單片機(jī)微處理器AT89C51在時(shí)隙變換和控制中的應(yīng)用

1 引言

近年來，數(shù)字通信無論在理論上和技術(shù)上都有突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各種寬帶傳輸技術(shù)，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）等全數(shù)字的通信方式必將逐步取代模擬通信方式。現(xiàn)在，全球通信數(shù)據(jù)信號(hào)無一例外地采用著PCM碼，為了最大限度地利用信道，降低傳輸成本，常在傳輸前對(duì)基帶PCM信號(hào)進(jìn)行多路調(diào)制，以形成時(shí)分復(fù)用PCM信號(hào)。我國(guó)采用的是32路的PCM標(biāo)準(zhǔn)，此32路的時(shí)分復(fù)用信號(hào)稱為PCM的一次群信號(hào)。0時(shí)隙用于傳輸系統(tǒng)的同步信息。第16時(shí)隙用于傳輸信令，其余30路時(shí)隙來傳輸語音或數(shù)據(jù)。時(shí)分程控交換和數(shù)據(jù)傳輸是數(shù)字通信的基礎(chǔ)。

2 MT8980D時(shí)間交換器的原理

根據(jù)一次群信號(hào)的形成原理，一路基帶PCM信號(hào)一旦占用一一次群的某個(gè)時(shí)隙，它隨后所有的8位編碼抽樣都將位于該時(shí)隙。因此，對(duì)于64kB/s的基帶PCM源而言，一次群系統(tǒng)等提供了32條獨(dú)立的64kb/s信道。時(shí)間交換器的任務(wù)就是完成這些信道的相互交換，或者說，要實(shí)現(xiàn)信號(hào)由一個(gè)時(shí)隙至另一個(gè)時(shí)隙的遷移。目前已出現(xiàn)了一些中、小容量的VLSI數(shù)字交換專用芯片。圖1是Mitel公司MT8980D單片數(shù)字時(shí)間交換器的功能框圖。該交換器的輸入和數(shù)輸出均為8個(gè)32路CHPCH信號(hào)，每個(gè)稱為一個(gè)ST總線（Serial

Telecom Bus）。串行PCM數(shù)據(jù)流以2.048Mb/s的速率（共32個(gè)64kB/s，8比特?cái)?shù)值時(shí)隙）分8中由STI0～STI7輸入，經(jīng)串-并變換后，根據(jù)碼流號(hào)和信道（時(shí)隙）號(hào)依次存入256×8比特?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器的相應(yīng)單元內(nèi)。控制寄存器通過控制接口接受來自微處理器的指令，并將此指令寫到接續(xù)存儲(chǔ)器。這樣，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中各信道的數(shù)據(jù)即可按照接續(xù)存儲(chǔ)器的內(nèi)容（即接續(xù)命令）以某種順序從中讀出，再經(jīng)復(fù)用、緩存、并-串變換后變?yōu)闀r(shí)隙交換后的八路2.048Mb/s串行碼流，從而達(dá)到數(shù)字交換的目的。

接續(xù)存儲(chǔ)器的容量為256×11位，對(duì)應(yīng)于256個(gè)輸出信道。每個(gè)接續(xù)存儲(chǔ)器11位又分為高3位和低8位兩部分，前者決定本輸出時(shí)隙的狀態(tài)，后者決定本輸出時(shí)隙所對(duì)應(yīng)的輸出時(shí)隙，MT8980D可工作于兩種模式。一種為交換模式，可實(shí)現(xiàn)任意輸入信道至任意輸出信道的交換；另一種是消息模式，它允許交換機(jī)的控制系統(tǒng)通過MT8980D的控制接口直接讀任何語音存儲(chǔ)單元或?qū)懭魏谓永m(xù)存儲(chǔ)單元。這種模式對(duì)于控制系統(tǒng)的收、發(fā)信念十分方便。

3 A89C51和MT8980D的接口

MT8980D和MCS51系列單片機(jī)不能直接連接，因?yàn)镸T8980D有一個(gè)DTA數(shù)據(jù)應(yīng)答信號(hào)輸出。該輸出信號(hào)為與微處理器接口時(shí)的數(shù)據(jù)證實(shí)信號(hào)，當(dāng)讀寫MT8980時(shí)，若此端上拉為低電平，表示電路處理完數(shù)據(jù)。其時(shí)序關(guān)系如圖2所示。從時(shí)序關(guān)系中可以看出，在DS選通信號(hào)的上升沿，控制信號(hào)必須有效，DTA應(yīng)答后，在DS下降沿，微處理器讀寫數(shù)據(jù)有效。帶有WAIT腳的CPU可與DTA相連接。但對(duì)于AT89C51，我們可以用I/O口直接控制MT8980，在讀寫MT8980時(shí)，需判斷DTA是否為低有效。AT89C51與MT8980的連接圖如圖3所示。

4 AT89C51的控制程序

圖3所示電路內(nèi)部的全部功作均由微處理器通過控制接口控制，通過該接口電路可以讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、控制寄存器和接續(xù)存儲(chǔ)器的內(nèi)容，并可向控制寄存器和接續(xù)存儲(chǔ)器寫入指令。存儲(chǔ)器的功能定義請(qǐng)參考Mitel公司的數(shù)據(jù)手冊(cè)。在開發(fā)中把MT8980D所有的功能濃縮為三個(gè)子程序。調(diào)用三個(gè)子程序可實(shí)現(xiàn)MT8980D的所有功能。其中：W-CONNECTION用于完成寫MT8980高低位接續(xù)寄存器，入口參數(shù)：R5（存數(shù)據(jù)），R6（存信道地址）