【正文】 CCP0/(也可通過(guò)寄存器設(shè)置到 ), CCP1/ (也可通過(guò)寄存器設(shè)置到 ) 16. PWM(2 路） /PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列 ,2 路） 也可用來(lái)當(dāng)2路 D/A 使用 也可用來(lái) 再實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)定時(shí)器 也可用來(lái)再實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)外部中斷 (上升沿中斷 /下降沿中斷均可分別或同時(shí)支持 ) , 10 位精度 ADC，共 8 路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá) 250K/S(每秒鐘 25萬(wàn)次 ) (UART)，由于 STC12 系列是高速的 8051，可再用定時(shí)器或 PCA 軟件實(shí)現(xiàn)多串口 19. STC12C5A60S2 系列有雙串口，后綴有 S2 標(biāo)志的才有雙串口，RxD2/(可通過(guò)寄存器設(shè)置到 )， TxD2/(可通過(guò)寄存器設(shè)置到) ： 40 +85℃( 工業(yè)級(jí) ) / 0 75℃( 商業(yè)級(jí) )：PDIP40,LQFP44,LQFP48 I/O 口不夠時(shí)，可用 2 到 3 根普通 I/O 口線(xiàn)外接 74HC164/165/595（均可級(jí)聯(lián)）來(lái)擴(kuò)展 I/O 口 , 還可用 A/D 做按鍵掃描來(lái)節(jié)省 I/O 口，或用雙 CPU,三線(xiàn)通信，還多了串口。 ST7536 的傳送速率有 600bps 和1200bps 兩種，雖不能與電話(huà)線(xiàn) Modem 的傳送速率 (可達(dá) 28． 8kbps)相比，但與采用無(wú)線(xiàn)電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)的傳送速率 (可達(dá) 2400bps)卻相差無(wú)幾。接收靈敏度為： 2mVrms(600bps)、 3mVrms (1200bps)； 載波芯片 ST7536 與輸電線(xiàn)路的信號(hào)傳送須通過(guò)接口電路 PLI 來(lái)實(shí)現(xiàn)，其原理框圖見(jiàn)下圖所示。濾走來(lái)自電力線(xiàn) 50／ 60HZ 的信號(hào)； 本章小結(jié)：本章主要討論了系統(tǒng)及各個(gè)單元的設(shè) 計(jì)方案。 通過(guò)串口電路與 PC 機(jī)互聯(lián)，接收指令給單片機(jī) ST12C5A60S2，通過(guò) 單片機(jī) ST12C5A60S2 控制 ST7536 芯片將數(shù)據(jù)發(fā)送到電力線(xiàn)上或從電力線(xiàn)上接收數(shù)據(jù)。 167。從而控制 ST7536 芯片是處于發(fā)送數(shù)據(jù)到電力線(xiàn)狀態(tài)，還是處于從電力線(xiàn)讀數(shù)據(jù)的狀態(tài)，原理圖如圖 33 所示。為了限制頻譜和降低信號(hào)中的諧波成分，來(lái)自 FSK 調(diào)制解調(diào)器的已調(diào)信號(hào)再由開(kāi)關(guān)電容帶通濾波器（發(fā)送帶通濾波器 ,即 TX BANDPASS）進(jìn)行濾波。 圖 36 發(fā)送數(shù)據(jù)輸出定時(shí) 加于 RAI 與公共端 0V 間的接收信號(hào)經(jīng)開(kāi)關(guān)電容帶通濾波器（接收帶通河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 濾波器， Rx bandpass）濾波，濾波器的中心 頻率為接收信號(hào)的中心頻率，其帶寬約為 6KHZ。 附加的數(shù)字和模擬功能 。 圖 38 自動(dòng)頻率環(huán)路濾波器 測(cè)試特性： 1 附加的放大器允許在管腳 RxFO 上觀察接收帶通濾波器的輸出 2 當(dāng) TEST4=1 時(shí)，腳 RxFO 直接輸入發(fā)送帶通濾波器被選擇和允許 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 3 當(dāng) TEST2=1 時(shí)，發(fā)送到接收的自動(dòng)轉(zhuǎn)換延時(shí)由 3s 縮至 4 當(dāng) TEST1=1 時(shí)，發(fā)送到接收的自動(dòng)轉(zhuǎn)換模式無(wú)效，電路的功能模式由Rx/Tx 控制，方式如下：當(dāng) Rx/ Tx =0 時(shí)，電路連續(xù)發(fā)送，當(dāng) Rx/Tx =1 時(shí)，為便于測(cè)試時(shí)鐘恢復(fù)模塊與 FSK 解調(diào)模塊的連接斷開(kāi)，此時(shí) TEST3 為時(shí)鐘的恢復(fù)模塊的輸入端， RXDEM 跟隨 TEST3,RxD 送出重新同步數(shù)據(jù)。 變壓器 TR1 實(shí)現(xiàn)了高壓與低壓的隔離。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件 采用 了 模塊化的方法來(lái)設(shè)計(jì) ， 先設(shè)計(jì)主程序，然后根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能分別設(shè)計(jì)各個(gè)模塊的程序。 0 x 1 = 1P 0 . 5 = 1 P 0 . 