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51兼容載波通信單片機(jī)PL3105的通信軟件設(shè)計(jì)

時(shí)間:2023-05-01 12:11:37 電子通信論文 我要投稿
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51兼容載波通信單片機(jī)PL3105的通信軟件設(shè)計(jì)

摘要:PL3105芯片是為智能儀表設(shè)計(jì)的專(zhuān)用SoC芯片,具有8051指令兼容的高速微處理器、直序擴(kuò)頻的載波通信等強(qiáng)大功能。本文介紹PL3105的主要特點(diǎn)及其載波通信原理,分析針對(duì)載波通信應(yīng)用的軟件設(shè)計(jì)方法。

    關(guān)鍵詞:PL3105 直接序列擴(kuò)頻 載波通信 軟件設(shè)計(jì)

引言

隨著嵌入式系統(tǒng)及集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,針對(duì)智能儀表應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用芯片獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。智能儀表一般要具備CPU單元、顯示單元、標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線接口、A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換、實(shí)時(shí)鐘、看門(mén)狗等功能。傳統(tǒng)的智能儀表設(shè)備在選定了CPU后,需要配置復(fù)雜的功能芯片及接口芯片,完成顯示驅(qū)動(dòng)、外部程序存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及其它要求功能。眾多的接口芯片導(dǎo)致儀表的體積大、成本高、功耗增加、可靠性降低;同時(shí)調(diào)試、維護(hù)困難。

為適應(yīng)智能儀表的應(yīng)用需要,針對(duì)某類(lèi)產(chǎn)品的專(zhuān)用單芯片上系統(tǒng)SoC(System on Chip)解決方案獲得了巨大的發(fā)展機(jī)遇。國(guó)內(nèi)外各IC設(shè)計(jì)公司都針對(duì)不同領(lǐng)域、不同應(yīng)用需求推出了各自的SoC產(chǎn)品。具有8051指令兼容高速微處理器的SoC產(chǎn)品PL3105,采用最新的CMOS數(shù)/;旌瞎に囍圃,是針對(duì)智能儀表行業(yè)應(yīng)用而推出的低成本、高性能的解決方案。

1 PL3105的主要特點(diǎn)

采用8051指令兼容的高速微處理器,軟件易于開(kāi)發(fā);具有8/16位雙模式ALU、8倍速于標(biāo)準(zhǔn)51,運(yùn)行速度快,數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。圖1為PL3105的基本功能結(jié)構(gòu)方框圖。

針對(duì)智能儀表的應(yīng)用,PL3105內(nèi)部集成了2通道16位精度的∑—Δ調(diào)制A/D,LED(8×8筆劃式)/LCD(24×4筆劃式)顯示驅(qū)動(dòng)模塊,2個(gè)UART,內(nèi)置1KB的RAM和16KB的E2PROM程序存儲(chǔ)器(采用ISP方式編程);內(nèi)置低功耗實(shí)時(shí)鐘。同時(shí)集成了完善的電壓監(jiān)測(cè),上電、掉電復(fù)位,看門(mén)狗電路,確保了工業(yè)環(huán)境下運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的可靠性。

內(nèi)嵌的載波通信控制單元,使產(chǎn)品具備了在低壓電力線上組網(wǎng)、遠(yuǎn)程通信的強(qiáng)大功能;最低壓電力線載波通信接口專(zhuān)用芯片PL2101的升級(jí),具有強(qiáng)抗帶內(nèi)同頻干擾能力,靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)嵌的CPU通過(guò)配置寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)載波通信的控制,比PL2101芯片的接口方便,可靠性更高。

2 載波通信的工作原理

載波通信采用直接序列擴(kuò)頻的BPSK(Bipolar Phase Shift Keying)調(diào)制解調(diào)方式:將要發(fā)送的信息用偽隨機(jī)碼序列擴(kuò)展到較這的頻帶上,在接收端用同樣的偽隨機(jī)碼序列來(lái)進(jìn)行同步接收,恢復(fù)信息。接收的過(guò)程包括載波信號(hào)的捕獲和同步。

捕獲是接收模塊在擴(kuò)頻序列精確同步前,搜索接收信號(hào),使接收信號(hào)的擴(kuò)頻序列與本地?cái)U(kuò)頻序列在相位上進(jìn)入可同步保持的范圍之內(nèi),即二者的相位在一個(gè)擴(kuò)頻序列碼元之內(nèi)。采用每次滑動(dòng)步長(zhǎng)為半個(gè)位的串行積分搜索方式,理論上最大捕獲時(shí)間需要29個(gè)數(shù)據(jù)位(15位P

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