的數(shù)據(jù) 的方法稱為搜索法。搜索法適于源數(shù)據(jù)非連續(xù)分布或較稀疏的情況。圖2.3所示為搜索表，根據(jù)給定的dn進行搜索，只要搜索成功即可 得到對應的en。搜索時必須限定搜索范圍，不能超出搜索表，可在最后設 置特殊標志一停止字。搜

25、索法與檢索法相比，可節(jié)省空間開銷，但增加了 時間開銷。我們此次設計主要是利用檢索法來找到所需的數(shù)據(jù)，具體的數(shù)據(jù)安排如圖2.4所示。收到第一位號標志位是在用戶撥了一個號的情況下，將它置確 認音，忙音，回鈴音狀態(tài)位是在需要送相應的音信號時將其置忙閑狀態(tài)位 在用戶摘機后將它置t',其他就不一一說明了。收到第一位號確認音狀態(tài)忙閑狀態(tài)忙音狀態(tài)振鈴狀態(tài)通話狀態(tài)撥號狀態(tài)回鈴音狀態(tài)占用鏈路號對方用戶號忙音計時器撥號延時計時器號碼計數(shù)器回鈴音/振鈴計時器確認音計時器鬧鐘設置狀態(tài)呼叫轉 移設置 狀態(tài)縮位撥號設置狀態(tài)免打擾狀態(tài)縮位撥 號功能 位呼叫轉 移功能 位鬧鐘計 時功能 位鬧鐘計時器呼叫轉移表用戶設備

26、號縮位撥號號碼號碼暫存器十位號碼號碼暫存器個位號碼撥一位號計時器 收到第一位號確認音狀態(tài)忙閑狀態(tài)忙音狀態(tài)振鈴狀態(tài)通話狀態(tài)撥號狀態(tài)回鈴音狀態(tài)圖2.4數(shù)據(jù)單元分配用戶1用戶82.3.1去話分析去話分析是在主叫用戶摘機后，根據(jù)主叫用戶數(shù)據(jù)進行一系列的分析 和判斷以確定應執(zhí)行的任務處理。分析的方法是采用檢索法查表。完成 去話分析后所得到的目的數(shù)據(jù)包括任務號碼和下一狀態(tài)號碼等。任務號碼 是指下一步要執(zhí)行的任務的代碼；下一狀態(tài)號碼是指執(zhí)行上述任務后應轉 移到某一狀態(tài)中去的狀態(tài)編號。由去話分析得到的任務號碼和下一狀態(tài)號 碼等數(shù)據(jù)，應寫入處理登記表中，作為任務執(zhí)行程序的依據(jù)。2.3.2號碼接收若去話分析結果是

27、完成送撥號音任務，在完成此任務后，用戶聽到撥 號音。用戶送被叫號碼有兩種情況：一種是脈沖計數(shù)；另一種是雙音多頻信 號。兩種話機發(fā)送號碼的方法不一樣，接收號碼的方法也不一樣。雙音多頻信號進行收號時，它先經(jīng)過a/d轉換后送入交換網(wǎng)絡和接收 器的是pcm數(shù)字信號，所以此雙頻信號接收器收到的是數(shù)字化的雙頻信號。 識別數(shù)字化雙頻信號有兩種辦法：一種是進行d/a轉換，將數(shù)字信息轉換為 模擬信號，然后再用帶通濾波器取出信號，最后由邏輯電路識別輸出；另 一種是對數(shù)字信號直接處理，用數(shù)字濾波器接收，再由數(shù)字邏輯電路識別。我們此次設計主耍是用脈沖計數(shù)的方式進行收號，每撥一個號碼就會 產(chǎn)生相應的脈沖，根據(jù)脈沖的個數(shù)

