MCS-51系列单片机在SDH系统中的应用

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。