MCS-51系列单片机在SDH系统中的应用.docx

2、初出现以来，SDHO具各方面的优越性迅速成为通信网络的骨干网络。目前世界各国大多以 SDH乍为通信的骨干网络。在我国，干线网络也基本采用了 SDH网络。SDHS统与原有 PDH(Plesinchronous Digital Hiearchy) 系统相比，最突出的优点就是具有强大的网络管理能力。在 SDHB帧结构的各个层次中，都提供了丰富的开销字节，以实现对不同层次信号的全面管理。1 SDH系统介绍清华大学电子工程系自主开发了 SD伙规模专用集成电路套片，它包括高阶复用芯片 MXH0155-2实现从VC4信号到STM-1(SynchronousTransfer Module) 信号的映射

3、和解映射功能；低阶映射芯片MXL021E1-3实现21个2.048M的E1信号到VC4信号的映射和解映射。基于这两个芯片，可以实现一个基于双向 SDH路的ADM(ADD/DROPMultiplexer)站点，实现从STM-1信号中任意分插多个E1信号的功能。ADMK统以两片MXH0155-2B一片MXL021E1-吻核心芯片，包括光收发模块，155M时钟恢复和综合电路，E1信号接口处理，微处理器系统。系统结构模块如图1所示。在图1中，两个方向的高阶复用器分别由两片 MXH0155-25；现，两个方向的数字交叉连接和映射处理器由一片 MXL021E1-我现，中间的接口连接和多路选择由

4、一片FPGAS现。止匕ADMS统中，两片MXH0155-2ffi一片MXL021E1-3tB提供了微处理器接口实现对芯片的配置、管理和监控，需要具有16位地址的8位微处理器。MXH0155-2X作帧频为8 KHz;微处理器系统需要以8 KHz时钟频率对其进行一系列管理工作，而 MXL021E1-3B勺工作帧频为2 KHz;需要以2 KHz的时钟频率进行管理。MXL021E1-处可以实现21个E1信号的分插功能，因此在2 KHz的时钟频率内需要处理两个方向 21 路信号的管理和监控。同时，此管理系统通过用口实现与计算机的通信，可以通过计算机实现对此ADM8统的配置和管理。2 MCS-51 系

5、列 DS80C32价绍单片微型计算机已经被应用到国民生产中的许多方面，例如工业控制、日用家电等等。近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用也越来越广泛，功能越来越强大，甚至可以实现对复杂系统的管理和控制。按照以上要求，微处理器需要两个定时中断、一个RS232串口，同时由于需要进行监控的内容较多，需要一个高速微处理器，我们选用了 Dallas 公司的DS80C320故为处理器来实现对此ADMK统的管理。Dallas公司的80C320单片机与MCS-51的80C32系列单片机兼容，其突出特点是它的高速性能。外部振荡器可以达到33MHz 一个指令周期仅由四个振荡周期组成，因此其最

6、高指令周期可以达到 33/4=8.25Mbps 。3微处理器系统的硬件实现此微处理器的硬件系统非常简单，是单片机的最小系统，以DS80C320fc核心，加上外部程序存储器（EPROM27512、数据存储器（双口RAM、地址锁存器（74LS373）、3 8译码器（74LS138）和RS232电平转换（MAX233构成。此微处理器系统作为 ADM8统的一部分嵌入到系统中，实现的功能包括对三片大规模集成电路的管理，与计算机的通信和数据采集工作。由于当DS80C320T作到33MHz时钟频率时，对外围器件要求较高，例如EPRO腰求达到55ns,地址锁存等也需要采用高速F系列的 74F373 等。因此

7、选用了 24.576MHz的振荡器作为外部振荡器，此时可以采用常用外围器件,同时可以实现8 KHz和2 KHz中断的严格定时，而且经仿真和实验证明可以保证足够的处理时间要求。4微处理器系统的软件构成此系统的软件构成由主程序和三个中断程序组成。主程序完成系统的配置工作。串口中断完成计算机对系统工作模式的修改和系统监控，两个定时中断分别以8 KHz和2 KHz的频率对系统进行监控和数据采集。2 KHz定时中断的指令较多，约占了 2 KHz频率即500us到2/3的时间左右，为保证8 KHz定时中断严格的定时关系，8 KHz定时中断的优先级为1 , 要高于2 KHz定时中断优先级，即在2 KH

8、z定时中断处理程序中，可以嵌套进行 8 KHz定时中断处理。串口中断程序，即计算机对系统进行配置和监控时，系统的定时中断可以停止，因为在系统正常工作时，无需计算机进行管理。此时一般是系统出了问题，需要人工干预，要求及时反应，所以用口中断的优先级也设置为1。由于单片机内部只有两个中断优先级，此时8KHz中断和串口优先级相同，但是串口中断可以得到及时反应。因为当串口工作在19200 波特率时，串口发送或接收一个字节的时间也远大于8 KHz的帧频，同时用口中断程序和计算机程序之间采用了握手控制，保证串口数据交换的正确性。4.1 主程序主程序的流程为：（1 ）芯片的初始配置，通过查表写入约400个字

9、节的数据；（2）配置DS80C320设置计数器（串口波特率定时 T1,定时中断T0和T2都工作在重装载模式，保证严格的定时关系)，设置中断优先级，开启计数和中断；1.1 )永久等待。1.2 串口中断处理程序用口中断处理程序的流程图如图2所示。完成功能如下：(1)用口接收数据，进入中断处理程序，保存现场；(2)根据接收数据判断操作类型，若为读写操作，进入步骤(3),若接收到结束符，进入步骤(4);(3 )进行读写操作；返回步骤(2 );(4)结束中断处理程序，返回。1.3 8 KHz中断处理程序(T0定时中断)(1 )进入中断处理程序，保存现场；(2)查询两片MXH0155-2根据接收方向的告

10、警信号来控制发送方向的数据，采集接收方向的告警信号写入双口RAM；(3)结束中断处理程序，返回。1.4 2 KHz中断处理程序(T2时钟中断)(1 )进入中断处理程序，保存现场，内部 2000计数器加1 ;(2)查询低阶映射芯片 MXL021E1-3分别查询21路接收方向的告警信号，根据不同的告警信号对发送方向进行控制，采集21 路的告警信号进行编码并写入双口RAM；(3)查询2000计数器，当达到2000时，计数器清零，同时对三片集成电路内部的误码秒计数器进行处理，若计数值超出预期值，则给出信号劣化告警；(4)结束中断处理程序，返回。通过对此微处理器系统的设计、仿真和实际验证，证明了一个复杂的SDHK向环路的ADM占点可以通过简单的微处理器系统实现完全的管理和监控，并为SDH*规模专用集成电路的推广应用奠定了基础。

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