28、確定所撥的號碼，如撥2就產(chǎn)生2個撥號 脈沖，當采集到位間隔時就表明一個號接受完畢。2.3.3號碼分析呼叫接續(xù)有各種類別，如本局接續(xù)、出局接續(xù)、特服接續(xù)和長途自動 接續(xù)等，其編號方式和號長各不相同。交換系統(tǒng)應對用戶所撥號碼進行分 析，以確定呼叫接續(xù)類別，應收號碼位數(shù)以及應執(zhí)行的接續(xù)任務。號碼分 析在號碼收完后進行。確定應收號碼位數(shù)稱預譯處理，也展于號碼分析。確定本次呼叫應收號碼位數(shù)，取決于撥號數(shù)字的第一位至第四位。例 如，用戶第一位撥“0，表明為長途全自動接續(xù)；用戶第一位撥“1”表明 為特服接續(xù)。對于一般市內電話，前一至四位為局號，根據(jù)前四位號碼的 情況，可以確定是本局呼叫還是出局呼叫。號碼分析

29、的目的是決定接續(xù)路 由，話費指數(shù)，任務號碼以及下一狀態(tài)號碼。號碼分析的依據(jù)是所撥號碼, 分析方法一般是檢索法查表。2.3.4來話分析號碼分析的結果判定是本局來話時，還要進一步分析被叫的情況，包 括被叫的運用情況、忙閑狀態(tài)、呼叫來源等，確定下一步的接續(xù)處理工作。 這種在來話時對被叫用戶的分析，叫做來話分析。來話分析主耍以被叫用戶數(shù)據(jù)作為依據(jù)，其中包括被叫用戶線路類別 （獨立線、同線、小交換機等），運用類別（一般、停止來話、發(fā)話專用 等），收費類別（免費、收費）以及容許的新業(yè)務等。如果來話分析的結果是執(zhí)行“呼叫被叫用戶”這個任務，那么，交換 系統(tǒng)應尋找相應的空閑鏈路，這個空閑鏈路是為雙方通話準備的

30、接續(xù)路 由。同時耍控制被叫用戶電路向被叫送鈴流；把回鈴音信號讀出送主叫用 戶。被叫用戶摘機與否，由被叫用戶電路來監(jiān)視。如被叫久不摘機，超過 一定時限，則停止振鈴，同時向主叫送忙音；如果被叫聽到鈴響后摘機， 則由用戶線監(jiān)視掃描程序掃岀并識別。掃描識別的方法和識別的邏輯運算 原理與主叫摘機呼出時相同。當判斷到被叫用戶己摘機應答后，呼叫處理 工作轉入狀態(tài)分析。2.3.5狀態(tài)分析前面三種分析是分別對應于主叫摘機呼出，接收號碼和來話這三種特 定情況的分析，并按分析的結果確定應執(zhí)行的任務。但是，在呼叫或通話 的過程中述會出現(xiàn)掛機、摘機、超時等變化因素。分析在什么狀態(tài)下出現(xiàn) 何種變化因素，應轉移到哪一種新的

31、狀態(tài)，這就是狀態(tài)分析的任務。狀態(tài)分析的依據(jù)是：1. 原有的接線狀態(tài)原有的狀態(tài)是指出現(xiàn)變化因素的原有所在狀態(tài)，如振鈴狀態(tài)或通話狀 態(tài)等，原來狀態(tài)不同，即使變化因素相同，則轉換的狀態(tài)也可能不同。2. 提出分析要求的設備號碼在呼出或通話中，不同的設備號提出的要求，處理也不相同，如通話 時，主叫掛機和被叫掛機處理就不一樣。3. 變化因素變化因素有應答、切斷、拍叉簧、超時等，反映了變化的不同性質， 當然狀態(tài)的轉移也不一樣。狀態(tài)分析通常采用查表法。經(jīng)狀態(tài)分析之后的結果一般是得到任務和 下一狀態(tài)，確定下一步應作的處理。236接通話路及話終處理1. 接通話路識別被叫應答后，停送鈴流和回鈴音，經(jīng)狀態(tài)分析確定應執(zhí)

