【正文】 具有較強(qiáng)的抗干擾、抗衰落性能。芯片PL2101的發(fā)送接收工作時序:當(dāng)芯片處于發(fā)射態(tài)時，由于PL2101內(nèi)部由HEAD的上升沿對RXD_TXD的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，故外部MCU應(yīng)當(dāng)在HEAD的下降沿后將數(shù)據(jù)置于RXD_TXD管腳。當(dāng)芯片處于接收態(tài)時，由于PL2101內(nèi)部由HEAD的上升沿對內(nèi)部解調(diào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存輸出，故外部MCU應(yīng)當(dāng)在HEAD的下降沿后讀取PL2101接收到的數(shù)據(jù)。芯片PL2101的時序接口引出兩個管腳:SDA串行地址/數(shù)據(jù)輸入/輸出和SCL串行時鐘端。①SDA是一個雙向傳輸端，用于傳輸?shù)刂泛蛿?shù)據(jù)進(jìn)入PL2101，以及從PL2101發(fā)送數(shù)據(jù)至外部MCU或其它控制器件。對于一般的數(shù)據(jù)傳輸，僅在SCL為低期間SDA才可以變化。在SCL為高期間變化，留給指示START(開始)和STOP(停止)條件。②SCL為時鐘輸入端，用于同步進(jìn)入PL2101和從PL2101發(fā)出的數(shù)據(jù)。 MCU介紹芯片PL2101支持雙向兩線總線和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。當(dāng)器件處于傳送數(shù)據(jù)到總線狀態(tài)時，我們稱之為發(fā)送器，當(dāng)器件處于接收數(shù)據(jù)狀態(tài)時則稱為接收器?？偩€必須由一個主器件控制，選擇MCU作為該通信模塊的主器件，它產(chǎn)生串行時鐘(SCL)，控制總線存取，并且產(chǎn)生開始位(START)和停止位(END)，芯片PL2101作為從器件工作。主器件和從器件都能工作于發(fā)送器或者接收器的狀態(tài)，但何種方式有效由主器件MCU決定。主站通信模塊中的MCU采用AT89C52單片機(jī)芯片，從站通信模塊中采用AT89C2051單片機(jī)芯片。AT89C52是一種采用MCOS工藝制造的高性能低功耗的8位微控制器，擁有8Kbytes的電擦除可編程只讀XI]存(Flash programmable and erasable read only memory)，該閃存允許在系統(tǒng)內(nèi)再編程，或通過傳統(tǒng)的非易失性存儲器編程。它與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51/8OC52指令和引腳相兼容。由于在單片電路上集成了通用的8位CUP和閃速存儲器，AT89C52成為功能強(qiáng)大的微控制器，為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種高效靈活的解決方案。AT89c52提供256bytesRAM，32條I/O線，3個16位定時/計數(shù)器，六個向量二級中斷結(jié)構(gòu)，1個全雙向的串行口，還具備片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。a)I/O通道分配:P0:地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線。P1:，~。~。P2:地址總線。b)E2PROM之所以選用E2PROM，是因?yàn)镋2PROM在工作電壓下就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀和寫，這樣，就可以在編制應(yīng)用程序時，在特定條件下從E2PROM中讀取重要參數(shù)或在E2PROM保存重要參數(shù)。AT80C2051是一種帶2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器(FLASH ROM)的低電壓、高性能CMOS 8位微控制器，該器件采用ATMEL高密度、非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和引腳相兼容，由于將通用的8位CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中，AT89C2051是一種高效微控制器，為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供了靈活性高且價廉的有效解決方案。AT89CZO51具有以下一些標(biāo)準(zhǔn)特性:2K字節(jié)的閃存PROM、128字節(jié)RAM，15個I/O線，2個16位定時器/計數(shù)器，6個兩級中斷源結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行口，一個精確的模擬比較器，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路，同時還具有加密陣列的二級程序存儲器加鎖。此外，AT89C2051設(shè)計穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的省電模式:在閑置模式下，CUP停止工作，但RMA、定時器/計數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍在工作；在掉電模式下，保存RAM中的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所有其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。主站/從站單片機(jī)系統(tǒng)的工作流程是這樣的:單片機(jī)利用自身具有的串行通信口，直接接收芯片PLZ101傳送下來的串行數(shù)據(jù)，然后將所接收的各組數(shù)據(jù)通過并行口輸出，經(jīng)過數(shù)字光隔，送到數(shù)據(jù)鎖存器74LS373，最后將鎖存的數(shù)據(jù)送到D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換并通過運(yùn)放將模擬信號輸出，同時顯示在ICDT界面上。反向的信號通過隔離，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)鎖存器，變成單片機(jī)所需的并行數(shù)字信號送到單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲單元中，再由串行口返送到芯片PL2101。