MCS-51系列单片机在SDH系统中的应用

mcs-51系列单片机在sdh系统中的应用

　摘 要： 介绍了一种采用mcs-51系列兼容的dallas半导体公司的高速ds80c320作为核心器件实现对复杂sdh系统的管理监控方案，以及系统的软硬件设计和实现。

关键词： 单片机 同步数字序列（sdh） 准同步数字序列（sdh） 同步传递模块（stm） 分插复用器（adm）

同步数字序列sdh（synchronous digital hierarchy)是一种全新的传输网体制，自从90年代初出现以来，sdh以其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作为通信的骨干网络。在我国，干线网络也基本采用了sdh网络。

sdh系统与原有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sdh的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sdh大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(synchronous transfer module)信号的映射和解映射功能；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环路的adm(add/drop multiplexer)站点，实现从stm-1信号中任意分插多个e1信号的功能。

adm系统以两片mxh0155-2和一片mxl021e1-3为核心芯片，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mxh0155-2实现，两个方向的数字交叉连接和映射处理器由一片mxl021e1-3实现，中间的接口连接和多路选择由一片fpga实现。

此adm系统中，两片mxh0155-2和一片mxl021e1-3都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。mxh0155-2工作帧频为８khz，微处理器系统需要以８khz时钟频率对其进行一系列管理工作，而mxl021e1-3的工作帧频为２khz，需要以２khz的时钟频率进行管理。mxl021e1-3还可以实现21个e1信号的分插功能，因此在２khz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，此管理系统通过串口实现与计算机的通信，可以通过计算机实现对此adm系统的配置和管理。

２ mcs-51系列ds80c320介绍

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做为处理器来实现对此adm系统的管理。

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ds80c320为核心，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adm系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ds80c320工作到33ｍｈｚ时钟频率时，对外围器件要求较高，例如eprom要求达到55ns，地址锁存等也需要采用高速ｆ系列的74f373等。因此选用了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８khz和２khz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８khz和２khz的频率对系统进行监控和数据采集。