32、行接通主、 被叫用戶的通話話路任務。由于在來話分析之后己經(jīng)為主、被叫用戶通話 找好了一對空閑鏈路，因此，這里執(zhí)行任務時，只需交換網(wǎng)絡中所選鏈路 打通，即可實現(xiàn)主叫用戶和被叫用戶通話。2. 話終處理雙方通話時，由用戶線監(jiān)視掃描程序對用戶線進行監(jiān)視。當有一方掛 機即為話終。程控交換系統(tǒng)話終處理時，對主叫先掛機和被叫先掛機的處 理方法不同。如果識別到主叫先掛機，就識別為話終，作切斷處理，拆除 兩用戶的講話通道，并使主叫置閑，主叫用戶自由。這時，如果被叫用戶 不掛機，不能立即使其示閑，只好使被叫聽忙音，催促其掛機，當被叫掛 機時，被叫示閑。如果被叫先掛機，將其置閑，被叫用戶自由，而主叫用 戶話機送忙音

33、，主叫掛機后再切斷忙音。第三章程控交換系統(tǒng)的硬件設計3.1硬件功能結構程控交換系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)包括話路子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)兩部分，如圖3.1所示，它表示了硬件的基木組成。程控交換系統(tǒng)實質上是通過計算機 的“存儲程序控制”來實現(xiàn)各種接口的電路接續(xù)、信息交換及其它的控制、 維護、管理功能。圖3.1程控交換系統(tǒng)的基本結構框圖話路子系統(tǒng)是由交換網(wǎng)絡、各種接口電路以及信號音收發(fā)設備組成 的。交換網(wǎng)絡主要完成交換的功能，包括有空分接續(xù)網(wǎng)絡、吋分接續(xù)網(wǎng)絡 和時分空分組合接續(xù)網(wǎng)絡等型式，我們木次設計是采用空分接續(xù)網(wǎng)絡，它 們是程控交換系統(tǒng)實現(xiàn)用戶間或端口間信息交換的關鍵部件。用戶級包主 要完成話務量集中的功能。音

34、信號收發(fā)設備主要用來產(chǎn)生各種音信號，并 將它們送給用戶線。3.2模擬用戶接口電路用戶接口電路是程控交換系統(tǒng)與用戶以及其他交換系統(tǒng)相連的物理 連接部分。它的作用是完成外部信號與程控交換系統(tǒng)內部信號的轉換。模 擬用戶接口電路（如圖3.2）是為適應模擬用戶環(huán)境而配置的接口，目前 主要用于連接脈沖或雙咅多頻（dtmf）式模擬話機，因而在程控交換系統(tǒng)屮它是用量最多、對體積和成本影響也最大的部件。圖3. 2模擬用戶接口電路對于模擬程控交換系統(tǒng)其基本功能通常以縮寫詞borsc表示，他們的含義和功能如下所述：(1 )饋電(battery feeding)圖3. 3的電路是我們此次設計所用的饋電電路，交換系統(tǒng)通

35、過用戶線 向共電式話機直流饋電，饋電電壓為一60v,由于饋電的電壓、電流超過 了交換網(wǎng)絡的承受能力，因此由用戶電路來完成，當話機閉合吋直流冋路 斷開，摘機吋直流冋路形成通路。由于圖中采用了穩(wěn)壓二極管，所以是恒 流源饋電。(2)過壓保護(over voltage protection)程控交換系統(tǒng)大量使用集成電路組件，為保護這些元器件免受可能從 用戶線進來的高壓（如雷電、強電等）襲擊，程控交換系統(tǒng)一般采用兩級保 護措施。第一級保護是在配線架上安裝防止高壓的保安器和防止過流的熔 絲。但是，由于保安器在雷電襲擊時仍可能產(chǎn)生致命的損傷，因此，在用 戶電路中一般增加保護電路來作為第二級保護，以把用戶線的

