模拟电话通信系统 PPT课件
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呼叫处理过程流程图 12
软件设计流程
系统初始化程序：对AT89C51设置中断及内部数据存储单元清零， 8255进行端口功能设置
主叫摘机检测程序：主叫摘机后，拨号音控制信号至高电平，交换网 络向主叫方发送拨号音。
拨号检测与等待摘机程序：主叫开始拨号，AT89C51检测到拨号信号 后立刻中断拨号音的发送，响应中断读取电话号码对应的二进制编码。 如果被叫号码对应的主机不存在或被叫方正在通话过程中，则向主叫 方发送忙音，催其挂机。如果被叫方能后接通，则振铃音控制信号和 回铃音控制信号置高电平，交换网络向被叫方发送振铃信号，同时向 主叫方发送回铃音。
在本系统中同时采用了查询和中断两种方式。对于用户的摘 挂机信号，相对来说实时性要求较低，采用查询方式。而对 于拨号信号实时性要求则较高，所以采用中断方式。同时， 系统通过建立合理的软模型，保证了程序的并发性。
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致谢
大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所 有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在 我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利 完成，要特别感谢我的指导老师***老师，感谢各位 老师的关心和帮助。
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解决方法
常用的方法有定时查询方式和中断方式，在查询方式下无论 外界信号是否发生变化，查询系统必须定时运行驱动程序， 因而需占用较多的CPU时间，效率较低。中断方式的实时性 较强，且仅在外界信号到达时启动程序，因而效率较高。但 中断的随机性很大，被中断的进程的环境必须得到妥善的保 护。因此中断处理方式相对较复杂。还有一种方式是采用多 CPU并行处理。具体采用哪一种方式要视输入信号的实时性 要求和处理器的负荷决定。
2. DTMF接收器：接收DTMF信号，同时译成四位 的二进制码，接收存储后送给CPU处理。由专用芯 片MT8870及通道选择电路完成。
3. 用户状态检测电路：识别用户的摘挂机状态，送 给CPU处理。由89C51的P1口完成。
4. 信号控制音电路：按照CPU发出的指令，控制信 号音的通断。由I/O扩展芯片8255完成。
模拟电话通信系统的软件设计
指导教师： 学生： 班级： 系别：
1
主要内容
第一章 引言 第二章 电话通信系统的工作原理 第三章 系统的硬件实现 第四章 控制软件的设计
2
第一章 引言
本文是基于单片机的模拟电话通信系统的软件设计， 设计的核心是设计一个简易的程控交换系统。本设 计的重点是交换系统的软件设计，其设计的主要内 容是对单片机进行编程，使其能够完成对整个系统 的控制，实现呼叫、接续、拆线等各种通信功能。
为交换芯片。用单片机、74LS373以及8255设计成
了信号检测、信号音控制电路，用CD4066和
MT8870设计了双音多频解码电路，用MH88612
和TP3067设计成了用户接口电路。只需向
AT89C51进行必要的编程，就能实现对系统的控制，
而其余的芯片的功能已经固化，不需要进行编程设
计
4
第三章
5. 交换网络驱动电路：输出交换器的地址和开关控 制数据。由74LS373来完成。
6. 键盘输入：进行功能设定，包括电话会议、超时 设定、系统复位等。为2×4矩阵8个按键。
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信号检测、信号音控制电路
信号检测、信号音控制电路
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双音多频解码电路
双音多频解码电路
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用户电路
用户接口电路
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软件设计的难点
程控交换机的控制软件应具备2个重要特性：实时 性和并发性，实时性要求系统响应速度快，并发性 则要求其能同时处理网上电话的各种请求。这两项 基本要求反映出开发此类软件的难度。当系统要同 时处理多个用户的请求时，就涉及到系统的实时性 和并发性的问题 。一个CPU在一个时刻只能处理一 件事情，但是由于用户发出的各种请求和信号的时 间并不可预料，因此系统对相应的信号检测的时刻 也不确定。
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信号流图
