【正文】 同時(shí)通過P2口發(fā)送信號(hào)到電力線，經(jīng)過ST7536芯片的解調(diào)，再經(jīng)P1口發(fā)送給PC機(jī)1,從而實(shí)現(xiàn)電力線的載波通信。在“driver”欄中有兩個(gè)選項(xiàng)是“simulator”和“FET Debugger”，前者是軟件仿真，后者是硬件仿真。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。 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3 當(dāng)TEST2=1時(shí)，4 當(dāng)TEST1=1時(shí)，發(fā)送到接收的自動(dòng)轉(zhuǎn)換模式無效，電路的功能模式由Rx/控制，方式如下：當(dāng)Rx/=0時(shí)，電路連續(xù)發(fā)送，當(dāng)Rx/=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，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)。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)開關(guān)電容帶通濾波器（接收帶通濾波器，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。從而控制ST7536芯片是處于發(fā)送數(shù)據(jù)到電力線狀態(tài)，還是處于從電力線讀數(shù)據(jù)的狀態(tài)，原理圖如圖33所示。通過串口電路與PC機(jī)互聯(lián)，接收指令給單片機(jī)ST12C5A60S2，通過單片機(jī)ST12C5A60S2控制ST7536芯片將數(shù)據(jù)發(fā)送到電力線上或從電力線上接收數(shù)據(jù)。濾走來自電力線50／60HZ的信號(hào)；接收靈敏度為：2mVrms(600bps)、3mVrms(1200bps)； 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 /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K字節(jié)......（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55mA7. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器 可通過串口（）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片(STC12C5A62S2/AD/PWM無內(nèi)部EEPROM)9. 看門狗（外部晶體12M以下時(shí)，復(fù)位腳可直接1K電阻到地）: ，誤差為+/5%,，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%以內(nèi)) 1用戶在下載用戶程序時(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：：11MHz～ ： 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) 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，,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/, CCP0/( ), CCP1/ ()16. PWM(2路）/PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列,2路） 也可用來當(dāng)2路D/A使用 也可用來再實(shí)現(xiàn)2個(gè)定時(shí)器 也可用來再實(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/()，TxD2/()：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口線外接 74HC164/165/595（均可級(jí)聯(lián)）來擴(kuò)展I/O口, 還可用A/D做按鍵掃描來節(jié)省I/O口，或用雙CPU,三線通信，還多了串口。 串口通信模塊設(shè)計(jì)方案的確定串口通信模塊是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)PC機(jī)通信的核心模塊,主要用來通過與PC機(jī)互聯(lián)通信下載程序到微控制器芯片STC12C5A60S2以達(dá)到對(duì)FSK調(diào)制解調(diào)模塊的控制。④電力線存在脈沖干擾。國(guó)內(nèi)統(tǒng)一的使用頻帶為40～500kHz。圖中電力線上很高的50Hz電壓，由于頻率低，電壓幾乎都降落到耐壓很高的高壓耦合電容器兩端，結(jié)合濾波器的變量器線圈上所降電壓無幾，這樣的耦合是非常安全的。 它具有頻譜利用率高，信號(hào)調(diào)制解調(diào)易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以較好地解決電力線通信信道的多徑衰落和頻率選擇性衰落，已廣泛地應(yīng)用于電力線通信、無線局域網(wǎng)（WLAN）等技術(shù)領(lǐng)域。擴(kuò)頻的主要特點(diǎn)就是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)必須預(yù)先知道一個(gè)預(yù)置的擴(kuò)頻碼或密鑰，擴(kuò)頻碼必須足夠長(zhǎng)，盡量接近類似于噪聲的隨機(jī)數(shù)字序列。 