【正文】 主程序軟件設(shè)計(jì) 主程序主要完成系統(tǒng)初始化和中斷 的調(diào)用。這個(gè)脈沖的電流相當(dāng)大，可達(dá)幾十安培到上百安培，采用一般的穩(wěn)壓管無(wú)法消除這個(gè)脈沖。 通過(guò) RAI 端接收來(lái)自電力線的信號(hào)， 具體電路如圖 39 和 310所示。 時(shí)基部分通過(guò)晶振（ ）產(chǎn)生內(nèi)部所需的各種時(shí)鐘。最后，混頻器的輸出經(jīng)一中頻帶通濾波器（ IFbandpass）濾波，以提高解調(diào)器前信號(hào)的信噪比。 ALC 的增益范圍為 0dB 至 26dB，增益變化同步于 7200HZ 的時(shí)鐘，變化步長(zhǎng)的典型值為 ，每個(gè)時(shí)鐘周期可分為 的增益設(shè)置延時(shí)時(shí)間和 的峰值檢測(cè)時(shí)間。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 該模塊使用的是 專(zhuān)門(mén)用于電力線載波通信的半雙工同步 FSK 調(diào)制解調(diào)芯片 ST7536。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 33 單片機(jī)電路 原理圖 單片機(jī)通過(guò) 接收端 RxD 接收來(lái)自 PC 機(jī)的信息 ，經(jīng)過(guò)單片機(jī)內(nèi)部處理后，由 I/O 口 ST7536芯片進(jìn)行 FSK調(diào)制 。 串口電路設(shè)計(jì) 串口電路是 實(shí)現(xiàn)單片機(jī) PC 機(jī)通信的 連接 模塊 ,主要用來(lái) 將 RS232 電平與TTL 電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得 PC 機(jī)可以與單片機(jī)進(jìn)行通信， 將 PC 機(jī)發(fā)送的指令送給 單片機(jī) STC12C5A60S2，然后將收到的信息送到 FSK 調(diào)制解調(diào)模塊 調(diào)制并發(fā)送到電力線上。在第四節(jié)中對(duì)實(shí)現(xiàn)電力線通信的難點(diǎn)進(jìn)行了分析。 兩個(gè)線圈的平均值可根據(jù)下式計(jì)算： Leq =Lt1 +Lt4 +2M M=2 41 LL tt (公式 21) Leq =Lt1 +Lt4 +22 41 LL tt=200（ H? ） 合理設(shè)計(jì)二次繞阻側(cè)的電容值，即可使變壓器回路的諧振頻率 F。 變壓器用于功放和前置放大器與電力線的連接。 2 芯片內(nèi)部電路框圖 及引腳圖 ： 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 24 ST7536 內(nèi)部電路框圖 圖 25 芯片引腳圖 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 4 管腳說(shuō)明及功能描述 見(jiàn)表 21 表 21： 管腳名稱(chēng) 管腳號(hào)碼 功能描述 Rx/Tx 1 接收和發(fā)送模式選擇輸入端 RESET 2 邏輯復(fù)位和低功耗 模式選擇端，低電平有效 TEST4 3 測(cè)試輸入選擇端 。 5V； 方案：該模塊主要使 用 ST7536 芯片，她是設(shè)計(jì)用于電力線載波通信的半河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 雙工同步 FSK 調(diào)制解調(diào)器（ MODWM）。 單片機(jī)控制 模塊 該模塊主要功能是完成對(duì) FSK 調(diào)制解調(diào)芯片 ST7536 的收發(fā)狀態(tài)的控制、發(fā)送數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、接收數(shù) 據(jù)的處理及電力線接口（ PLI）中功放電源的開(kāi)啟及關(guān)閉等功能。每個(gè)接收器 EIA/TIA232E電平輸入轉(zhuǎn)換為 5V TTL/CMOS 電平。因此，只有通過(guò)進(jìn)一步提高載波信號(hào)功率來(lái)滿(mǎn)足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆Ｔ诿恳唤涣髦芷谥?，出現(xiàn)兩次峰值。 ① 配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用，所以電力載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送。通信線是專(zhuān)門(mén)為開(kāi)設(shè)載波通信而架設(shè)的，為了充分利用這條線路，根據(jù)其傳輸特性的限制，在其可使用的頻帶內(nèi)開(kāi) 設(shè)多路通信，達(dá)到全頻帶都能合理的利用。實(shí)際上，線路設(shè)備中的阻波器和耦合電容器、結(jié)合電容器的作用，同通信線載波設(shè)備中的線路濾波器的作用完全相同。