现代交换技术课程设计报告

现代交换技术课程设计报告

目录

一、设计任务书 (1)

二、电路设计框图及系统概述 (4)

三、各单元电路的原理及功能说明 (8)

四、波形仿真过程及结果分析 (11)

五、课程设计心得体会 (13)

六、参考文献 (14)

七、元器件列表 (14)

一、设计任务书

1 研究内容及研究意义

研究内容

现代通信网由三大部分构成，分别是终端设备、传输设备和交换设备，其中交换设备是整个通信网的核心，它的基本功能是实现将连接到交换设备的所有信号进行汇集、转发和分配，从而完成信息的交换。电路交换是在电话网络中使用的一种交换技术，而数字程控交换机是电路交换机的典型代表。本课程设计要求设计一简易数字交换网络，在通信系统原理实验箱的硬件基础上，完成类似PCM系统有关的时隙内容在时间位置上的搬移，即时隙交换。研究意义

现代交换技术理论课上，我们对数字交换网络的基本结构和工作原理等进行了系统学习，在此基础上设计一个数字交换网络实现时隙的交换，不仅可以让我们从实践中加深对交换思想理论的理解，还能让我们对数字电路和元件以及通信原理的有关内容知识进行有效的巩固，达到温故而知新的效果。通过现代交换技术课程设计，我们可以达到理论知识与实践能力的整合与统一，加强对仿真软件的掌握程度，对我们课程理论学习能力以及实验操作水平的提高有着重要的意义，也培养了我们的设计能力和创新意识。

2 设计原理及设计要求

设计原理

在PCM30/32路数字传输系统中，每个样值均编8位码，一帧分为32个时隙，通常用TS0~TS31来表示，其中30个时隙用于30路话音业务。TS0为帧定位时隙，用于接收分路做帧同步用。TS16时隙用于信令信号传输，完成信令的接续。TS1~TS15以及TS17~TS31s时隙用于话音业务，分别对应第1路到第15路和第16路到第30路话音信号。

在通信系统原理实验箱中，信道传输上采用了类似TDM的传输方式、定长组帧、帧定位码和信息格式。实验电路设计了一帧共含有4个时隙，分别用TS0~TS3表示，每个时隙含8比特码，依次为帧同步时隙、话路时隙、开关信号时隙和M序列时隙。四个时隙复合成一个256kbps数据流，在同一信道上传输。

另一方面，数字交换实质上就是把与PCM系统有关的时隙内容在时间位置上进行搬移，因此数字交换也叫时隙交换。时间接线器可以完成同一条母线不同时隙之间的交换，工作方式有输入控制和输出控制方式两种。本课程设计要求设计一个数字交换电路，具体要通过设计数字电路，实现对帧同步时隙的定位检测，并通过控制端控制实现话路时隙、开关时隙和

M序列时隙中任两个时隙的交换，达到对PCM实现话路信息交换的模拟效果。

设计要求

设计一个数字交换网络电路，其原理示意图如图所示：

主要技术指标

基本部分：

（1）采用“顺序写入，控制读出”的输出控制方式；

（2）输入信号帧同步时隙码字与通信原理实验箱保持一致，为11100100；

（3）其他时隙码字仿真时自拟，连接硬件时时由实验箱具体输入信号决定；

（4）实现话路时隙、开关时隙和M序列时隙其中两个时隙的固定交换；

发挥部分：

（1）利用控制电路实现时隙交换的可调性，即通过调节控制信号随时控制所交换的时隙。3设计任务及研究方法

设计任务

（1）设计各部分功能电路，画出完整电路图；

（2）利用maxplus2软件进行仿真，画出电路仿真波形图；

（3）说明电路原理及功能，写出设计总结报告。

研究方法（步骤）

1）首先分析数字交换网络的功能模块，按照功能不同把整个设计分成帧码检测电路、缓冲存储电路、串并转换电路、写控制电路、读出控制电路等；

2）在熟知原理的情况下分模块设计电路，并用maxplus2软件进行编译，以确保电路正确；3）把整个电路各部分结合起来进行波形仿真，考察仿真结果是否满足要求；

4）整体电路的功能修改及完善；

5）将软件下载到实验箱，连接并测试（自选）；

6）完成设计总结报告。

4 设计总体进度计划

进度计划

18周星期一下午4:00：课程设计布置；

18周星期二至20周星期二（6月26）：自己设计与仿真；

20周星期三至星期四：进入实验室调试（自选）；

20周星期五（6月29日）：验收。

二、电路设计框图及系统概述

1.电路原理图

2.电路简介

总体来讲，按照功能不同，数字交换网络电路可以分成帧码检测电路、缓冲存储电路、串并转换电路、写控制电路、读出控制电路等，在maxplus2中设计电路如上页图所示。

帧码检测电路利用移位寄存器为基本结构，并将移位寄存器的每个输出根据要检测的码字高低电平值把原值或非值接到一个与门的输出，当要检测的帧码出现时，与门满足全1

条件，输出脉冲发生变化，从而起到帧定位的作用。

串并转换电路和缓冲存储电路由若干个D触发器构成，目的是把串行输入的信息流转换成并行的码字，在写控制电路的控制下按照时隙顺序写入缓冲区，并在读出控制电路的控制下，从缓冲区读出时隙交换后的话音信息。

写控制电路和读出控制电路由基本的数字电路构成，如数据选择器等，写控制端由帧码检测电路的输出判断每帧之间的界定，并使每8个脉冲（即一个时隙）的信息存储到一片寄存器上，读控制端控制输出寄存器的置位和移位功能，使得每片输出寄存器按交换后的顺序依次有效，从而实现了时隙交换后的信息输出。

3.电路设计

帧码检测电路采用4个7474芯片及一个DAND8芯片，电路包含8个D触发器和一个8输入的与（非）门，D触发器级联构成移位寄存器，根据要检测的帧码的具体高低电平值（根据通信原理实验箱，帧同步码应为11100100）选择D触发器的Q端或QN端连接到与门的输入端，当帧码出现时，与门输出有一电平值的变化，即QN端有一负脉冲产生。具体电路为：

串并转换电路采用一个8dff芯片完成，8dff是由8个D触发器集成的移位寄存器，串行输入的信息码字经过移位寄存，变成了并行信息，即为寄存器的输出Q1~Q8，电路为：