mcs-51系列單片機(jī)在sdh系統(tǒng)中的應(yīng)用

　摘 要： 介紹了一種采用mcs-51系列兼容的dallas半導(dǎo)體公司的高速ds80c320作為核心器件實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜sdh系統(tǒng)的管理監(jiān)控方案，以及系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 同步數(shù)字序列（sdh） 準(zhǔn)同步數(shù)字序列（sdh） 同步傳遞模塊（stm） 分插復(fù)用器（adm）

同步數(shù)字序列sdh（synchronous digital hierarchy)是一種全新的傳輸網(wǎng)體制，自從90年代初出現(xiàn)以來(lái)，sdh以其各方面的優(yōu)越性迅速成為通信網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng)絡(luò)。目前世界各國(guó)大多以sdh作為通信的骨干網(wǎng)絡(luò)。在我國(guó)，干線網(wǎng)絡(luò)也基本采用了sdh網(wǎng)絡(luò)。

sdh系統(tǒng)與原有pdh(plesinchronous digital hiearchy)系統(tǒng)相比，最突出的優(yōu)點(diǎn)就是具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力。在sdh的幀結(jié)構(gòu)的各個(gè)層次中，都提供了豐富的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同層次信號(hào)的全面管理。

１ sdh系統(tǒng)介紹

清華大學(xué)電子工程系自主開(kāi)發(fā)了sdh大規(guī)模專(zhuān)用集成電路套片，它包括高階復(fù)用芯片mxh0155-2，實(shí)現(xiàn)從vc4信號(hào)到stm-1(synchronous transfer module)信號(hào)的映射和解映射功能；低階映射芯片mxl021e1-3，實(shí)現(xiàn)21個(gè)2.048m的e1信號(hào)到vc4信號(hào)的映射和解映射。基于這兩個(gè)芯片，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于雙向sdh環(huán)路的adm(add/drop multiplexer)站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)從stm-1信號(hào)中任意分插多個(gè)e1信號(hào)的功能。

adm系統(tǒng)以?xún)善琺xh0155-2和一片mxl021e1-3為核心芯片，包括光收發(fā)模塊，155m時(shí)鐘恢復(fù)和綜合電路，e1信號(hào)接口處理，微處理器系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊如圖１所示。

在圖１中，兩個(gè)方向的高階復(fù)用器分別由兩片mxh0155-2實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)方向的數(shù)字交叉連接和映射處理器由一片mxl021e1-3實(shí)現(xiàn)，中間的接口連接和多路選擇由一片fpga實(shí)現(xiàn)。

此adm系統(tǒng)中，兩片mxh0155-2和一片mxl021e1-3都提供了微處理器接口實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的配置、管理和監(jiān)控，需要具有16位地址的８位微處理器。mxh0155-2工作幀頻為８khz，微處理器系統(tǒng)需要以８khz時(shí)鐘頻率對(duì)其進(jìn)行一系列管理工作，而mxl021e1-3的工作幀頻為２khz，需要以２khz的時(shí)鐘頻率進(jìn)行管理。mxl021e1-3還可以實(shí)現(xiàn)21個(gè)e1信號(hào)的分插功能，因此在２khz的時(shí)鐘頻率內(nèi)需要處理兩個(gè)方向21路信號(hào)的管理和監(jiān)控。同時(shí)，此管理系統(tǒng)通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通信，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)此adm系統(tǒng)的配置和管理。

２ mcs-51系列ds80c320介紹

單片微型計(jì)算機(jī)已經(jīng)被應(yīng)用到國(guó)民生產(chǎn)中的許多方面，例如工業(yè)控制、日用家電等等。近年來(lái)，隨著單片機(jī)檔次的不斷提高，功能的不斷完善，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，功能越來(lái)越強(qiáng)大，甚至可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的管理和控制。

按照以上要求，微處理器需要兩個(gè)定時(shí)中斷、一個(gè)rs232串口，同時(shí)由于需要進(jìn)行監(jiān)控的內(nèi)容較多，需要一個(gè)高速微處理器，我們選用了dallas公司的ds80c320做為處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)此adm系統(tǒng)的管理。

dallas公司的80c320單片機(jī)與mcs-51的80c32系列單片機(jī)兼容，其突出特點(diǎn)是它的高速性能。外部振蕩器可以達(dá)到33mhz，一個(gè)指令周期僅由四個(gè)振蕩周期組成，因此其最高指令周期可以達(dá)到33/4=8.25mbps。

３ 微處理器系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)

此微處理器的硬件系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，是單片機(jī)的最小系統(tǒng)，以ds80c320為核心，加上外部程序存儲(chǔ)器（eprom27512）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（雙口ram）、地址鎖存器（74ls373）、３－８譯碼器（74ls138）和rs232電平轉(zhuǎn)換（max233）構(gòu)成。此微處理器系統(tǒng)作為adm系統(tǒng)的一部分嵌入到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)的功能包括對(duì)三片大規(guī)模集成電路的管理，與計(jì)算機(jī)的通信和數(shù)據(jù)采集工作。

由于當(dāng)ds80c320工作到33ｍｈｚ時(shí)鐘頻率時(shí)，對(duì)外圍器件要求較高，例如eprom要求達(dá)到55ns，地址鎖存等也需要采用高速ｆ系列的74f373等。因此選用了24.576mhz的振蕩器作為外部振蕩器，此時(shí)可以采用常用外圍器件，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)８khz和２khz中斷的嚴(yán)格定時(shí)，而且經(jīng)仿真和實(shí)驗(yàn)證明可以保證足夠的處理時(shí)間要求。

４ 微處理器系統(tǒng)的軟件構(gòu)成

此系統(tǒng)的軟件構(gòu)成由主程序和三個(gè)中斷程序組成。主程序完成系統(tǒng)的配置工作。串口中斷完成計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)工作模式的修改和系統(tǒng)監(jiān)控，兩個(gè)定時(shí)中斷分別以８khz和２khz的頻率對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。