5 = 0T D + +T C T C = 0T D 指 向 指 針 * P* P + +T B C T B C = 0關(guān) 中 斷中 斷 返 回NNYYYN 開(kāi) 始P指 向 TBUF首地 址*P指 向 TDP++TC=8=0開(kāi) 0中 斷返 回 圖 42 ST7536 發(fā)送軟件流程圖 圖 43 ST7536 發(fā)送啟動(dòng)流程圖 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 開(kāi) 始S T 7 5 3 6 接 收 中斷讀 P 1 . 3 口 數(shù) 據(jù)P 1 . 2 = 1R D 1 , R D ! 0 x 8 0R D 1 , R D amp。第一節(jié)先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體描述，接下來(lái)再通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模塊化分析，在每一節(jié)中對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行的硬件設(shè)計(jì)，完成接口設(shè)計(jì)。然后確定線(xiàn) 圈初次級(jí)的匝數(shù)比或阻抗比，本設(shè)計(jì)取 12/21，最后設(shè)計(jì)功率放大器的輸出匹配電阻。 自動(dòng)頻率控制（ AFC）模塊調(diào)節(jié)接收和發(fā)送濾波器的中心頻率到載波工作頻率。中頻帶通濾波器的輸出（ IFO） 通過(guò)一外接耦合 電容耦合到 FSK 解調(diào)器的輸入（ DEMI），以消除接收通道的偏置電壓。波特率和信道的選擇同樣也也由表1 決定。 圖 34 發(fā)送數(shù)據(jù)輸入定時(shí) 此時(shí)通過(guò) CLR/T 端設(shè)置單片機(jī)的中斷口 0INT 在下降沿觸發(fā)，在下降沿開(kāi)始往寄存器中寫(xiě)數(shù)據(jù)， 發(fā)送數(shù)據(jù)（ TXD）在決定波特率的時(shí)鐘信號(hào) CLR/T 的上升沿被采樣。這部分的主要原理圖如圖 32所示。 圖 32 串口電路原理圖 通過(guò) P1 串口與 PC 機(jī)互聯(lián)，通過(guò) MAX232 的發(fā)送端 12 引腳 R1OUT 將信息發(fā)送給 單片機(jī) ST12C5A60S2,通過(guò) 接收端 11引腳 R1IN接收 經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理過(guò)的 來(lái)自電力線(xiàn)解調(diào)后的 數(shù)據(jù)，通過(guò) 9 引腳 R2OUT 發(fā)送給 PC 機(jī)實(shí)現(xiàn)串口通信。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 167。在變壓器的一次側(cè)加入電容 Cfinel、 Cline2 的目的是濾除 50Hz 的交流信號(hào)，并且選用具有短路保護(hù)功能的電容。將發(fā)送信號(hào)放置到電力線(xiàn)； 電力線(xiàn)耦合模塊 該部分主要有 若干個(gè)三級(jí)管，放大器，一個(gè)變壓器和一個(gè)小串口組成。發(fā)送載波頻率通過(guò)外接晶振合成； 如果能夠很好地利用它的多頻段性，將可以克服窄帶通信的缺點(diǎn)。下面對(duì)該單片機(jī)作大概介紹： 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812倍。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器將 TTL/CMOS 輸入電平轉(zhuǎn)換為 EIA/TIA232E 電平。 167。有一種利用波形過(guò)零點(diǎn)的短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，但由于過(guò)零點(diǎn)時(shí)間短， 實(shí)際應(yīng)用與交流波形同步不好控制，現(xiàn)場(chǎng)通信數(shù)據(jù)幀又比較長(zhǎng)，所以難以應(yīng)用。一般電力載波信號(hào)只 能在單相電力線(xiàn)上傳輸。這樣，在一條電力線(xiàn)上開(kāi)設(shè)電力線(xiàn)載波，它的信號(hào)雖被阻波器阻塞，但還會(huì)串?dāng)_到同一母線(xiàn)的其他相電力線(xiàn)上去。使用頻率過(guò)高線(xiàn)路衰減將增得很大，通信距河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 離受到限制；而 使用頻率太低，將受到 50Hz 工頻諧波的干擾，同時(shí)要求耦合電容器的電容量和阻波器的強(qiáng)流線(xiàn)圈電感量增大，而使線(xiàn)路設(shè)備在制造商和經(jīng)濟(jì)上造成困難。由于阻波器 Tl 的存在，高頻信號(hào)沿電力線(xiàn)傳輸?shù)?B 端，再經(jīng)過(guò) B 端的 C F2 送入 B 端載波設(shè)備。它由耦合電容 C 和結(jié)合濾波器 F 組成。 由于 FSK 傳輸速率相對(duì)較低，頻帶利用率不高，但其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，甚至可以用軟件實(shí)現(xiàn)，因此仍得到了廣泛應(yīng)用。它們相互重疊，并且在空間上彼此正交。 目前實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻有三種方式：直接序列擴(kuò)頻、跳頻擴(kuò)頻和脈沖線(xiàn)性擴(kuò)頻 （ ChirpSS)。偽隨機(jī)序列具有貌似噪聲的性質(zhì)，但它又是周期性的有規(guī)律的，既容易產(chǎn)生，又可以加工和復(fù)制的序 列。 擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)是對(duì)信息數(shù)據(jù)頻譜擴(kuò)展的一種通信系統(tǒng)?？