擴(kuò)頻通信方式擴(kuò)頻通信，即擴(kuò)展頻譜通信(Spread Spectrum Communication)，是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬。 圖23為連續(xù)相位2FSK信號(hào)圖23為圖22輸入信號(hào)相應(yīng)的連續(xù)相位2FSK信號(hào)波形， 其中載波頻率 和分別代表數(shù)字信號(hào)“0”和“1” 。傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制方式有幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）等。自下而上，條理清晰。據(jù)有關(guān)市場(chǎng)研究公司預(yù)測(cè)，在2007年之前中國(guó)的寬帶用戶數(shù)量將達(dá)到5450萬戶，面對(duì)如此巨大的寬帶用戶市場(chǎng)，PLC的發(fā)展拉動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)向千家萬戶的覆蓋。如葛－滬177。日本對(duì)PLC的態(tài)度，經(jīng)歷了從初期懷疑否定、到開放試驗(yàn)、直至今日的積極推動(dòng)的三個(gè)階段。眾所周知，目前的電力線主要用來傳輸電能的。 ST12C5A60S2集成開發(fā)環(huán)境(IAR)與使用詳解 39167。 擴(kuò)頻通信方式 10167。本文著重論證了系統(tǒng)及各個(gè)單元電路的實(shí)現(xiàn)方案，研究了以ST7536單片機(jī)為核心的核心系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括復(fù)位、晶振電路、收發(fā)電路及接口電路設(shè)計(jì)。同時(shí)系統(tǒng)的介紹了基于STC12C5A60S2單片機(jī)的編程線路的設(shè)計(jì)包括一個(gè)MAX232單片機(jī)PC機(jī)接口電路、復(fù)位、晶振電路及接口電路。 正交頻分復(fù)用 12167。 程序調(diào)試結(jié)果分析 40結(jié) 論 41參 考 文 獻(xiàn) 42致 謝 43附 錄 4459前 言電力線載波通信是電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)特有的一種通信方式。在線路上電壓高、電流大、噪聲大、負(fù)載種類多，要在電力線上傳輸信號(hào)，就是對(duì)技術(shù)設(shè)備抗干擾性和穩(wěn)定性提出的挑戰(zhàn)。到目前為止，PLC的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍及各大洲許多國(guó)家，未來PLC商業(yè)化只是一個(gè)時(shí)間問題。500KV直流輸電系統(tǒng)中，兩換流站的運(yùn)行數(shù)據(jù)的控制信息通過長(zhǎng)達(dá)1053Kmamp。PLC技術(shù)施工方便、使用靈活，能夠利用已有的電力網(wǎng)這一廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施把寬帶網(wǎng)絡(luò)接入到每個(gè)家庭，省去在接入方式上的重復(fù)建設(shè)，對(duì)于推進(jìn)我國(guó)數(shù)字化進(jìn)程必將產(chǎn)生積極的作用。理論聯(lián)系實(shí)際，在現(xiàn)有的系統(tǒng)板上先對(duì)要實(shí)現(xiàn)的各個(gè)模塊逐個(gè)調(diào)試成功后，畫相應(yīng)的電路原理圖。目前，低壓電力線載波通信已經(jīng)朝著使用擴(kuò)頻通信技術(shù)（SS）、正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)發(fā)展，能在很大程度上克服電力線的強(qiáng)衰減、強(qiáng)干擾的缺陷，大大提高通信系統(tǒng)的生存能力。在 2FSK中，初始相位和 不代表任何信息，令為零相位。頻帶的擴(kuò)展是通過一個(gè)獨(dú)立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)。但是，在任何情況下，他們必須保持可恢復(fù)性。 由于OFDM技術(shù)可以選用 IFFT/FFT方法來實(shí)現(xiàn)各個(gè)子信道的調(diào)制和解調(diào)，因此隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的飛速發(fā)展，OFDM 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)變得極為容易。阻波器T是一個(gè)調(diào)諧電路，其電感線圈時(shí)能通過很大50Hz電流的強(qiáng)流線圈，保證50Hz電流的傳送，而整個(gè)調(diào)諧電路諧振在高頻信號(hào)的頻率附近，阻止高頻信號(hào)通過，起到防止發(fā)電廠或者變電所母線對(duì)高頻信號(hào)的旁路作用。電力線載波通信在充分利40～500kHz之間的460kHz頻帶時(shí)，和通信線載波通信在充分利用線路頻帶有著明顯的不同。目前國(guó)內(nèi)使用的交流電頻率為50Hz，周期為20ms。方案：該模塊主要使用MAX232芯片，下面對(duì)該芯片做簡(jiǎn)單介紹：MAX232是一種雙組驅(qū)動(dòng)器/接收器，片內(nèi)含有一個(gè)電容性電壓發(fā)生器以便在單5V電源供電時(shí)提供EIA/TIA232E電平。167?？商崛〕鼋邮諘r(shí)鐘信號(hào)；濾掉發(fā)送信號(hào)的二次諧波。