，設(shè)計思路一目了然，分別提供了主站和從站模塊中MCU的工作程序流程圖。單片機(jī)采用MCS51系列的匯編語言編程，程序流程為總線查詢方式。它有一個標(biāo)準(zhǔn)的串行口，有4種工作方式，其中方式1是標(biāo)準(zhǔn)的10位異步通信方式，10位數(shù)據(jù)和PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)串口相對應(yīng)，由串行口控制寄存器SCON設(shè)置狀態(tài)，其字節(jié)地址為98H。如下式所示。本系統(tǒng)中單片機(jī)串口控制器SCON設(shè)置為50H，SMO、SMI為0、l，即為串行工作方式1，REN為1，即允許串口接收。單片機(jī)并行口0P和PZ分別作為八位數(shù)據(jù)的輸入和輸出口。3P口的輸出作為數(shù)據(jù)鎖存器和D/A、A/D的禁止和允允許。 主站/從站電路原理圖，以及MCU的工作流程思路，設(shè)計了主站/從站載波通信模塊電路。 主站程序流程圖 從站程序流程圖XTli、XTlo:分別為PL2101片內(nèi)反相放大器的輸入端和輸出端，外接晶體可以組成晶體振蕩器。為使振蕩器工作更加可靠，連接于振蕩器兩端的電容一般用30pF，也可在30一68pF之間取值。若使用外部時鐘。RESET:上電復(fù)位及看門狗計數(shù)器溢出復(fù)位輸出端(高電平有效，持續(xù)時間218ms)。，RESET腳持續(xù)輸出高電平。WDI:看門狗計數(shù)器清零輸入端。當(dāng)WDI持續(xù)436ms以上無高低電平變化，將導(dǎo)致看門狗計數(shù)器溢出復(fù)位，使PL2101的RST腳輸出復(fù)位高電平。 主從站載波通信模塊的電路原理框圖、載波擴(kuò)頻發(fā)射、單片機(jī)接口三部分功能:載波接收解擴(kuò)由PL2101芯片完成；載波擴(kuò)頻發(fā)射由單片機(jī)控制，通過PL2101完成擴(kuò)頻編碼處理，通過后續(xù)推動電路完成擴(kuò)頻載波信號的功率輸出；PL2101載波通信為同步、半雙工方式，由幀頭進(jìn)行同步；常態(tài)為載波接收模式；單片機(jī)接口提供單片機(jī)的復(fù)位信號、看門狗信號，以及載波收發(fā)控制信號。、模塊電源部分和單片機(jī)及其外圍接口電路。該電路的通信過程為:PL2101接收下發(fā)指令時，是由微處理器單片機(jī)將下發(fā)指令的具體內(nèi)容，以透明、同步方式送PL2101，由載波發(fā)送到線路上。PL2101常態(tài)為載波接收模式，檢測載波線路的同步幀頭(根據(jù)通訊規(guī)約，同步幀頭為0x00xAF)；檢測到同步幀頭后，按通信規(guī)約計算應(yīng)接收數(shù)據(jù)長度；按接收長度接收通信數(shù)據(jù)；到達(dá)接收長度后，按通信規(guī)約添加有關(guān)數(shù)據(jù)頭、數(shù)據(jù)長度后通過串口上發(fā)MCU；由于PL2101常態(tài)為接收模式，只有正確收到指令后，才啟動載波發(fā)射態(tài)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到載波線路上，發(fā)射結(jié)束后進(jìn)入載波接收模式；PL2101處于接收狀態(tài)時，載波線路有擴(kuò)頻信號時，HEAD腳產(chǎn)生同步信號；PL2101處于發(fā)射狀態(tài)時，HEAD腳由芯片內(nèi)部分頻產(chǎn)生同步信號(500bsP)。 主站模塊(EPLC600)電路圖 從站模塊(EPLC6005)電路圖本章從數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)通信方式的選擇著手，根據(jù)電力線數(shù)字載波通信技術(shù)的基本原理，設(shè)計了一種適應(yīng)家庭自動化通信要求的電力線載波通信模塊。文中詳細(xì)介紹了通信模塊(EPLC600/5)的硬件電路設(shè)計及微處理器軟件設(shè)計，給出了主站/從站通信模塊的電路設(shè)計圖。5 總結(jié)智能家居自動化和電力線載波通信是兩個蓬勃發(fā)展的嶄新學(xué)科。隨著電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展,特別是電力線高速通信技術(shù)的發(fā)展和成熟,將電力線載波通信技術(shù)引入智能家居領(lǐng)域?qū)χ悄芗揖拥陌l(fā)展和普及起到積極的推動作用。本文立足于電力線通信技術(shù),研究開發(fā)了基于電力線的智能家居自動化系統(tǒng),并結(jié)合電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),構(gòu)建了基于低壓配電網(wǎng)的集NITERNET上網(wǎng)、智能家居控制于一體的智能化數(shù)字小區(qū),為電力線通信技術(shù)和智能家居的應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域。致謝本論文是在王慶蘭老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。王慶蘭老師的悉心指導(dǎo)使我受益終生。在此此向王慶蘭老師表示崇高的敬意和真誠的謝意！論文期間,還得到其他老師和同學(xué)的指教和關(guān)心,我的每一點(diǎn)進(jìn)步都與他們的鼓勵與支持分不開的,他們?yōu)槲姨峁┝肆己玫膶W(xué)習(xí)環(huán)境,在此表示誠摯的謝意！此外,我還要感謝我的父母兄長給予我精神上的大力支持,以及生活上無微不至的照料,讓我專心從事科研學(xué)習(xí)工作,使我取得了很大進(jìn)步！參考文獻(xiàn)[l] [M].北京:電子工業(yè)出版社,2002,8[2] 葉朝輝，[J].計算機(jī)應(yīng)用研究,2001,18(9):16[3] 曹志剛，[M].北京:[4] [J].華北電力技術(shù),2001/1:2729[5] 孫新茹,吳云峰,(PLC)接入技術(shù)及各種接入方式的比較[J].電力系統(tǒng)通信,2002(6):1417[6] 趙丙鎮(zhèn),“四網(wǎng)合一”[J].網(wǎng)絡(luò)世界,2008/3:3235[7] 牟英峰,徐殿國,[M].電子技術(shù)應(yīng)用[8] 彭少熙,孫政順,[M].通訊與電視[9] [D].開封：:4547 [10] 肖勇，張捷，[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010:2224[11] 鄭娜，[J]. 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