两个电话正常通话时，要将两个电话的 来话和去话交叉连接。例如，电话用户 1和电话用户2通话，要将电话用户1的 来话接到电话用户2的去话，而电话用 户2的来话则连接到电话用户1的去话。 当进行PCM编码通话时，也是如此。
图是整个系统在工作过程中的信号流图。 可见在用户话机与交换机之间的线路上， 要沿两个方向传递话音信号。同时为了 接通一个电话，除了上述情况之外，还 必须有一套信令系统，来指导呼叫过程 的进行。
话路接续程序：检测到被叫方摘机信号后，系统停止发送振铃音和回 铃音，AT89C51启动MT8816接通通话线路。
通话检测程序：线路一旦接续成功，双方即可进行通话。当检测到一 方的挂机信号后，向为挂机的用户从催挂音（本系统用忙音代替）， 双发挂机后，AT89C51控制MT8816进行拆除通话线路，回初始化程Hale Waihona Puke Baidu序，重新等待用户摘机。
研究现状：随着经济的发展和人民生活水平的提高， 电话通讯在生活及工作中发挥了重大作用，但普通 的一个或多个话机并行接入一根外线的模式已经远 远不能满足生活和工作上的需要，并带来许多不便； 专用的交换机又太昂贵及功能太过强大造成浪费。
3
第二章 电话通信系统的工作原理
原理：本设计以AT89C51为控制核心，以MT8816
第四章 控制软件的实现
一般情况，呼叫可以分为三个阶段：接续过程、通 话过程、拆续过程。接续过程是指从用户发起呼叫 一直到通话正式建立的整个阶段。在这个阶段，交 换机主要完成以下工作：首先，交换机应能够检测 到用户摘机并提示用户拨号，然后按照用户所拨的 电话号码检测对方现在所处的状态，如果对方正处 于“空闲”状态，则使对方用户电话振铃，此时对 方用户应在规定的时间内摘机，通话方可建立，否 则交换机认为对方不在并向主叫用户发催挂音同时 释放交换机资源，直到主叫挂机；如果对方正处于 “忙”的状态（“摘机”状态）则交换机向主叫发 忙音，最后释放所有被占用的资源。
系统的硬件实现
I/0扩展口
键盘输入
DTMF接收器
CPU
用户状态检测电路
信号音控制电路
交换网络驱动电路
控制系统是整个交换机的核心，几乎所有的交换处 理都要求在控制系统的的参与下才能进行。本系统 通过AT89C51来实现对系统的控制。
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1. CPU：中央处理器，负责处理和储存信息，由单 片机89C51实现。
呼叫处理过程流程图 12
软件设计流程
系统初始化程序：对AT89C51设置中断及内部数据存储单元清零， 8255进行端口功能设置
主叫摘机检测程序：主叫摘机后，拨号音控制信号至高电平，交换网 络向主叫方发送拨号音。
拨号检测与等待摘机程序：主叫开始拨号，AT89C51检测到拨号信号 后立刻中断拨号音的发送，响应中断读取电话号码对应的二进制编码。 如果被叫号码对应的主机不存在或被叫方正在通话过程中，则向主叫 方发送忙音，催其挂机。如果被叫方能后接通，则振铃音控制信号和 回铃音控制信号置高电平，交换网络向被叫方发送振铃信号，同时向 主叫方发送回铃音。
在本系统中同时采用了查询和中断两种方式。对于用户的摘 挂机信号，相对来说实时性要求较低，采用查询方式。而对 于拨号信号实时性要求则较高，所以采用中断方式。同时， 系统通过建立合理的软模型，保证了程序的并发性。
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致谢
大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所 有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在 我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利 完成，要特别感谢我的指导老师***老师，感谢各位 老师的关心和帮助。
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解决方法
常用的方法有定时查询方式和中断方式，在查询方式下无论 外界信号是否发生变化，查询系统必须定时运行驱动程序， 因而需占用较多的CPU时间，效率较低。中断方式的实时性 较强，且仅在外界信号到达时启动程序，因而效率较高。但 中断的随机性很大，被中断的进程的环境必须得到妥善的保 护。因此中断处理方式相对较复杂。还有一种方式是采用多 CPU并行处理。具体采用哪一种方式要视输入信号的实时性 要求和处理器的负荷决定。
2. DTMF接收器：接收DTMF信号，同时译成四位 的二进制码，接收存储后送给CPU处理。由专用芯 片MT8870及通道选择电路完成。
3. 用户状态检测电路：识别用户的摘挂机状态，送 给CPU处理。由89C51的P1口完成。
4. 信号控制音电路：按照CPU发出的指令，控制信 号音的通断。由I/O扩展芯片8255完成。
模拟电话通信系统的软件设计
指导教师： 学生： 班级： 系别：