36、電脹箱制在 用戶電路所允許的范圍之內。在此次設計中，我們只采用了第二級過壓保 護，在圖2.2中可以看出過壓保護電路由各個穩(wěn)二極管構成，它主要用來 保護交換網(wǎng)絡，但它并沒有對用戶電路進行保護。（3 ）振鈴（ringing）振鈴控制的基本功能是提供符合規(guī)定的鈴流信號，以便向被叫分機振 鈴，提示用戶有電話呼入，同時還要隨時檢測被叫用戶摘機應答，以便及 時止鈴。l±cpu送出的振鈴控制信號控制繼電器的通斷，當繼電器接通時 就可將鈴流送往用戶，被叫用戶摘機后，停止振鈴。（4 ）監(jiān)視（supervision）監(jiān)視就是對用戶的摘掛機狀態(tài)和撥號脈沖數(shù)字進行檢測，這可以由微 處理機監(jiān)測用戶線上直流環(huán)路

37、電流的變化來實現(xiàn)。用戶掛機吋，直流環(huán)路 斷開，饋電電流為零；反z,用戶摘機后，直流環(huán)路接通，饋電電流在20ma 以上。若用戶使用脈沖話機，則其撥號所發(fā)的脈沖號碼，也由用戶直流環(huán) 路的通斷次數(shù)及通斷間距比來表示。微處理機按一定規(guī)則檢測直流環(huán)路的 這種狀態(tài)變化，就可以判別用戶撥號所發(fā)的脈沖號碼。這種脈沖收號器主1"要由軟件程序實現(xiàn)，故也稱z為軟收號器，如圖3. 4所示。j11511t3r821 圖3. 4監(jiān)視電路測試（test）提供測試端口，通過測試繼電器或電子開關、交換系統(tǒng)測試程序，對 用戶電路進行自動測試，其結果可在交換系統(tǒng)維護終端上加以顯示。此外我們本次設計還需要信號音產(chǎn)生電路，它

38、主要用來產(chǎn)生450hz的 音信號。我們通過控制斷續(xù)比就可以產(chǎn)生各種信號（回鈴音、忙音、確認 音等）,450hz的音信號從xi到x8的八個端口輸出，電路如圖3. 5所示。12345678>>>>>>>>圖3. 5音信號產(chǎn)生電路圖3. 6音信號控制電路音信號控制電路主耍是控制e點的電位高低，當e點為高電位時，450hz的音信號通過控制電路送到用戶線上面，用戶聽到聲音；當e點為低電位時，450hz的音信號不能通過控制電路送到用戶線上而，用戶不能聽到音信號。33交換網(wǎng)絡在程控交換系統(tǒng)中，交換網(wǎng)絡是整個系統(tǒng)的連接中心，它直接為各個 外圍接口電路提供交換所需

39、的接續(xù)通路，實現(xiàn)交換接續(xù)功能。此次設計主 要利用4個csc22100芯片（4*4模擬開關陣列電路），構成交換網(wǎng)絡見圖3. 7。 該芯片內含地址譯碼器、控制鎖存器、4*4開關陣列等電路單元，主要用 于小型空分程控交換系統(tǒng)作交換網(wǎng)絡，及其他設備中作電子模擬開關。節(jié) 點閉合程序根據(jù)主叫，被叫設備號和鏈路號，就可以控制節(jié)點的通斷。i ey知y4a ay»c(&78-20hy6-y7aya3心4心80h-40h"圖3. 7交換網(wǎng)絡圖第四章程控交換系統(tǒng)的軟件設計碩件設計是系統(tǒng)的基本，要真止實現(xiàn)系統(tǒng)的功能，述有賴于軟件的設 計。軟件設計使各硬件組成部分在cpu的控制下協(xié)調地工作，

