PL3200芯片是一种兼容8051指令的SoC芯片,它包含多个功能扩展模块,具有电能测量、载波扩频等强大的功能。本文介绍PL3200的主要特点及其载波通信功能模块,并针对该芯片提出一种电力线载波通信的实现方案。
引 言
扩频通信就是待传输的信息数据被伪随机码调制, 实现频谱扩展后再传输,接收端采用同样的伪随机码进 行解调及相关处理, 恢复原始数据。这种通信方式与一 般常见的窄带通信方式不同,是扩展频谱后进行宽带通 信, 再在接收端进行相关处理, 恢复成窄带后解调数 据。扩频通信具有强抗干扰性、抗噪声、抗多径衰落、 可码分复用等优点, 是比较先进的通信技术。 电力线载波通信是指用电力线路作为通信媒体进行 通信, 目前被广泛应用于工业自动控制系统、电能管理 系统、家用电器系统及计算机终端接口等场合。它利用 现成的电力线路来传送数据, 无需另外架设通信线路, 也不占用现有的通信频率资源, 特别适用于组建小型局 域网和实现大楼内的自动控制。但在电力线上进行信号 传输,工作环境恶劣,线路阻抗小、干扰大且时变性大, 交流噪声对数据的影响及信号的衰减也都很大。扩频通 信方式因其扩频载波信号的带宽通常较大,而受干扰的 频率范围所占比例相对减小,因此可以较好的排除电力 线上的随机干扰。目前, 电力线载波通信正朝着使用扩 频通信技术的方向发展。 PL3200 是具有电力线载波通信功能的内嵌8051 增强 型高速微处理器的新型S o C 产品。该芯片采用新型的 C M O S 数/ 模混合工艺制造, 具有成本低、性能高、功 能强大等特点, 能够很方便的应用于电力线通信领域。
1 PL3200的主要特点
PL3200 是内嵌了8051 指令的高速微处理器芯片,其 软件易于开发,具有8/16 位双模式ALU,能够8 倍速于 标准8 0 5 1 处理器,运行速度快,数据处理能力强。图1 为PL3200 的基本功能结构框图。 PL3200 芯片采用0.35 μm 超大规模数/ 模混合CMOS 制造工艺,是拥有多项知识产权的SoC(System on Chip) 设计。该芯片内置高精度数字多功能电能计量电路,计 量标准完全符合国际GB/T 17883 和GB/T 17215;电流通 道内置可程序设定增益放大器( P G A );内置了双通道电 流采样、正/ 负功指示数字逻辑电路;内置扩频通信调 制/ 解调电路;内置4 × 32 段LCD 显示控制/ 驱动电路 或8 × 8 段L E D 显示控制/ 驱动电路;内置可数字频率 校正的实时钟;内置可对电能计量精度和实时钟精度进 行温度分段线性补偿的温度传感器;内置2 . 5 V ± 8 % 电 压源基准;内置串行程序存储器编程接口, 支持在系统 编程(ISP);采用5V 单电源供电;内置完善的电源电压监 测电路。
2 内嵌微处理器部分功能概述
PL3200 内嵌的增强型8051 兼容微处理器,配置了8/16 位ALU、256B+1024B SRAM 以及16KB E2PROM、3 个 8/16 位定时器/ 计数器,1 个看门狗定时器以及3 个外部 中断,为用户提供丰富的嵌入式资源和理想的应用开发 平台。其增强型8051 兼容微处理器,采用超级指令流水 线架构,同等主频情况下,8 倍速于标准8051 微处理器。 另外,该芯片还具有两个全双工U A R T ( 通用异步收发 器),一个可配置为38kHz 的红外通信模式,另一个可配 置为RS485 通信模式,提供了多种方便的数据传输方式。
3 载波通信模块的原理及功能设置
PL3200 芯片内集成的载波通信单元采用Q P S K 调制 方式, 并拥有可变伪随机码速率( 带宽) 的多地址通信技 术。载波通信单元采用直接序列扩频方式。在扩频接收 的过程中主要包括载波信号的捕获和同步。
结 语
使用S o C 芯片P L 3 2 0 0 设计电力线载波扩频数据平 台, 应用极其简便, 使用C 语言来进行程序设计非常方 便。同时,由于使用灵活的I S P 编程方式, 使程序的修 改及下载也十分方便, 可以灵活的进行功能扩展
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