變壓器與一系列功放管和三級(jí)管構(gòu)成了電力線耦合電路承擔(dān)數(shù)據(jù)在電力線線上傳輸?shù)妮d體。167。RAI的輸入電壓范圍為2mVrms至2Vrms.接收濾波器的輸出經(jīng)一增益為20dB的放大器放大，該級(jí)放大器還同時(shí)對(duì)大信號(hào)提供限幅作用。 圖39 FSK調(diào)制解調(diào)模塊原理圖 圖310 芯片外接電路芯片ST7536的RX/TX端口接收來自上位機(jī)的指令來選擇接收和發(fā)送模式，通過CLR/T端口來設(shè)置中斷源和的工作狀態(tài)。模塊程序主要包括：主程序，ST7536的發(fā)送中斷，ST7536的接收中斷和PC口的接收和發(fā)送中斷等。硬件調(diào)試時(shí)選擇“FET Debugger”。參 考 文 獻(xiàn)[1] 宏晶STC單片機(jī)公司STC12C5A60S2系列單片機(jī)器件手冊(cè)。最后得到的結(jié)果是：PC機(jī)1通過MAX232發(fā)送數(shù)據(jù)和指令給單片機(jī)，單片機(jī)再將數(shù)據(jù)發(fā)送給ST7536芯片，通過芯片調(diào)制后發(fā)送到電力線上。再到左邊的“Category”中選擇“Debugger”，右邊顯示如圖3－3。系統(tǒng)化和模塊化的完成了硬件設(shè)計(jì)。AFC環(huán)路的穩(wěn)定性由連接于管腳AFCF上的C1（470nF,10V）、C2(47Nf,10V)和R2()構(gòu)成的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來保證。通過CLR/T設(shè)置單片機(jī)的中斷口為上升沿觸發(fā)。，來控制耦合變壓器模塊工作狀態(tài)。 系統(tǒng)描述根據(jù)實(shí)際情況我們使用了電力線載波通信的半雙工FSK調(diào)制解調(diào)器芯片ST753ST12C5A60S2單片機(jī)、MAX232芯片、功放管、變壓器等，完成以ST7536芯片為核心電力線載波通信系統(tǒng)。從電力線采樣接收信號(hào)；發(fā)送信號(hào)失真低，并可進(jìn)行自動(dòng)電平控制，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。167。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。在實(shí)際選擇頻帶時(shí)，必須考慮無線電廣播和無線電通信的影響。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。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。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。167。一般取采樣速率f=為的整數(shù)倍。但是，盡管低壓電力線載波通信存在上述所說的這些困難，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。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)。 電力線的發(fā)展前景展望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。 (2) 電力線載波通信綜合業(yè)務(wù)能力有了很大的發(fā)展，由過去單獨(dú)的調(diào)度電話業(yè)務(wù)發(fā)展到為開放電話、遠(yuǎn)動(dòng)、傳真、保護(hù)、計(jì)算機(jī)信息等綜合業(yè)務(wù)。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。目前，高速電力線載波通信技術(shù)仍然沒有得到大規(guī)模的使用，這與自身技術(shù)不完善有很大的關(guān)系。 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 39167。 相移鍵控方式 9167。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。同時(shí)利用單片機(jī)編程軟件keil編寫簡(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。 電力線載波 12167。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。電力線中的信道噪聲是電力線通信發(fā)展的主要問題，如何解決這個(gè)問題成為電力線載波通信作為寬帶接入問題關(guān)鍵。167。127。同時(shí)，PLC技術(shù)在遠(yuǎn)程抄表、配網(wǎng)自動(dòng)化、營(yíng)銷自動(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。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。167。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)頻電路來實(shí)現(xiàn)。 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)。否則，接收機(jī)將不能提取發(fā)射信息。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)。總之，利用這些線路設(shè)備，耦合問題得到了解決。通信線是專門為開設(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)開設(shè)多路通信，達(dá)到全頻帶都能合理的利用。在每一交流周