40、實現(xiàn)各部分 功能。從上一章的介紹可以看到，單片機8031要控制的器件不是很多， 但由于用戶在使用電話時出現(xiàn)的情況很多，比如摘機撥號、摘機聽電話、 摘機久不撥號、撥錯號碼、話終掛機等等，還由于系統(tǒng)軟件具有較高的實 時性和并發(fā)性，因此，設計軟件時要考慮的問題較多。4.1概述系統(tǒng)軟件的編寫都是用匯編語言來實現(xiàn)的，在單片機8031上運行。程 控交換系統(tǒng)的軟件具有兩個基本特點：實時性和并發(fā)性1. 實時性程控交換系統(tǒng)是一個實時系統(tǒng)。它要求能及時收集各個用戶的當前狀 態(tài)數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)及時加以分析處理，并及時作岀相應反應。這些操作 必須在限定的時間內完成，否則，將丟失有關信息而導致呼叫建立的失敗。 因此，交

41、換系統(tǒng)軟件也應具有實時特性，它在執(zhí)行某些操作時，有一定的 時間限制。根據(jù)對時間限制的不同，軟件實時處理的任務可分為若干個不 同的等級。在正常運行的情況下，實時要求最嚴格的任務是接收用戶撥號，要能 正確地接收號碼，每10ms要對用戶線狀態(tài)進行一次掃描。而對于用戶摘掛 機檢測等作業(yè)，在時間上的要求就不是那么嚴格，100ms采集一次就可以 to2. 并發(fā)性一個交換系統(tǒng)往往不僅有多個用戶同吋發(fā)出呼叫請求，同吋還有多個 用戶正在進行通話，這就要求交換系統(tǒng)能夠在同一時刻執(zhí)行多道作業(yè)，也 就是說，軟件程序要有并發(fā)性。采用多道作業(yè)不僅是交換系統(tǒng)客觀環(huán)境的需要，而口也是實現(xiàn)實時性 要求的一個必然結果。因為，交換

42、系統(tǒng)在建立一個呼叫的過程屮包括有許 多基本的處理動作，完成每個動作需要一定的時間，同時，執(zhí)行每一個動 作一般還需要一些外部事件的觸發(fā)，而等待這些外部事件的形成，往往需 耍較長的時間。例如，在接收用戶撥號時，由于各個用戶的習慣不同，撥 號快慢大不一樣，有的用戶甚至幾秒才撥一個號。因此，如果按單道作業(yè) 方式，則處理機常常要處于空閑等待狀態(tài)。這不僅對寶貴的時間資源是一 個極大的浪費，而且也不可能實現(xiàn)交換系統(tǒng)的實時耍求。采用多道程序作業(yè)，可以使處理機在一段時間內同時保持若干道作業(yè) 處于激活狀態(tài)，而在運行一個作業(yè)程序時，如果這個作業(yè)需要等待某個外 部事件的形成而不能繼續(xù)運行，那么，處理機就暫停執(zhí)行該作業(yè)

43、，而從可 運行的作業(yè)中另外挑選一個作業(yè)執(zhí)行。此后，一旦所等待的事件形成，處 理機就恢復對原暫停作業(yè)的執(zhí)行。所以，大體上看，是多個作業(yè)或多個任 務在同時執(zhí)行。4. 2軟件的組成木系統(tǒng)軟件由基木級程序，周期級程序兩部分組成。基木級程序包括 用戶狀態(tài)分析子程序、用戶狀態(tài)執(zhí)行子程序、號碼處理子程序等。狀態(tài)分 析子程序把由周期級程序掃描用戶電路所得的用戶狀態(tài)，與前一周期掃描 的狀態(tài)比較，若有變化則調用用戶狀態(tài)執(zhí)行子程序。之所以把用戶狀態(tài)分 析和用戶狀態(tài)執(zhí)行分開來進行，是由八用戶的摘掛機狀態(tài)在絕大部分的時 間內是不改變的，這樣，程序通常只需比較用戶的前后狀態(tài)而不需處理。 用戶狀態(tài)執(zhí)行子程序用來完成話音接續(xù)