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主要内容
第一章 引言 第二章 电话通信系统的工作原理 第三章 系统的硬件实现 第四章 控制软件的设计
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第一章 引言
本文是基于单片机的模拟电话通信系统的软件设计， 设计的核心是设计一个简易的程控交换系统。本设 计的重点是交换系统的软件设计，其设计的主要内 容是对单片机进行编程，使其能够完成对整个系统 的控制，实现呼叫、接续、拆线等各种通信功能。
为交换芯片。用单片机、74LS373以及8255设计成
了信号检测、信号音控制电路，用CD4066和
MT8870设计了双音多频解码电路，用MH88612
和TP3067设计成了用户接口电路。只需向
AT89C51进行必要的编程，就能实现对系统的控制，
而其余的芯片的功能已经固化，不需要进行编程设
计
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第三章
5. 交换网络驱动电路：输出交换器的地址和开关控 制数据。由74LS373来完成。
6. 键盘输入：进行功能设定，包括电话会议、超时 设定、系统复位等。为2×4矩阵8个按键。
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信号检测、信号音控制电路
信号检测、信号音控制电路
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双音多频解码电路
双音多频解码电路
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用户电路
用户接口电路
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软件设计的难点
程控交换机的控制软件应具备2个重要特性：实时 性和并发性，实时性要求系统响应速度快，并发性 则要求其能同时处理网上电话的各种请求。这两项 基本要求反映出开发此类软件的难度。当系统要同 时处理多个用户的请求时，就涉及到系统的实时性 和并发性的问题 。一个CPU在一个时刻只能处理一 件事情，但是由于用户发出的各种请求和信号的时 间并不可预料，因此系统对相应的信号检测的时刻 也不确定。
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信号流图
两个电话正常通话时，要将两个电话的 来话和去话交叉连接。例如，电话用户 1和电话用户2通话，要将电话用户1的 来话接到电话用户2的去话，而电话用 户2的来话则连接到电话用户1的去话。 当进行PCM编码通话时，也是如此。
图是整个系统在工作过程中的信号流图。 可见在用户话机与交换机之间的线路上， 要沿两个方向传递话音信号。同时为了 接通一个电话，除了上述情况之外，还 必须有一套信令系统，来指导呼叫过程 的进行。
话路接续程序：检测到被叫方摘机信号后，系统停止发送振铃音和回 铃音，AT89C51启动MT8816接通通话线路。
通话检测程序：线路一旦接续成功，双方即可进行通话。当检测到一 方的挂机信号后，向为挂机的用户从催挂音（本系统用忙音代替）， 双发挂机后，AT89C51控制MT8816进行拆除通话线路，回初始化程Hale Waihona Puke Baidu序，重新等待用户摘机。
研究现状：随着经济的发展和人民生活水平的提高， 电话通讯在生活及工作中发挥了重大作用，但普通 的一个或多个话机并行接入一根外线的模式已经远 远不能满足生活和工作上的需要，并带来许多不便； 专用的交换机又太昂贵及功能太过强大造成浪费。
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第二章 电话通信系统的工作原理
原理：本设计以AT89C51为控制核心，以MT8816
第四章 控制软件的实现
一般情况，呼叫可以分为三个阶段：接续过程、通 话过程、拆续过程。接续过程是指从用户发起呼叫 一直到通话正式建立的整个阶段。在这个阶段，交 换机主要完成以下工作：首先，交换机应能够检测 到用户摘机并提示用户拨号，然后按照用户所拨的 电话号码检测对方现在所处的状态，如果对方正处 于“空闲”状态，则使对方用户电话振铃，此时对 方用户应在规定的时间内摘机，通话方可建立，否 则交换机认为对方不在并向主叫用户发催挂音同时 释放交换机资源，直到主叫挂机；如果对方正处于 “忙”的状态（“摘机”状态）则交换机向主叫发 忙音，最后释放所有被占用的资源。
系统的硬件实现
I/0扩展口
键盘输入
DTMF接收器
CPU
用户状态检测电路
信号音控制电路
交换网络驱动电路
控制系统是整个交换机的核心，几乎所有的交换处 理都要求在控制系统的的参与下才能进行。本系统 通过AT89C51来实现对系统的控制。
5
1. CPU：中央处理器，负责处理和储存信息，由单 片机89C51实现。