【正文】 在今后的工作也生活中一定會(huì)注意培養(yǎng)自己的綜合能力，多學(xué)習(xí)知識(shí)來(lái)武裝自己。設(shè)計(jì)過(guò)程中，我還去圖書館一樓的機(jī)房下載了一些關(guān)于 ST7540芯片的資料和一些與設(shè)計(jì)相關(guān)的文獻(xiàn)。好在龔成龍老師及時(shí)的提供了相關(guān)的資料，幫助我分析。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)這期間，培養(yǎng)的獨(dú)立思考的能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度都會(huì)讓我在 今后工作的道路上少走彎路。在導(dǎo)師的影響下，我不但端正了自己學(xué)習(xí)的態(tài)度，同時(shí)也讓我有了危機(jī)意識(shí)。在做設(shè)計(jì)期間，他對(duì)我嚴(yán)格要求，他一絲不茍的工作態(tài)度一直深深的鼓舞著我克服難題。在電力線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本覆蓋到世界每個(gè)角落的今天，電力線載波技術(shù)有著無(wú)可比 擬的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)和研究也是非常有意義的。外部的電路設(shè)計(jì)包括了電流控制電路、電壓控制電路、耦合電路等模塊，確保了載波信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。 主站呼叫某從站程序 , 程序流程圖如下： 411 呼叫從站流程圖 發(fā)送主程序： MOV TMOD， 2XH ； C/T1設(shè)置為取消門控、定時(shí)工作方式、模式 2 CLR SMOD ；清 C/T1 加倍位 MOV TH1， 0FDH ；設(shè)置 C/T1 時(shí)間常數(shù) MOV TL1， 0FDH SETB TR1 ；啟動(dòng) C/T1 CLR ET1 ；禁止 C/T1 中斷 二零一二屆本科畢業(yè)論文 第 25 頁(yè) 共 35 頁(yè) CLR ES ；禁止 UART 中斷 MOV SCON， 1100000B ； UART 設(shè)置為模式 3 MOV R0， 20H ；數(shù)據(jù)區(qū)起址 MOV R7， 32 ；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 LOOP： MOV A， R0 ；取數(shù)據(jù) ACALL SOUT ；調(diào)用字節(jié)發(fā)送程序 INC R0 DJNZ R7， LOOP 發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)子程序 SOUT： MOV C， P ；取奇偶標(biāo)志 MOV TB8， C ；奇偶標(biāo)志移送 TB8 中等待發(fā)送 MOV SBUF， A ；發(fā)送數(shù)據(jù)， JNB TI， $ ；檢測(cè)發(fā)送結(jié)束標(biāo)志，等待發(fā)送完 CLR TI ；清發(fā)送結(jié)束標(biāo)志，允許再發(fā)送 RET 接收主程序 MOV TMOD， 2XH ； C/T1 設(shè)置為取消門控、定時(shí)工作方式、模式 2 CLR SMOD ；清加倍位 MOV TH1， 0FDH MOV TL1， 0FDH SETB TR1 ；啟動(dòng) C/T1 CLR ET1 ；禁止 C/T1 中斷 CLR ES ；禁止 UART 中斷 MOV SCON， 1101000B ； UART 設(shè)置為模式 3 MOV R0， 20H ；數(shù)據(jù)區(qū)起址 MOV R7， 32 ；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 LOOP： ACALL SIN ；調(diào)用字節(jié)發(fā)送程序 JNC ERROR ；校驗(yàn)錯(cuò)， C=0，去處理程序 MOV R0， A ；校驗(yàn)正確，保存數(shù)據(jù) INC R0 DJNZ R7， LOOP 接收數(shù)據(jù)字節(jié)子程序： 二零一二屆本科畢業(yè)論文 第 26 頁(yè) 共 35 頁(yè) SIN： JNB RI， $ ；檢測(cè)接收結(jié)束標(biāo)志，等待 1 個(gè)數(shù)據(jù) CLR RI ；清 RI MOV A， SBUF ；取接收數(shù)據(jù) MOV C， RB8 ； RB8 的數(shù)據(jù)送至 C ANL C， P ；完成 RB8 與數(shù)據(jù)的奇偶性 P 同或 MOV ， C MOV C， RB8 CPL C ANL C， /P ORL C， ；出錯(cuò)， C=0 二零一二屆本科畢業(yè)論文 第 27 頁(yè) 共 35 頁(yè) 結(jié) 論 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì) ST7540 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其外部的引腳有了比較深的認(rèn)識(shí)。