44、、信號音接續(xù)、拆線、止鈴流等， 這些工作是在一些標志以及一些存儲器的幫助下完成的，比如振鈴標志、 忙音標志等，振鈴標志若為1,則表示該用戶一肓處于振鈴狀態(tài)。號碼處 理子程序分析處理周期級程序所接收的用戶撥的號碼，同時在分析結果的 基礎上完成送忙音、送回鈴音、送鈴流或者其它等工作。周期級程序由收號子程序、用戶摘機、掛機、位間隔識別子程序和音 信號處理子程序組成，各個子程序都有不同的執(zhí)行周期。收號子程序的執(zhí) 行周期10ms,此子程序把收得的號碼送給基本級。摘機、掛機、位間隔識 別子程序的執(zhí)行周期為100ms,它將所判斷出的用戶狀態(tài)送給基木級。音 信號子程序的執(zhí)行周期為10ms,它對各種音信號按斷續(xù)

45、比進行計時，從產(chǎn) 生各種音信號。而中斷子程序在每次10ms中斷產(chǎn)生時，按一定的算法來決 定調用各個不同周期的子程序，以實現(xiàn)周期級程序的功能。4.3基本級程序基木級程序的實時性要求最弱。基木級程序沒有固定的執(zhí)行周期，一 般是有任務就執(zhí)行。在執(zhí)行過程中可以被時鐘中斷而停止，保護現(xiàn)場轉去 執(zhí)行周期級程序，等待周期級程序執(zhí)行完畢，而下一次時鐘中斷還未到來 這段空閑時間再恢復現(xiàn)場接著執(zhí)行基木級程序。4.3.1初始化程序初始化程序主要作用包括初始 狀態(tài)的硬件進行復位、設置堆棧、 數(shù)據(jù)區(qū)清0、各種芯片的工作方式 的設置等等，它是后續(xù)程序能否正 確執(zhí)行的關鍵，如果初始化程序出 錯，后面的程序將不能得到預期的

46、結果。個機器周期產(chǎn)生一次定時屮斷。設置堆棧主要用來保護斷點和 現(xiàn)場保護。數(shù)據(jù)初始化是對所用片 內數(shù)據(jù)區(qū)和片外數(shù)據(jù)區(qū)清0,片外數(shù) 據(jù)地址在 7e00h 至lj 7effho 8155 的工作方式為pa 口、pb 口、pc 口 都為輸出，pa 口地址為7f01h,pb 口地址為7f02h,pc 口地址為 7f03h,程序在一開始的時候要將所 有用戶的信號音，振鈴全斷開，防 止程序執(zhí)行后出現(xiàn)信號混亂的情 況。交換網(wǎng)絡的節(jié)點在程序執(zhí)行時 須先斷開所有節(jié)點。8031定時器工 作方式為方式1，即16位定時器/ 計數(shù)器，8031的機器周期為2us, 脈沖掃描周期為10ms,故每50004.3.2主程序在前后

47、兩次時鐘中斷的空隙中，先執(zhí)行周期級程序，當周期級程序執(zhí) 行完成后，基木級程序就接著被上次中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行。在基本級程序 中，最開始的部分是主程序，主程序判斷、處理由周期級程序返回來的各 種請求，如摘機請求、掛機請求、位間隔請求。主程序依序讀取這三種請 求存儲器，當發(fā)現(xiàn)有請求時，就調用相應的處理子程序。若無任何請求， 主程序就循環(huán)運行，等待下一個時鐘中斷的到來。主程序的流程圖如圖4-1 所示。圖4t主程序主程序讀取摘機、掛機、位間隔信息存儲器后，若發(fā)現(xiàn)有用戶的摘機、 掛機、位間隔請求吋，判斷發(fā)出摘機、掛機、位間隔請求的用戶設備號以 及用戶位置，然后調用此用戶的摘機、掛機、位間隔處理子程序。判斷