總之，利用這些線路設(shè)備，耦合問(wèn)題得到了解決。圖中 A 端為發(fā)電廠、B 端為變電所，發(fā)電廠產(chǎn)生的 50Hz 電流經(jīng)升壓后，通過(guò)電力線送到變電所，再經(jīng)降壓后供給用戶(hù)。目前常采用 DSP 實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)，這種調(diào)制技術(shù)具有抗噪聲、抗多徑干擾、抗衰落等優(yōu)點(diǎn)。 正交頻分復(fù)用 正交頻分復(fù)用是一種多載波調(diào)制技術(shù)。否則，接收機(jī)將不能提取發(fā)射信息。從理論上說(shuō)，用純隨機(jī)序列去擴(kuò)展信號(hào)頻譜是最理想的。 在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、 解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。 PSK 是用載波的兩種不同相位表示信號(hào)“ 0”和“ 1， 可取 0 和 π 兩種取值，其時(shí)域表達(dá)式為： 式中： an =??? ?? 出現(xiàn)以概率 出現(xiàn)以概率 P11 P1； ?c 為載波角頻率。由圖 22 也可發(fā)現(xiàn)，一個(gè) 2FSK 信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載頻的 2ASK 信號(hào)的疊加， 因此， 在產(chǎn)生 2FSK 信號(hào)時(shí)可以采用模擬調(diào)頻電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。 FSK是利用載波的頻率變化來(lái)傳送數(shù)字信息，即用所傳送的數(shù)字信息控制載波的頻率。 167。這些調(diào)制方法最大的弱點(diǎn)就是去噪聲能力不強(qiáng)，隨著配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷復(fù)雜和人們對(duì)低壓電力線載波通信質(zhì)量要求的不斷提高，傳統(tǒng)的載波通信技術(shù)已越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代高速率、大容量的要求。減少了設(shè)計(jì)的盲目性，一定程度上減少了差錯(cuò)避免了經(jīng)濟(jì)損失。驅(qū)動(dòng)程序、芯片輸入輸出端口的濾波電路的設(shè)計(jì) 、 數(shù)據(jù)傳輸線和直流供電線路的變壓器耦合電路、 擴(kuò)展存儲(chǔ)器等模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)充及完善。同時(shí)，PLC 技術(shù)在遠(yuǎn)程抄表、配網(wǎng)自動(dòng)化、營(yíng)銷(xiāo)自動(dòng)化、負(fù)荷管理等方面的廣泛應(yīng)用，將為實(shí)現(xiàn)我國(guó)的電網(wǎng)配售自動(dòng)化、建設(shè)電力信息化平臺(tái)，提供一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和解決方案。 (4) 理論研究成果卓著。127。都開(kāi)通了電力線載波機(jī)。 167。 97 年英國(guó)的 Norweb 通訊公司和加拿大 Nortel(北電網(wǎng)絡(luò) )利用丌發(fā)的數(shù)字電力線載波技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在低壓配電網(wǎng)上進(jìn)行的 1Mbit／ s 的速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程通信，并進(jìn)行了該技術(shù)市場(chǎng)推廣。電力線中的信道噪聲是電力線通信發(fā)展的主要問(wèn)題，如何解決這個(gè)問(wèn)題成為電力線載波通信作為寬帶接入問(wèn)題關(guān)鍵。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展利用低壓電力線傳輸速率在 1Mbps 信息的高速電力線載波技術(shù)，該技術(shù)在現(xiàn)有電力線上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)，語(yǔ)音和視頻等多業(yè)務(wù)的承載。它以電力線為信道，以變電站、發(fā)電廠為終端，特別適合電力調(diào)度通信的需要。 單片機(jī)電路設(shè)計(jì) ............................. 27 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 167。 電力 線載波 ................................. 12 167。 電力線的發(fā)展前景展望 ......................... 4 167。