Pbx (Simple)

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Design and Implementing Design and Implementing a 1-to-4 PBX System a 1-to-4 PBX System Using a Microcontroller Using a Microcontroller Behdad Hosseini University of Isfahan, Iran May 2003 (Simple version of the presentation) (Simple version of the presentation)

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Design and ImplementingDesign and Implementinga 1-to-4 PBX Systema 1-to-4 PBX System

Using a MicrocontrollerUsing a Microcontroller

Behdad Hosseini

University of Isfahan, Iran

May 2003

(Simple version of the presentation)

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IntroductionIntroduction

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May 20031-to-4 PBX Project3

ContentsContents

Switching Theory

Telephone Switching SystemAbout The Phonesets

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May 20031-to-4 PBX Project4

Switching TheorySwitching Theory

 Network 

SwitchingWe have two major kind of switching:

 –  Circuit

 –  Packet

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May 20031-to-4 PBX Project5

Telephone Switching SystemTelephone Switching System

Definition

Types: –  Electronic Technology:

• Analog

• Digital

 –  Domain:• GX

• PBX

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May 20031-to-4 PBX Project6

Telephone Switching System:Telephone Switching System:

HistoryHistory

Point-to-point phones in 1876 (Bell)

Manual Telephone Switching Center Crossbar (Matrix) Telephone Switching Center 

Automated Central Telephone Switching

Analog Telephone Switching System

Digital Telephone Switching System

Exchange System

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 7/30May 20031-to-4 PBX Project7

Telephone Switching System:Telephone Switching System:

Some Technical WordsSome Technical Words

Line

Trunk Tip & Ring

Inbound Signaling

Outbound SignalingConversation Circuit

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 8/30May 20031-to-4 PBX Project8

Telephone Switching System:Telephone Switching System:

GX ConnectionsGX Connections

 … GX Switching System

Data Processing

System

Monitor Panel

Power 

Trunks&

Another GX

Phone 1Line 1

Phone 2Line 2

Phone ILine I

Signals

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 9/30May 20031-to-4 PBX Project9

Telephone Switching System:Telephone Switching System:

PBX ConnectionsPBX Connections

 … … PBX Switching System

Trunk 1GX 1

Data Processing

System

Operator  Monitor 

Panel

Power 

Trunk 2GX 2

Trunk JGX J

Phone 1Line 1

Phone 2Line 2

Phone ILine I

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 10/30May 20031-to-4 PBX Project10

About The PhonesetsAbout The Phonesets

On-hook / Off-hook 

VoiceDialing

Ringing

 Notifying Tones

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The ProjectThe Project

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 12/30May 20031-to-4 PBX Project12

ContentsContents

Title

Behavior Design Considerations

Hardware

SoftwareSample Processes

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 13/30May 20031-to-4 PBX Project13

TitleTitle

“Design and Implementing a 1-to-4 PBX System

Using a Microcontroller”.PBX

1-to-4

Microcontroller 

8/6/2019 Pbx (Simple)

http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 14/30May 20031-to-4 PBX Project14

Behavior Behavior 

Connections

Dialing modeTones

 Number assignments

Services

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 15/30May 20031-to-4 PBX Project15

Behavior:Behavior:

ConnectionsConnections

Project’s PBX Switching

System

Trunk 1GX 1

Data Processing

System

Monitor Panel

Power 

Phone 1Line 1

Phone 2Line 2

Phone 4

Line 4

Phone 3Line 3

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 16/30May 20031-to-4 PBX Project16

Design ConsiderationsDesign Considerations

Modular design

 –  Readability, writablity, debugging –  Upgrade & development

Circuit switching (analog)

 Nonblocking system

Digital controller (microcontroller from MCS-51TM 

family)

Trunk ring policy (with absence of operator)

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 17/30May 20031-to-4 PBX Project17

Hardware:Hardware:

StructureStructure

Control Unit

Line Unit

Trunk Unit

Power

Supply

Unit

Switch Unit

Project’sPBX

System

Monitoring

Signals

Data

Signals

L i  n e 1 

L i  n e 2 

L i  n e 4 

L i  n e  3 

T r  unk 

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 18/30May 20031-to-4 PBX Project18

Hardware:Hardware:

UnitsUnits

Power Supply Unit

Line UnitTrunk Unit

Switch Unit

Control Unit

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 19/30May 20031-to-4 PBX Project19

Hardware:Hardware:

Some ComponentsSome Components

Relays

Open collector not gatesOpto-couplers

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 20/30May 20031-to-4 PBX Project20

Hardware:Hardware:

BoardsBoards

Power Supply board

Line boardsTrunk board

Conversation Circuit boards

Control board

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 21/30

SwitchUnit

C

onversationCirc

uit0board

pbx.dsn

(“

ConversationCkt0”she

et

)

C

onversationCirc

uit1board

pbx.dsn

(“

ConversationCkt1”she

et

)

C

onversationCircuit2board

pbx.dsn

(“

Conversatio

nCkt2”she

et

)

TrunkUnit

T

runk0board

pbx.dsn

(“

Trunk0”she

et

)

Cont

rolUnit

Con

trolboard

 pbx.dsn

(“Control” sheet)

          C             0 

_               S 

            0 

          C             0 

_               S 

            1

          C             0 

_               S 

            2

          C             0 

_               S 

            3 

          C             0 

_               T          O           N          E

          C             1

_               S 

            0 

          C             1

_               S 

            1

          C             1

_               S 

            2

          C             1

_               S 

            3 

          C             1

_               T          O           N          E

          C             2

_               S 

            0 

          C             2

_               S 

            1

          C             2

_               S 

            2

          C             2

_               S 

            3 

          C             2

_               T          O           N          E

          L            3 

_               R          N          G 

          L            3 

_               I          N          T          R

          L            3 

_               D          T          C           T

          L            2

_               R          N          G 

          L            2

_               I          N          T          R

          L            2

_               D          T          C           T

Lin

eUnit

L

ine2&3board

pbx.dsn

(“

Line2”shee

t

)

pbx.dsn

(“

Line3”shee

t

)