48、是 否有摘機、掛機、位間隔信息i寸群處理，即對八個用戶同吋進行處理；判 斷發(fā)出摘機、掛機、位間隔請求的用戶設備號以及用戶位置吋，此時進行 的是位處理，即對單個用戶進行處理。433摘機處理程序用戶摘機處理子程序主要完成用戶的摘機請求的處理，用戶在使用電 話時出現(xiàn)的情況很多，比如用戶摘機，用戶可能是要撥號或者接電話，也 可能是摘機準備撥號，但遲遲不撥等等。用戶摘掛機處理子程序要能根據(jù) 已建立的信息，對這些情況作出準確的判斷和處理。由于此部分不是我負 責的部分，這里就不詳細介紹了。4.3.4位間隔處理程序周期級程序將接收到的用戶所撥的一個的號碼存放在號碼存儲器中， 同時判斷是第一個號述是第二個號，若

49、為第一個號就轉存該號，若為第二 個號碼就和第一個號碼拼裝成完整的號碼，后續(xù)程序首先判斷號碼是否正 確，若號碼錯誤，則給主叫用戶送忙音；若號碼正確，接下來則要判斷被 叫方是否占線，如果占線，采取跟號碼錯誤時一樣的處理，否則，給主叫 用戶送回鈴音，同時向被叫振鈴，等待被叫摘機。當被叫摘機時，就接通 了兩路用戶。435掛機處理程序用戶掛機處理子程序主要完成用戶的掛機請求的處理，用戶掛機處理 子程序要能根據(jù)已建立的信息，對掛機時出現(xiàn)情況作出準確的判斷和處 理，完成掛機操作，這里就不詳細介紹了。436節(jié)點閉合程序節(jié)點閉合程序的入口為主叫用戶設備號，被叫用戶設備號，鏈路號。 yly8為用戶設備號，18為鏈

50、路號。c0h,20h,80h,40h為22100芯片 的片選地址，如圖4.2.當主叫用戶和被叫用戶都為y1到y(tǒng)4時，鏈路號選擇1號或2號；當 主叫用戶和被叫用戶都為y5到y(tǒng)8時，鏈路號選擇3號或4號；當主叫用 戶和被叫用戶一個在y1到y(tǒng)4, 一個在y5到y(tǒng)8時，鏈路號選擇5號到8 號。具體程序編寫的時候，鏈路號的選擇先從小號碼開始選，當小號的鏈 第22頁路忙時，再選大的鏈路號，依次比較直到找到空閑的鏈路號，若無空閑的 鏈路號，給主叫置忙。找到鏈路號后，可根據(jù)主叫和被叫的設備號通過查表的方法，找到相 應的節(jié)點號，見圖4.3,通過節(jié)點號可找到相應的節(jié)點的操作碼，向芯片 74ls138 （地址為bf

51、ffh）送主叫節(jié)點號，再送芯片22100的主叫片選， 然后送被叫節(jié)點號，被叫芯片片選，將節(jié)點打通，完成呼叫接續(xù)。1 2y1y2i jy4y5c()h567820hy6y7y85x80h40h圖4.2交換網(wǎng)絡連接圖048c159d26ae37bf圖z-.3芯片212100 的16節(jié)點圖437節(jié)點斷程序節(jié)點斷程序的入口條件是鏈路號，我們采用的方法是將鏈路號所在位 置的八個節(jié)點號全部打斷，因為在鏈路號選定的時候，此鏈路上只有兩個 節(jié)點是打通的，而且其他用戶也不能占用此鏈路，所以將八個節(jié)點全部打 斷，不會影響其他用戶正常的呼叫處理。根據(jù)鏈路號可以找到相應芯片的片選，查表法可得相應的節(jié)點號，向 芯片74

52、ls138 （地址為bfffh）送節(jié)點號，再向芯片22100送片選，即可 實現(xiàn)節(jié)點斷程序。期級程序周期級程序（中斷程序）包括輸入處理程序和輸出處理程序。周期級 程序對實時性要求較高，每個周期級程序都有不同的執(zhí)行周期。為滿足各 種程序的執(zhí)行周期要求，中斷子程序通過運用軟件分頻來負責對各個周期 級程序的調用。軟件分頻是利用在數(shù)據(jù)區(qū)中加入一個100ms的計時器，通 過該單元內的數(shù)據(jù)值，決定是否執(zhí)行各個周期級程序。中斷程序的流程如 圖4.44.4.1輸入處理程序輸入處理程序主要包括脈沖識別程序、摘機識別程序、掛機識別程序、 位間隔識別程序。脈沖識別的周期為10ms,用戶掃描器在用戶線監(jiān)視掃描 程序的控

