1、引言
小型會議系統(tǒng)或語音群聊系統(tǒng)是由多路音頻電路組成的.為了使通話井然有序,需要通過音頻交換電路來控制各路音頻信號的輸出。音頻交換電路主要用于完成語音信號的切換。以實現(xiàn)同頻終端的話音通信。經對可靠性、經濟性、兼容性和供貨情況進行多方面的綜合考慮,該控制系統(tǒng)選用了AT89S52型單片機和交換控制矩陣器件MT8816AE。其中,AT89S52型單片機具有實用,價廉,功耗小,速度快,體積小,功能強等優(yōu)點：MT8816AE是CMOS單片集成電路,具有功耗小,可靠性高等特點。
2、控制系統(tǒng)組成和電路設計
它由主控計算機、音頻交換電路、終端設備等組成。其工作原理是：在主控計算機捕獲終端的工作頻率后。向交換控制單片機發(fā)出指令,交換矩陣在單片機的控制下.連通同一頻點的終端。該控制系統(tǒng)電路包含交換控制矩陣電路、交換控制單片機電路和串行接口電路3部分。
2.1 交換控制矩陣電路設計
MT8816AE內含一個8x16的開關陣列,并具有7～128條線路的譯碼器和鎖存器。選擇7個適當?shù)牡刂肺?即可對矩陣開關的任意一位進行尋址。在該器件的DATA輸入端加1或0.可使選中的開關開啟或關閉。STROBE為鎖存信號,器件選擇(CS)信號可使開關陣列相互串接,以擴大矩陣的容限。
在話路規(guī)模不大的情況下,根據(jù)矩陣開關規(guī)格,交換電路容量n與所需MT8816AE個數(shù)Ⅳ的運算關系：N=(n/8)(n/16)。以16臺規(guī)模的系統(tǒng)終端為例,需兩片MT8816AE。定義開關陣列的行,即X為終端發(fā);定義開關陣列的列,即Y為終端收。規(guī)定MT8816AE片1中：X0~X15分別連接0～15號終端發(fā);Y0～Y7分別連接0~7號終端收,以實現(xiàn)0~7號內任意同頻終端的收發(fā)互通.以及8~15號終端發(fā),0~7號收的功能。規(guī)定MT8816AE片2中：XO~X15分別連接0~15號終端發(fā);Y0~Y7分別連接8～15號終端收,以實現(xiàn)8~15號內任意同頻終端的收發(fā)互通,以及0~7號終端發(fā),8～15號收的功能。這樣,兩片MT8816AE串接后。即可實現(xiàn)16臺終端機的全雙工語音通信。
2.2 交換控制單片機電路設計
AT89S52通過MAX232與主控計算機串口互聯(lián),根據(jù)從主控計算機接收到的命令數(shù)據(jù)幀控制MT8816AE開關陣列的通斷。其中,AT89s52的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)為串行接口的輸入端和輸出端,與MAX232串口電路連接;復位電路采用上電復位方式,其外圍電路的電容為22μF,下拉電阻為4.7 kΩ;單片機外接11.0592 NHz的晶振和兩片30 pF電解電容構成振蕩電路。
2.3 串行接口電路設計
AT89S52通過RS232接口與主控計算機連接。由于各自工作電壓不一樣,故采用MAX232實現(xiàn)電平轉換,滿足系統(tǒng)工作電壓要求。其串行接口電路如圖2b所示。
3、軟件設計
3.1 通信協(xié)議
通過編制通信協(xié)議實現(xiàn)電路的交換功能。其原理是：由主控計算機發(fā)送一幀數(shù)據(jù),通過RS232標準接口發(fā)送給AT89S52單片機,然后根據(jù)通信幀指令控制交換矩陣電路的通斷。
3.2 主控制程序設計
首先,初始化單片機,定義內部時鐘,完成中斷及串口設置,一旦有中斷請求,CPU被喚醒,則進入中斷程序,接收串口命令數(shù)據(jù)幀。根據(jù)命令要求,執(zhí)行開關矩陣復位、話路通斷等功能,執(zhí)行完畢,系統(tǒng)返回待機狀態(tài)。
4、結語
該系統(tǒng)設計可廣泛用于小型會議系統(tǒng)或語音群聊系統(tǒng).也可完全不依靠電信網絡而實現(xiàn)小范圍內多語音終端的音頻交換,即語音信號的切換,可使通話井然有序。此外,可通過同頻模擬終端的話音通信,實現(xiàn)通信電臺之間語音通信的呼叫和應答功能模擬。經試驗電路調試和試用表明.該系統(tǒng)滿足音頻交換控制的技術要求,性能及各項技術指標基本達到設計要求。交換電路的切換準確、流暢,單片機運行可靠、穩(wěn)定,在完成準確切換各路音頻信道的基礎上.提高了交換電路的可靠性與穩(wěn)定性。
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