基于電力載波通信的新型同步數(shù)字電子時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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1．3 電力載波模塊與單片機(jī)的通信
SC1128第28腳為電路工作主時(shí)鐘的1／2的晶振輸出(其峰峰值約為4 V)，近似正弦波；32腳為電壓監(jiān)測端；33腳為看門狗輸入端，正常工作時(shí)應(yīng)該在768 ms內(nèi)產(chǎn)生一次高低電位變化；34腳為看門狗輸出端，與33腳配合，正常時(shí)輸出低電平，否則輸出1／3占空比的復(fù)位脈沖；35腳與32腳配合，當(dāng)電源信號低于監(jiān)測值時(shí)，輸出低電平，當(dāng)高于監(jiān)測值，則輸出高電平；36腳為收發(fā)控制端，0為接收，1為發(fā)射；37腳在發(fā)射和接收同步后產(chǎn)生同步脈沖信號，頻率隨工作主時(shí)鐘和周波的變化而變化；38腳為輸出發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)；39腳為設(shè)置數(shù)據(jù)及狀態(tài)的輸入輸出端；40腳為同步設(shè)置時(shí)鐘輸入端；41腳為片選輸入端。SC1128與AT89C2051單片機(jī)的接口電路如圖3所示，SC1128與AT89S52單片機(jī)的接口電路可參照圖3，基本相同。
數(shù)據(jù)收發(fā)流程如下：
當(dāng)主機(jī)處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)將SR端(36腳)置高，SC1128芯片輸出同步脈沖(37腳)，單片機(jī)通過TX端(38腳)同步發(fā)送數(shù)據(jù)。
當(dāng)從機(jī)處于接收狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)將SR端(36腳)置低，SC1128芯片若接收到數(shù)據(jù)，則發(fā)射同步脈沖(37腳)，通過TX端(38腳)將數(shù)據(jù)同步發(fā)送到單片機(jī)。
2 軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的軟件分為主機(jī)與從機(jī)兩部分。主機(jī)與從機(jī)流程圖如圖4，圖5所示。
主機(jī)通過RS 232或者USB與PC機(jī)通信，以便上網(wǎng)與Internet時(shí)鐘同步，系統(tǒng)將時(shí)間值保存在時(shí)鐘芯片PCF8563中，單片機(jī)每隔0．5 s從PCF8563中讀取一次數(shù)值，按照規(guī)定的格式及要求發(fā)給SC1128擴(kuò)頻載波芯片，由SC1128擴(kuò)頻載波芯片將數(shù)據(jù)調(diào)制到低壓供電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行廣播傳輸。從機(jī)單片機(jī)將電力線上加載的時(shí)鐘調(diào)制信號經(jīng)耦合電路耦合將數(shù)據(jù)送往輸入帶通濾波器濾波及前級放大電路進(jìn)行放大，再由12腳進(jìn)入SC1128擴(kuò)頻載波芯片做進(jìn)一步處理，根據(jù)通信協(xié)議解析出中央控制端發(fā)送的時(shí)間值并輸出顯示。為了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘奶岣撸`碼率的降低，數(shù)據(jù)需要重復(fù)發(fā)送3次。
主機(jī)和從機(jī)之間數(shù)據(jù)的交換采用的串行異步通信方式，基于通信協(xié)議，使用一個(gè)8位的unsigned char變量作為接收窗口。具體載波信號發(fā)射接收過程如圖6所示。
3 結(jié)語
本文介紹了電力線載波通信技術(shù)在同步電子鐘系統(tǒng)中的應(yīng)用。利用了電力網(wǎng)絡(luò)本身的方便，實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘的中央控制。系統(tǒng)具有成本低、易實(shí)現(xiàn)，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是一種性價(jià)比較高、新型的控制方式。系統(tǒng)既可同步運(yùn)行又可獨(dú)立運(yùn)行。現(xiàn)在各種考試考場都需要掛鐘，此系統(tǒng)具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
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