同時(shí)利用單片機(jī)編程軟件 keil 編寫(xiě) 簡(jiǎn)單控制程序，并實(shí)現(xiàn)程序的調(diào)試簡(jiǎn)單步驟、結(jié)果及誤差分析。 隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，電力線通信技術(shù)日益引起人們的關(guān)注。本文主要介紹一個(gè)電力線載波芯片 ST7536 和一個(gè) 可下載 程序 的STC12C5A60S2 單片機(jī)構(gòu)成的 FSK 低壓電力線載波通信系統(tǒng)的 硬件電路 設(shè)計(jì)方案。 電力線通信的國(guó)內(nèi)外研究應(yīng)用狀況 ............... 3 167。 相移鍵控方式 ........................... 9 167。 電力線耦合模塊 ........................ 23 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................... 26 167。 PC 串口接收和發(fā)送程序 ....................... 38 第五章 程序調(diào)試與結(jié)果分析 .............................. 39 167。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 緒論 167。目前，高速電力線載波通信技術(shù)仍然沒(méi)有得到大規(guī)模的使用，這與自身技術(shù)不完善有很大的關(guān)系。 167。 美國(guó)也不甘示弱，在它倡導(dǎo)下成立了“家庭插電聯(lián)盟”，致力于標(biāo)準(zhǔn)研究，并發(fā)布了第一個(gè) PLC標(biāo)準(zhǔn) Home． Plu91． 0。 (1) 電力線載波無(wú)論是在所具有的規(guī)模 范圍、裝機(jī)數(shù)量還是在從事人員數(shù)量上，都是空前的。 (2) 電力線載波通信綜合業(yè)務(wù)能力有了很大的發(fā)展，由過(guò)去單獨(dú)的調(diào)度電話(huà)業(yè)務(wù)發(fā)展到為開(kāi)放電話(huà)、遠(yuǎn)動(dòng)、傳真、保護(hù)、計(jì)算機(jī)信息等綜合業(yè)務(wù)。 amp。 電力線的發(fā)展前景展望 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 21 世紀(jì)是國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模和速度發(fā)展最快的年代，其用戶(hù)增長(zhǎng)數(shù)量每年都在以指數(shù)形式增長(zhǎng)，從最初的高科技數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為人們工作、學(xué)習(xí)、生活中必不可少的桌面工具。 本課題的任務(wù) 完成以 ST7536 芯片 為核心的 電力線載波通信電路 的設(shè)計(jì)，研 究ST12C5A60S2 單片機(jī)應(yīng)用電路設(shè)計(jì)和串口通信的實(shí)現(xiàn)。 按照 模塊化思想，把整個(gè)系統(tǒng)細(xì)分為幾個(gè)模塊，逐個(gè)弄清楚，調(diào)試通之后，才組成整個(gè)完整系統(tǒng)。 傳統(tǒng)的低電壓電力線載波通信分析 傳統(tǒng)的低壓電力線載波通信 所采用的基本調(diào)制方式有幅移鍵控（ ASK），相移鍵控（ PSK），頻移鍵控（ FSK）。但是，盡管低壓電力線載波通信存在上述所說(shuō)的這些困難，我們?nèi)匀徽J(rèn)為用低壓 電力線作為通信信道是可行的，只是需要采用一些特殊的技術(shù)手段。數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換，以一定的載頻，用電壓注入方式疊加在三相交流電上。一般取采樣速率 f=T1 為 Rb 的整數(shù)倍。通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)得以選取與數(shù)據(jù)信號(hào)相對(duì)相位的數(shù)字移相信號(hào)。 167。這種偽隨機(jī)碼就叫做擴(kuò)頻序列。其中最常用的有 m 序列（即最大長(zhǎng)度線性反饋 移位積存器序列） 、 Gold 序列、 M 序列（結(jié)構(gòu)型非線性移位寄存器序列）等。正是 這兩大特點(diǎn)，使擴(kuò)頻通信有許多優(yōu)良特性， 如抗干擾性強(qiáng)、 抗多徑干擾、 可以實(shí)現(xiàn)碼分多址等。每個(gè)信道提供一個(gè)低的數(shù)據(jù)速率，眾多信道加在一起就可以獲得較高的數(shù) 據(jù)速率和更有效的頻譜利用率。綜合考慮到以上幾種調(diào)制解調(diào)方式的優(yōu)缺點(diǎn)以及實(shí)際情況，我們選擇 FSK作為調(diào)制解調(diào)模式。