紤]到實(shí)際通信時(shí)參考基準(zhǔn)相位的隨機(jī)跳變是可能的且不易被發(fā)覺(jué)， 由這種因素導(dǎo)致的現(xiàn)象稱(chēng)為 PSK 方式的“倒現(xiàn)象”或“反向工作”現(xiàn)象，所以在實(shí)際 應(yīng)用中必須盡量避免這種現(xiàn)象發(fā)生。 167。圖 22 中， T為碼元周期。每個(gè)字符組包括 1 個(gè)起始位（低邏輯電平） ， 8 個(gè)數(shù)據(jù)位和 1 個(gè)停止位（高邏輯電平） 。 167。包括硬件設(shè)計(jì)，同時(shí)在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上 使用單片機(jī)編程軟件 keil 進(jìn)行軟件編程和調(diào)試實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，最后完成畢業(yè)論文。 本人完成的任務(wù)如下 : 1 系統(tǒng)方案的確定 : 先掌握課題內(nèi)容方向，從圖書(shū)館及互聯(lián)網(wǎng)檢索相關(guān)信息。 PLC 在末端用戶(hù)接入 (最后 100 米接入 )，即從樓內(nèi)總配電室到每個(gè)家庭及入戶(hù)后采用任意電源插座即能實(shí)現(xiàn)連接等功能，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。此外，傳輸理論、組網(wǎng)技術(shù)等方面的研究也不斷有新的進(jìn)展。127。萬(wàn)，目前已達(dá) 65 萬(wàn)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前已具相當(dāng)?shù)囊?guī)模和水平。其中以美國(guó) Intellon 公司的 14 Mbit／ s 芯片應(yīng)用最為普遍，大部分電力線(xiàn)載波系統(tǒng)都是基于該芯片開(kāi)發(fā)的。本文全面系統(tǒng)總結(jié)低壓電力線(xiàn) 載波通信原理及其相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)有成果基 礎(chǔ)上，利用 FSK 調(diào)制的抗干擾性和抗衰減性，進(jìn)行電力利用 現(xiàn)有低壓配電線(xiàn)路作為通信媒介，具有不用布線(xiàn)、覆蓋范圍廣、連接方便等 顯著優(yōu)點(diǎn)。特別是“十一五”規(guī)劃中把電力線(xiàn)載波通信列入大力研究項(xiàng)目，其中低壓電力線(xiàn)載波的發(fā)展對(duì)策明確把研究電線(xiàn)上網(wǎng)的技術(shù)原理和應(yīng)用技術(shù)，探討電線(xiàn)上網(wǎng)的政策和運(yùn)營(yíng)方式，努力為實(shí)現(xiàn)全面電線(xiàn)上網(wǎng)打好基礎(chǔ)作為發(fā)展重點(diǎn)。 本文首先介紹電力線(xiàn)的 幾種常用的調(diào)制方式，然后綜合考慮后以 FSK 調(diào)制解調(diào)為基本原則出發(fā)，設(shè)計(jì)了串口電路、微控制器模塊、 FSK 調(diào)制解調(diào)模塊和電力線(xiàn)耦合模塊調(diào)試并基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 主程序軟件設(shè)計(jì) ............................. 35 167。 單片機(jī) 控制模塊 ........................ 17 167。 電力線(xiàn)載波通信調(diào)制技術(shù)概述 .................. 7 167。 關(guān)鍵詞 ：電力線(xiàn)通信，載波通信， FSK 調(diào)制， STC7536 芯片， STC12C5A60S2單片機(jī) 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II DIGITAL SIGNAL IN THE POWER SUPPLY LINE CARRIER TRANSMISSION CIRCUIT ABSTRACT Power line itself is used to transmit electrical energy, which can be seen evetywhere in the modern society is a great asset. With the continuous development of munication technology, power line munications technology is of growing Line Communication (PowerLine carrier munition) technology makes the power line as a munication medium of munication. This method can avoid the construction of new munications works and investment, and thus it has great convenience, maintenancefree and plug and play features, the PLC has been widely applied. Power Line unfavorable factors for the transmission of information is the line impedance, signal attenuation and noise . Therefore, Software design, device selection and power line interface design is the key in the system paper describes t