程序規(guī)定發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)都存放在片內(nèi) RAM 中，發(fā)送數(shù)據(jù)以 RAM的 50H 為首地址，而接收數(shù)據(jù)在 RAM 中以 60H 為首地址。系統(tǒng)初始化程序被設(shè)置在主程序中。接收標(biāo)志位不為 0,轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)子程序 從機(jī)上的串行數(shù)據(jù)通信采用的是中斷啟動(dòng)形式。初始化 T1為定時(shí)器方式，模式 2 SET EA。 圖 49 城市路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 從站程序設(shè)計(jì) 從站的主程序也較為簡(jiǎn)單 ,主要是中斷服務(wù)子程序復(fù)雜 . 從站單片機(jī)的主程序框圖如下： 圖 410從站單片機(jī)的主程序框圖 ORG 000H AJMP MAIN ST7540 單片機(jī) ST7540 單片機(jī) 主站 二零一二屆本科畢業(yè)論文 第 24 頁(yè) 共 35 頁(yè) MAIN: MOV SCON ,80H 。整個(gè)系統(tǒng)中的一級(jí)終端對(duì)載波信號(hào)的控制，需要軟件的支持。一級(jí)監(jiān)控終端和二級(jí)控制終端之間通過(guò)電力線進(jìn)行信號(hào)的相互傳輸。一級(jí)控制終端和主站之間是通過(guò)GPRS 無(wú)線技術(shù)傳輸信號(hào)。一級(jí)終端負(fù)責(zé)監(jiān)控，二級(jí)終端負(fù)責(zé)控制。 如果 RxTx =0及 REG DATA =1時(shí)，為數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，芯片進(jìn)入空閑狀態(tài)并且關(guān)閉傳送回路在經(jīng)過(guò)時(shí)間后機(jī)器開始傳輸在 TxD 線上的數(shù)據(jù)。 當(dāng) RxTx =“ 1”及 REG DATA =“ 0”時(shí) ,ST7540 處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)并且 CLR/T被置于低電平狀態(tài)。時(shí)鐘信號(hào)處在上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)在 RXD口處于靜止?fàn)顟B(tài)。 同步模式 在同步模式下， CLR/T上的時(shí)鐘信號(hào)被作為參考，并且主機(jī)一直是通信主二零一二屆本科畢業(yè)論文 第 21 頁(yè) 共 35 頁(yè) 體。芯片進(jìn)入空閑狀態(tài)，關(guān)閉發(fā)送模塊的電路后經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間后，開始從 RXD端口接受數(shù)據(jù)。 異步模式 在異步模式下，數(shù)據(jù)交換不以時(shí)鐘作為參考，主控制器必須在在對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行復(fù)原之后再接收數(shù)據(jù)，并且在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)控制比特時(shí)間。主機(jī)和 ST7540之間的通信方式有兩種：同步模式和異步模式。當(dāng) RXTX=0時(shí)，芯片從 RXD端口接收數(shù)據(jù)。當(dāng)芯片處于接受狀態(tài)時(shí)，信號(hào)從PAOUT輸出，經(jīng)過(guò)輸出濾波電路和電力線耦合電路輸送到電力線上。 基于 st7540的總電路圖 基于 ST7540的載波傳輸系統(tǒng)如圖 46，可以看出電力線載波通信的終端設(shè)備二零一二屆本科畢業(yè)論文 第 20 頁(yè) 共 35 頁(yè) 有微處理器 ， st7540芯片和 AC/DC轉(zhuǎn)換器 ，電壓調(diào)節(jié)校 準(zhǔn)及電流保護(hù)電路及輸出輸入濾波電路和電力線信號(hào)耦合電路組成。操作時(shí)，可以很簡(jiǎn)單的選擇一個(gè)適合的方式來(lái)過(guò)濾 TX_OUT上的信號(hào)。它需要一個(gè)被操作的易過(guò)濾的電源為其提供合適的工作電壓。輸出的電流限制值是通過(guò)一個(gè)連在 VCL和 VSS之間的一個(gè)電阻實(shí)現(xiàn)的。電流控制回路通過(guò)電壓控制回路減少輸出的峰峰值已減少電力線接口的電流值。 如果 VsenseTH VsenseHYST Vsense VsenseTH + VsenseHYST 則不發(fā)生變化 如果 VsenseVsenseTH + VsenseHYST 則得到電壓值的降低一個(gè)單位。