引言电力线载波机是电力系统专用的一种通信设备，主要由电力线载波通道和自动交换两部分组成，目前的微机交换系统由单片机和大量数字集成电路组成，具有程控交换、功能完善、集成度和可靠性高等特点，可有效地提高设备利用率，减少维护工作量。这一部分相对来说功能繁多，逻辑关系复杂。HDD微机交换系统是以MCS-51单片机为核心开发的电力线载波通信设备专用的接口交换应用系统装置，它由硬件部分和软件部分组成。硬件部分是整个系统构成的基础，软件部分则充分、合理地支持和使用系统的硬件，从而完成系统所设计的任务。HDD微机交换系统的研制开发包括单片机的硬件开发、软件开发以及系统的仿真调试等过程。

总体设计HDD微机交换系统的研制开发主要步骤有：预案研讨、总体设计、系统硬件设计、系统软件设计、仿真调试、固化应用程序，脱机运行等。在HDD微机交换系统总体方案设计阶段，从简化电路结构、降低成本、减少故障率、提高系统的灵活性及通用性方面综合平衡，提倡软件能实现的功能尽可能由软件来完成，如用软件实现较困难时，则考虑用硬件完成，以获得较好的性能价格比。

硬件设计本系统硬件设计的主要任务是确定系统的核心控制电路、输入输出接口电路、外围电路及各个功能模块电路结构，最终设计出整个系统的原理框图和电气接线图，并给出合理的原理描述。为简化电路结构，确定选用MCS-51系列单片机中带有内部EPROM的8751作为微机交换系统的核心控制芯片，不再外扩数据存储器RAM和程序存储器ROM。整机电路由用户电路、服务信号产生电路、四线E/M音转电路、双音多频接收电路、自动复位电路及单片机等部分组成。

软件设计在HDD微机交换系统的研制开发过程中，软件设计是工作量最大、最困难的任务。本系统由于其规模小，适用的场合不同于大型交换机，所以在编程方面有其独特的要求与特色。虽然系统用户较少，但用户的类型复杂，除有普通用户之外，还有四线E/M音转用户、载波接口、小号接口等。由于系统只有4KB的片内程序存储器，所以编程时要将程序限制在4KB以内，内存的使用要限制在128B之内。为降低成本和减少硬件电路，尽量以软件代替硬件。例如各种信号音的产生不是由振荡器而是由单片机完成的；另外，在系统的输入信号中，一般都含有种种噪声和干扰，它们主要来自被测信号本身或外界干扰，为了提高系统可靠性，减少各种干扰对系统的影响，除了采用硬件的电路措施抗干扰和滤波外，本系统也采用了软件数字滤波的方法。软件设计主要步骤为系统定义、软件结构设计、绘制程序流程图、编写程序。