L

ine0&1board

pbx.dsn

(“

Line0”shee

t

)

pbx.dsn

(“

Line1”shee

t

)

          L            1

_               R          N          G 

          L            1

_               I          N          T          R

          L            1

_               D          T          C           T

          L            0 

_               R          N          G 

          L            0 

_               I          N          T          R

          L            0 

_               D          T          C           T

          L            0 

_               T          I          P

          L            0 

_               R          I          N          G 

          L            1

_               T          I          P

          L            1

_               R          I          N          G 

          L            2

_               T          I          P

          L            2

_               R          I          N          G 

          L            3 

_               T          I          P

          L            3 

_               R          I          N          G 

          T            0 

_               T          I          P

          T            0 

_               R          I          N          G 

          V          C           C 

          +            1            8 

          V

          R            i

        n        g   

            1

          R            i

        n        g   

            2

Power

Supply

Unit

Power

Supply

board  pbx.dsn (“Power Supply” sheet)

          T            0 

_               C           N          C           T

          T            0 

_               R          D          T          C           T

8/6/2019 Pbx (Simple)

http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 22/30

May 20031-to-4 PBX Project22

Software:Software:

StructureStructure

Trunk Hardware Interface Unit

Trunk Control Unit

Trunk Ports

Ring & Tone Generator 

Unit

Central Control Unit

Project’s

Software

Architecture

Switch Hardware Interface Unit

Switch Control Unit

Switch Ports

Line Hardware Interface Unit

Line Control Unit

Line Ports

8/6/2019 Pbx (Simple)

http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 23/30

May 20031-to-4 PBX Project23

Software:Software:

UnitsUnits

Line Hardware Interface Unit

Trunk Hardware Interface UnitSwitch Hardware Interface Unit

Line Control Unit

Trunk Control Unit

Switch Control Unit

Central Control Unit

Ring & Tone Generator Unit

8/6/2019 Pbx (Simple)

http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 24/30

May 20031-to-4 PBX Project24

Software:Software:

ConsiderationsConsiderations

Concurrency

State-based routinesEvent-driven routines

8/6/2019 Pbx (Simple)

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May 20031-to-4 PBX Project25

Software:Software:

Phone StatesPhone States

StIdle

StDialingStTrunk 

StTalk 

StRing

StDialTone

StInvalidToneStBusyTone

StRingbackTone

8/6/2019 Pbx (Simple)

http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 26/30

StRingback

Tone

          E        v

          C         o         n        v

          R        e         q   

          E        v

          T        o         n        e 

          R        e         q   

            (             T

n          D

            i        a 

            l

)

StTalk

StRing

StDialTone

StIdle

StDialing

StInvalid

Tone

StBusy

Tone

StTrunk

          E        v

          P            i

        c             k

        u         p   

          E        v

          P        u 

          t             d 

        o         w        n

          E        v

          S           O           D

          E        v

          P        u 

          t             d 

        o 

        w        n

          E        v

          P        u 

          t             d 

        o 

        w        n

          E        v

          P        u 

          t             d 

        o 

        w        n

          E        v

          E          O           D          +          E

        v          N

        o           I

        n        v        a 

            l            i            d 

          E        v

          E          O           D          +          E

        v          N

        o           L

i        n        e 

          B        u         s 

        y   

          E        v

          E          O           D          +          E

        v          N

        o           T

         r        u         n

            k          B        u 

        s         y   

          E        v

          E          O           D          +          E

        v          N

        o           T

         r        u         n

            k          O           K

          E        v

          E          O           D          +          E

        v          N

        o           L

i        n        e 

          R          B

          E        v

          P        u 

          t             d 

        o 

        w        n

          E        v

          P        u 

          t             d 

        o 

        w        n

          E        v

          E          O           R

          E        v

          S           O           R

EvPickupEvTalk

Accept

          E        v

          T        a 

            l            k

          A        c         c         e         p   

          t 

          E        v

          A            l            l

          R        e 

            l

          E        v

          T        a 

            l            k

          C         a         n        c         e 

l

          E        v

          A            l            l

          R        e 

            l

          E        v

          A            l            l

          R        e 

            l

          E        v

          T        r        u         n

            k          R

        e             l

          E        v

          A            l            l

          R        e 

            l

          E        v

          T        o         n        e 

          R        e         q   

            (             T

n          N

        o 

)

          E        v

          P        u 

          t             d 

        o         w        n

EvDigitDialed

          E        v

          T        o         n        e 

          R        e         q   

            (             T

n          I

        n        v        a 

            l            i            d 

)

          E        v

          T        o         n        e 

          R        e         q   

            (             T

n          B

        u         s         y   

)          E        v

          T        o         n        e 

          R        e         q   

            (             T

         n          R

            i        n        g   

            b         a         c 

            k

)

          E        v

          A            l            l

          R        e 

            l

          E        v

          T        o         n        e 

          R        e         q   

            (             T

         n          N

        o 

)

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May 20031-to-4 PBX Project27

Software:Software:

RoutinesRoutines

Initialize & Timer ISR routines

Timing routines

Memory Access routines

Hardware Access routines

Interfaces routines

Controls routinesDebugging routines

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http://slidepdf.com/reader/full/pbx-simple 28/30

May 20031-to-4 PBX Project28

Sample ProcessesSample Processes

Internal connection

External connection

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SummarySummary

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30

SummarySummary

Upgrade trends

Suggestions & upgrade plansThanks!