而對(duì) 50Hz 電流具有極大的衰減，防止 50Hz 電流進(jìn)入載波設(shè)備，達(dá)到了保護(hù)人身和載波設(shè)備安 全的目的。按照相同的方式，將 B 端的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)厶 +(0． 3～ 3． 4)kHz 的高頻信號(hào)傳輸?shù)?A 端，這樣就可以實(shí)現(xiàn)雙向電力線載波通信。在實(shí)際選擇頻帶時(shí)，必須考慮無(wú)線電廣播和無(wú)線電通信的影響。此外，在同一個(gè)電 力系統(tǒng)中電力線是相互連接的，要想重復(fù)使用相同頻譜，至少應(yīng)相隔兩段電力線路。與線 中線耦合方式相比，線 地耦合方式電力載波信號(hào)損失十幾dB，但線 地耦合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用。當(dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，線路阻抗可達(dá) 1Ω 以下，造成對(duì)載波信號(hào)的高削減。 167。 MAX232 的工作溫度范圍為 0℃至 70℃， MAX232I 的工作溫度范圍為 40℃至 85℃。 8051 CPU， 1T，單時(shí)鐘 /機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 ： STC12C5A60S2 系列工作電壓： （ 5V單片機(jī)）STC12LE5A60S2 系列工作電壓： （ 3V 單片機(jī)） ： 0 35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 420MHz 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字節(jié) ...... 1280 字節(jié) RAM I/O 口（ 36/40/44 個(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通 8051傳統(tǒng) I/O 口） 可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，推挽 /強(qiáng)上拉，僅為輸入 /高阻，開(kāi)漏 每個(gè) I/O 口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到 20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過(guò) 55mA 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用編程器，無(wú)需專(zhuān)用仿真器 可通過(guò)串口（ ）直接下載用戶(hù)程序，數(shù)秒即可完成一片 EEPROM 功能 (STC12C5A62S2/AD/PWM 無(wú)內(nèi)部 EEPROM) 9. 看門(mén)狗 MAX810 專(zhuān)用復(fù)位電路（外部晶體 12M 以下時(shí)，復(fù)位腳可直接 1K 電阻到地） :在 口有一個(gè)低壓門(mén)檻比較器 5V單片機(jī)為 ，誤差為 +/5%, 單片機(jī)為 ，誤差為 +/3% ：外部高精度晶體 /時(shí)鐘，內(nèi)部 R/C 振蕩器 (溫漂為 +/5%到+/10%以?xún)?nèi) ) 1 用戶(hù)在下載用戶(hù)程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部 R/C 振蕩器還是外部晶體 /時(shí)鐘 常溫下內(nèi)部 R/C 振蕩器頻率為： 單片機(jī)為：11MHz～ 單片機(jī)為： 8MHz～ 12MHz 精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測(cè)試為準(zhǔn) 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 4 個(gè) 16 位定時(shí)器 兩個(gè)與傳統(tǒng) 8051 兼容的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ,16 位定時(shí)器 T0和 T1，沒(méi)有定時(shí)器 2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器 做串行通訊的波特率發(fā)生器 再加上 2 路 PCA 模塊可再實(shí)現(xiàn) 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 14. 2 個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由 T0 的溢出在 ，可由 T1 的溢出在 I/O 口 7 路 ,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷 ,并新增支持上升沿中斷的 PCA 模塊， Power Down 模式可由外部中斷喚醒， INT0/, INT1/, T0/, T1/, RxD/,