53、制下，周期性地對用戶電路進行掃描，并通過一定得算法判別是 否有撥號脈沖。摘機、掛機、位間隔識別的周期為100ms,主要完成對用 戶電路的監(jiān)視，看用戶是處于摘機狀態(tài)、掛機狀態(tài)還是位間隔狀態(tài)。若發(fā) 現(xiàn)用戶的狀態(tài)發(fā)生了變化，則子程序將用戶的狀態(tài)保存起來，并把用戶摘 掛機狀態(tài)的變化通過存儲器報告給基木級程序，對它進行相應的處理。在 第二章的已經(jīng)重點介紹了這部分內容，在這里就不做詳細介紹了。圖4.4中斷流程圖圖4. 4忙音處理442輸出處理程序輸出處理程序主耍是對各種音信號和振鈴的處理，包括忙音處理、 回鈴音處理、振鈴處理、撥號延時處理、確認音處理、鬧鐘處理。這些程 序都是根據(jù)呼叫處理程序所建立的各種狀

54、態(tài)位信息執(zhí)行的，具體各個用戶的狀態(tài)信息是如何安排的，可見圖2.4。1. 忙音處理程序音信號在一秒內半秒斷半秒 送，這樣就形成了斷續(xù)比為1： 1的 忙音信號。忙音處理程序讀用戶忙 音狀態(tài)位，若忙音狀態(tài)為t',表 明用戶處在忙音狀態(tài)，為'0',表 明用戶不在忙音狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行下 一段程序。若用戶在忙音狀態(tài)，將 忙音計時器加1,忙音計時器等于 50的時候，即到了 500ms,則像用戶 送音，若忙音計時器不等于50,判 斷它是否等于100,即is,到了一 秒鐘，斷信號音，同時清空忙音計 時器，流程見圖4.4。2. 回鈴音、振鈴處理程序回鈴音和振鈴信號的斷續(xù)比都是1： 4,即在i

55、s內有音信號，接著 的4s內無音信號。因為他們的音信號周期為5s,計時器最大的計時常數(shù)為 2. 56s,故須引入100ms計時器，當程序到達100ms的時候，才會判斷是否 送音述是短音，其他部分與忙音處理程序相同，不再詳細介紹了，流程如 圖4.5,圖4. 6o圖4.5回鈴音處理3. 撥號延時處理程序圖4.7撥號延吋流程撥號延時處理程序主要完成 對各個用戶的久不撥號超時的處 理。當用戶摘機后，主叫聽撥號咅, 建立撥號咅狀態(tài)位，若主叫撥號了, 則斷撥號咅，清撥號咅狀態(tài)位；若 主叫15ms沒撥號，撥號延吋處理程 序首先根據(jù)撥號咅狀態(tài)存儲器屮的 信息，判斷超時的用戶，清除該用 戶的撥號咅狀態(tài)位、斷撥號咅、清 收號有效位、給主叫用戶送忙咅， 催促主叫掛機。具體的流程圖見圖4. 7.4.確認音處理程序確認音處理是為了增值業(yè)務所增加的音信號，它的音信號形式為0 到200ms送信號音，200ms到400ms斷信號音，400ms到600ms送信號音， 600ms到800ms斷信號音，800ms到is送信號音，is到2s斷信號音。確認音處理程序主要完成對各個用戶增值業(yè)務的處理。當用戶摘機 后，不是選擇正常的呼叫處理過程，而是選擇增值業(yè)務（如鬧鐘，縮位撥 號，呼叫轉移，免打擾）時，用戶會聽到確認音。若為鬧鐘業(yè)務，用戶摘 機后撥