它能使電路有抗噪聲功能。 有兩種電平控制電路： （ 1）電壓控制 電壓控制回路是為了保持峰縫的電壓值保持在 Vsense上。 電流和電壓控制電路 自動(dòng)電平控制 自動(dòng)電平控制電路是一個(gè)在同一時(shí)間里被兩個(gè)反饋電壓控制的可實(shí)現(xiàn)放大器。 （ 4）作為耦合電路的性能的一個(gè)核心參數(shù)，當(dāng)變壓器漏感值在 10— 50uH區(qū)間時(shí)，可以省略電路中的兩個(gè)電感。電容 C9（解耦電容）至少要大于 C9 一百倍。圖 43所示的是一種串聯(lián)諧振電路，由電容C電感 L線性變壓器以及解耦電容 達(dá)式如下： 如圖所示的是一個(gè)串聯(lián)諧振電路： 二零一二屆本科畢業(yè)論文 第 18 頁(yè) 共 35 頁(yè) 圖 43 串聯(lián)諧振電路 應(yīng)當(dāng)提出的是：在設(shè)計(jì)該電路時(shí)應(yīng)注意如下幾個(gè)方面： （ 1）首先要選擇合適的電感 L2，從而確保飽和電流（大于 1A）并且其等效阻抗要小于 ，這樣設(shè)置是為了最大限度的減少信號(hào)的失真和電能的損耗。這樣做就可以避免信號(hào)的失真，二階 函數(shù)為： 其中： 這個(gè)單元的截止頻率的表達(dá)式： 。基于它可以在發(fā)送端設(shè)置一個(gè)三階的有源濾波電路， 組成的低通濾波電路和一個(gè)二階的 SallenKEY。但與此同時(shí)，對(duì)元件靈敏度的要求也會(huì)變得更大。該電路的品質(zhì)因素以中心頻率 的函數(shù)表達(dá)式如下： 由于在串聯(lián)電路中，電感的直流阻抗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電阻的阻抗，于是，對(duì)中心頻率的表達(dá)式進(jìn)行化簡(jiǎn)，可得： 圖 41 輸入濾波電路 由表達(dá)式（ 2） 可得知，濾波電路的品質(zhì)因數(shù) Q 取決于 R1 和 L1 的阻抗值， L 的阻值越大共振頻率輸出的波形就越平緩，選頻特性隨著 R1 的值變大而越來(lái)越好。通過(guò)對(duì)電路中電感，電容的值的設(shè)置，可以濾除指定頻率外的干擾信號(hào)。 基于 ST7540的載波通信系統(tǒng)電路 電力線載波通信的節(jié)點(diǎn)電路包括載波、微處理機(jī)、載波信號(hào)過(guò)濾、電力線信號(hào)耦合以及電路保護(hù)這幾個(gè)部分。 圖 35 電力線波通信模塊設(shè)計(jì) 如果需要講信息返回到上層控制此，單片機(jī)需要通過(guò) UATA 端口給 ST7540發(fā)送信息 ， ST7540 對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，濾波。利用單片機(jī)和 REG_DATA RxTx 數(shù)據(jù)傳送 0 0 數(shù)據(jù)接收 0 1 控制寄存器讀數(shù) 1 1 控制寄存器寫入 1 0 二零一二屆本科畢業(yè)論文 第 15 頁(yè) 共 35 頁(yè) ST7540 芯片組成的基本電力線載波通信模塊如圖 35 通過(guò) UATR 接口， ST7540從電力線上接收模擬信號(hào)，再通過(guò)芯片內(nèi) FSK 調(diào)制解調(diào)模塊把接收到的模擬信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)再發(fā)送給單片機(jī)。但應(yīng)為 ST7540 芯片內(nèi)部集成了功率放大模塊。處于接收狀態(tài)時(shí)，它也同樣可以把從電力線上接收到的信號(hào)進(jìn)行濾波、解調(diào)再傳送給主機(jī)。 ST7540 相當(dāng)于電力線接口和微處理器之間的橋梁，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，并根據(jù)主機(jī)的需要對(duì)信號(hào)的傳輸進(jìn)行控制。當(dāng) st7540是在傳輸模式時(shí)鐘的參考是內(nèi)部產(chǎn)生的和 TxD 路線是在 CLR /T線上升沿被采樣 。 異步方式 在異步工作方式下數(shù)據(jù)在沒有任何數(shù)據(jù)時(shí)鐘參考下 交換，該主機(jī)控制器已收參考時(shí)鐘在接收模式 以下為 4種工 作模式： (1)數(shù)據(jù)接收 (2)數(shù)據(jù)傳送 (3)控制寄存器讀書 二零一二屆本科畢業(yè)論文 第 14 頁(yè) 共 35 頁(yè) (4)控制寄存器寫入 數(shù)據(jù)和控制寄存器訪問(wèn)配置： st7540 和 主機(jī)通信接口 的兩種類型 軟件過(guò)程改進(jìn) 通用異步接收 /發(fā)送裝置 可以通過(guò) UART/SPI 拐角作出選擇，如果 UART/SP設(shè)為 0，則 SPI接口被選擇工作，如果為 1則 UART接口被選中，接口的類型可通過(guò)設(shè)置 RxD線的狀態(tài)來(lái)