HDD微机交换系统的软件开发● 概述程控交换软件主要由两部分组成，一部分是支持交换系统运行的主交换程序，另一部分是系统数据库。主交换程序采取并发执行的机制，由前台程序模块和后台程序模块两部分相对独立运行的程序模块组成。前、后台程序是根据事件要求处理的紧急程度来划分。交换系统必须对许多事件做相应的处理，如用户摘机、挂机、用户拨号的收集、用户所拨号码的分析、寻找被叫、向被叫振铃、限时拆线等，这些处理的实时性是不一样的。对于一般的处理系统，按其实时性可分为三类，第一类是按周期执行的，例如DTMF扫描每20ms执行一次；第二类是时间响应不紧迫，在0.5秒内执行就可以；第三类是通常不执行，但如果需要，就必须即时执行。从其实时性要求的观点来安排处理程序，应该是3、1、2。第三类实时性要求的处理通常是指故障处理与恢复，第一类的处理通常是对用户状态的扫描以及对用户拨号的检测与收集等，而诸如号码数字分析等则可列为第二类处理。HDD型微机交换系统采用作业执行计划表来分配处理器时间，按照各种处理的实时性要求，主要划分为以下各种作业。(1)10ms作业。该作业完成的处理功能包括检测用户的特殊服务请求、对于出中继呼叫、控制向中央局发送脉冲、修改10ms计数单元。(2)20ms作业。该作业完成的处理功能包括号盘话机拨号脉冲的收集、号盘话机所拨数字的累计、用户各种服务请求的检测、双音多频(DTMF)的检测、话机拨号数字的存储、修改100ms计数单元。将20ms作业分为两组，一组和时间编号为偶数的10ms作业安排在一起，称为偶次循环作业。另一组和时间编号为奇数的10ms作业安排在一起，称为奇次循环作业。这样做的目的是为了均衡处理器时间，使在每个时间编号内的处理负担基本相同，否则如把所有处理集中在一起，就会造成在某一个10ms内的处理负担轻，而在另一个10ms内的处理负担较重。(3)50ms作业。该作业主要是完成小号接口用户、音转用户呼叫的扫描及处理。(4)100ms作业。该作业是呼叫处理中最重要的作业，它完成对用户状态的扫描、对小号口和音转口状态的扫描、确认用户的摘挂机状态和接口的占用状态、分配各种必须的系统资源等任务。(5)1s作业。该作业负责处理各种定时。有许多定时是以秒作为基本单位的，如主叫用户摘机到拨打第一个数字之间的最大时限为8～30s，向被叫振铃最大不应答时限为60s等，这些定时的处理都在这个作业中完成。(6)10s作业。此作业主要完成资源审核功能。有时因为某种不正常情况使得分配出去的资源得不到及时回收，这样就使得呼叫的接通率大大下降，为此设置10s作业来定时审核各占用的资源是否真正在使用，若没有使用则强行回收，以保证正常的接通率。(7)空闲时作业。这个作业所完成的任务对时间紧迫性要求不高，例如对主叫所拨的号码分析、识别后的处理等。这些任务的实时性要求不如上面所说的10ms作业及100ms作业那样紧迫，可以在10ms作业、100ms作业等周期性作业执行后的空闲时间内进行，所以称其为空闲时作业。● 程序的组成HDD型微机交换系统的程序总体上被分为两大类，即基本级程序与时钟级程序。基本级程序又称为主程序，而时钟级程序则可称为中断服务程序。这样分类编写的目的是由基本级程序完成实时性要求不太强的任务，而时钟级程序则完成实时性要求较强的任务。基本级程序完成对各用户状态的检测、输入号码的分析与判断、对各种表格的建立、填写和清除、对各种标志的置位与复位、对用户工作状态的改写等。时钟级程序则完成信号音(包括800HZ、400Hz、忙音、回铃音、强拆音及振铃信号等)的产生，接收用户输入的拨号脉冲、双音频信号、转发脉冲，以及用于定时的多个闹钟的运行等任务。基本级程序与时钟级程序之间相互配合，它们各自完成自己的任务，同时又依赖对方的服务。例如闹钟预置和清除由基本级程序做，但闹钟的运行则由时钟级程序完成；忙音和回铃音的产生由时钟级程序做，而它们的送和停则由基本级程序控制。这样分开来编写程序，是交换机的工作特点所决定的。基本级程序大体被分为以下模块，普通用户为主叫的模块、载波接口为主叫的模块、小号接口为主叫的模块、内部交换模块、音转接口(四线E/M)为主叫的模块、优先用户模块、自动回送800Hz测试信号模块等。● 基本级部分程序流程图基本级程序总体流程图如图1，普通用户呼叫处理程序模块流程图如图2所示。

HDD微机交换系统的开发调试HDD微机交换系统经过了总体设计、硬件设计、软件设计、制板、元器件安装之后，在系统的程序存储器中放入编制好的应用程序，系统便可运行。要使系统真正运转起来，还需要运用SICE-IV型在线仿真器来进行软硬件调试，发现并改正错误。联机仿真调试过程包括连机、开启电源、运行TERMSICE通信程序、硬件调试和软件调试。经过上述在线仿真调试成功后，便可在SICE-IV上接入8751固化读出器及用户单片机8751，在操作命令控制下将仿真RAM内的目标程序固化到8751内部的EPROM中。在固化过程中，自动检测固化的正确性，及时提示出错信息。固化完毕，将8751插入样机，交换系统便可独立工作。

结束语HDD微机交换系统是根据电力线载波通信系统现场需求设计的新一代专用交换接口装置，是一种高集成度、智能化、使用维护方便、接口多样的微机交换系统。HDD微机交换系统的成功开发和使用可以大大提高电力系统通信的运行水平，降低维护成本，创造良好的经济效益。