51单片机在无线接入固定终端中实现内部通话的运用

    人类社会发展到高度信息化的今天，信息的交流不仅对经济，同时对于变化的发展也起到重要的作用。在通信基础设施缺乏的区域，由于信息的闭塞，其经济和文化的发展会受到严重阻碍。在中国，由于广大农村地区人口分散，地形复杂，架设有线电话网的费用极其昂贵，而且维修困难。因此，在这些地区发展无线本地环路系统有着极大的优势。主要表现在以下几个方面。

• 　　初装、运行及维护费用低；

• 　　安装快捷；

• 　　可靠笥高、操作简便；

• 　　造价低，扩容灵活方便。

　　无线本地环路系统是运用现代电信网络技术及移动通信技术开发的无线接入系统。运行方式为点到多点，系统基站将通话信道分配给远方多个无线终端点。对于分散于广大区域的用户群来说，无线接入系统比有线接入系统价格低廉，而且安装快捷、维护简单。该系统由BSC（基站控制器）、BS（基站系统）、RU（RADIo Unit）组成。BSC是该系统的控制和维护平台，通过它可进行系统的数据配置和维护。BS作为传输系统用于完成BSC和RU之间的信令转发和语音传送。BS以E1接口方式接入BSC，并可拉远以实现大区覆盖。RU包括SU450和MSU40。无线终端有两种，即单用户固定台和多用户固定台，它们均通过无线信道由BS接入。而BSC则可通过NO.1、NO.7和V5.2接入公网。

　　目前，该系统已开始使用，价格相当便宜。 

　　2 MSU的特点 

　　无线接入多用户固定终端MSU通过一组终端用户公享有限的无线信道接入市话网，可极大的提高无线信道的利用率。同时各终端用户间又可以不占用无线资源而实现无阻塞通话。可于广大农村、海岛甚至部分城市来讲，由于架设有线系统在成本、工程量及施工时间的限制，选择MSU终端通过无线接入市话显然是一种最佳选择。对于在各种诸如水灾、地震等灾害期间及其它需要应急的临时性通讯服务场合，MSU更能显示出其安装快速灵活的优势。MSU有如下特点：

• 　　MSU本身具有效换网，各用户通话不占用无线资源，并且便于提供各种新业务；

• 　　终端号码可按市话统一编号，可使用DID、DOD拨号方式；

• 　　无线传输具有加密功能；

• 　　支持远端维护和计费。MSU在系统中的位置如图1所示，图1中，PSTN为市话网；BSC为基站控制器；BS为基站；MSU为多用户台终端。

　　MSU整个系统采用MSK调制和专用控制信道全数字化信念。其呼叫有如下几种类型：

• 　　MSU内部用户呼叫；

• 　　MSU用户呼叫市话；

• 　　MSU用户呼叫MSU外的其它无线用户；

• 　　市话用户呼叫MSU用户。 

　　3 系统硬件电路 

　　采用单片机8051及其它芯片设计的能带8个电话分机的固定终端系统如图2所示（不包括无线部分，仅实现多用户间的电话接续，外线电话是已解调的）。该系统不但分机之间能够通过本用户台进行交换以实现互相通话，耐用可以直拨市话（同时只能有两部同时打出去，实行抢占式），外面的电话也可直拨进来。 

　　系统中各芯片的功能分别为：8051为主CPU，用于实现控制，是系统的核心芯片；8255为扩展并行接口；MT8816是空分交换芯片，用来实现各线路的接通和切断；MT88500为用户电路接口芯片，主要完成振铃和用户摘机识别，即完成BORSCHT功能；MT8870DC用于双音多频信号识别和完成各种信令的解释。  [page]

　　本系统通过8255工作在0方式下的PB0～PB7和PA6～PA7接8个内线用户和2个外线用户台的端口10（OFHK，低电平有效）。这些端口每10ms扫描一次，一旦发现有用户摘机，就通过MT8816给用户发送拨号音，同时搜索空DTMF，准备接收拨号。用户拨写号码后，系统就判断是哪个用户，并接通相应的用户线，同时释放DTMF、送振铃信号给用户电路，还要送回铃音给主叫用户。振铃8次后，如用户未来摘机，就切断该回路线，以释放资源供其他呼叫使用。通话期间，有一方挂机，不切断回路，并向另一方送忙音。DTMF收号结束扫描采用10ms中断查询方式。8255的PA3～PA5通过74LS138和8个内线用户的端口19（RC）相连可传输振铃信号。PA0～PA2通过74LS138（3-8线译码器）和8个用户端（MT88500）的端口15相连，可实现静音功能。MH88500的16管脚（共八个）和MT8816（模拟8x16空分交换芯片）的8个输入端Yi(i=0～7)相连。8051的P1.0～P1.3和MT8870DC（双音多频译码器）的Q1～4相连。P1.4～P1.6分别输出500Hz拨号音、0.5s断0.5s通的忙音、1s停4s通回铃音等。P3.5～P3.5分别接MT8816的DATA（38脚）、STROBE（18脚）、CS（36脚）。P0.0～P0.6分别接MT8816的六个地址线。P3.0～P3.4分别接5个DTMF的TSD端。MT8816的Y0～Y4接5个DTMF的输入端以接收拨号信号。Y5～Y7接8051的P1.4～P1.6。Y8～9接两个外线用户电路（MH88500的TIP和TING端）。MT8816的其余端口用来接通内外线，这样还有Y15和Y16两个管脚空闲不用，该系统中的主要芯片MT8816，MH88500，MT8870DC均为MITEL公司的产品。

　　图3所示为MH88500的主要管脚连接图。 

　　4 软件设计 

　　本用户台程序主要由后台程序和前台程序组成。前台程序为中断程序（见图4、图5），主要完成收集拨号和用户环路扫描。图6所示为后台程序，主要完成每100ms对8个用户进行一次扫描，并对用户摘、挂机进行识别及资源分配。

　　其实，主程序就是后台程序，而前台程序只是一个定时中断程序，一般处理需要紧急处理的事件。因而系统实际上一直在运行后台程序。 

　　5 结束语 

　　本系统已用于双音多频电话系统，经使用证明，效果良好，用8255的闲置端口还可扩容本系统。因而可方便地用于宾馆、企业集团的内部通话。