FSKModemMSM7512B在電力線(xiàn)通信中的應(yīng)用
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http://www.antipu.com.cn/article/201612/332846.htm 一、芯片特點(diǎn)及引腳說(shuō)明 1.特點(diǎn) MSM7512B是OKI公司推出的1200bps半雙工FSK Modem芯片，采用16腳雙立直插塑封或24腳扁平封裝，具有如下特點(diǎn)： *單電源（3～5V）供電，提供掉電工作方式； *低功耗CMOS電路（工作模式功耗典型值為25mW，掉電模式功耗低達(dá)0.1mW）； *FSK移頻鍵控，符合ITU-TV.23標(biāo)準(zhǔn)，1200bps半雙工； *模擬輸出可直接驅(qū)動(dòng)600Ω通信電路； *片內(nèi)回音消除電路； *使用3.579545MHz晶振； *外圍電路簡(jiǎn)單。 2.引腳說(shuō)明 芯片MSM7512B（16DIP）的引腳排列如圖1所示，引腳說(shuō)明見(jiàn)表1。表1中打星號(hào)的引腳內(nèi)部均具有上拉電阻。 二、MSP7512B的工作原理 MSM7512B的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。 MSM7512B主要由輸入/輸出回路、FSK調(diào)制/解調(diào)器、晶體振蕩以及控制器組成。其中MOD1、MOD2控制MSM7512B的工作模式，即調(diào)制/解調(diào)/掉電。工作模式如表2所列。 模 式 當(dāng)MOD2=0、MOD1=0時(shí)，MSM7512B工作于調(diào)制方式。XD輸入值為“0”、“1”的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，AO對(duì)應(yīng)輸出頻率為2100Hz、1300Hz的FM模擬信號(hào)。RS是模擬信號(hào)輸出的使能控制端。芯片的內(nèi)部連線(xiàn)如圖3所示。
表1 MSM7512B引腳說(shuō)明
引腳號(hào) 名稱(chēng) I/O 說(shuō) 明 RS GS-K 1 1 VDD - +3-+5V電源 2 3 AI I 模擬接收信號(hào)輸入 3 5 AO O 模擬送信號(hào)輸出 4 6 EAI I 外部模擬信號(hào)輸出。此腳上的信號(hào)通過(guò)送輸出放大器從AO腳發(fā)送出去。不此腳時(shí)，它應(yīng)該被懸空 5 7 GND 地，0V 6 8 X1 I 3.57954M H晶體諧振器應(yīng)連至X1和X2。當(dāng)器件采用3.579545MHz外部時(shí)鐘時(shí)，它應(yīng)通過(guò)1個(gè)100pF的AC耦合電容加至X2（而非X1），且X1應(yīng)該懸空 7 10 X2 O 8 12 CLK O 3.579545MH時(shí)鐘信號(hào)輸出 9 13 RD O Modem接收串行數(shù)據(jù)輸出。數(shù)字“1”和“0”分別對(duì)應(yīng)“Mark”和“Space”。當(dāng)CD（載波檢測(cè)）關(guān)斷時(shí)，RD被保持在“Mark”狀態(tài) 10 15 CD O FSK接收信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)控制。數(shù)字“0”和“1”分別表示“檢測(cè)到”和“未檢測(cè)到” 11 17 XD I* Modem發(fā)送串行數(shù)據(jù)輸入。數(shù)字“0”和“1”分別對(duì)應(yīng)“Mark”和“Space” 12 18 RS I* FSK信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)發(fā)送使能腳。當(dāng)數(shù)字“0”加至RS時(shí)，被使能 13 19 TEST I* 芯片測(cè)試輸入。TEST應(yīng)為開(kāi)路或數(shù)字“1” 14 20 MOD1 I* 工作模式選擇。參見(jiàn)表2 15 22 MOD2 I* 16 24 AOG I* 模擬發(fā)送信號(hào)幅度選擇：數(shù)字“1”--10dBm(典型值，AO腳)；數(shù)字“0”--4dBm(典型值，AO腳)
表2 工作模式
MOD MOD 0 0 FSK發(fā)送模式（圖3） 0 1 FSK接收及75bps發(fā)送模式（圖4） 1 0 模擬環(huán)路返回測(cè)試模式（圖5） 1 1 掉電模式 
當(dāng)MOD2=1、MOD1=0時(shí)，MSM7512B工作于模擬環(huán)路返回測(cè)試模式。芯片的內(nèi)部連線(xiàn)如圖5所示。
當(dāng)MOD2=1、MOD1=1，MSM7512B工作于掉電方式，此時(shí)MSM7512B功耗僅0.1mW，其它方式一般功耗為25mW。
三、MSM7512B在電力線(xiàn)通信中的應(yīng)用
在電力線(xiàn)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，人們進(jìn)行了很多嘗試。電力線(xiàn)作為一種通信傳輸介質(zhì)，具有可變信號(hào)衰減、阻抗調(diào)制、脈沖噪聲以及等幅振蕩波干擾等不利數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶匦?。為了排除這些干擾，目前利用電力線(xiàn)進(jìn)行通信的產(chǎn)品有很多，通信質(zhì)量和距離各有差異。這里介紹的是利用FSK調(diào)制解調(diào)芯片MSM7512B來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。這種傳輸方法是隔離（變壓器隔離方式）的。當(dāng)通信距離較遠(yuǎn)時(shí)，可用MSM7512B替代隔離的RS-485接口芯片。它具有抗干擾能力強(qiáng)、誤碼率低、可靠性高、投資少、建設(shè)方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在著數(shù)據(jù)傳輸速度低（只能達(dá)到1200bps），在通信距離變得很遠(yuǎn)時(shí)誤碼率有所增高的缺點(diǎn)。這種基于MSM7512B來(lái)實(shí)現(xiàn)電力線(xiàn)通信已經(jīng)在智能小區(qū)數(shù)據(jù)通信的實(shí)踐應(yīng)用中取得了良好的使用效果。圖6是其實(shí)際電路原理圖。
從圖6可以看出，由U3、U4、U5以及外圍的電阻、電容構(gòu)成接口電路，完成電平調(diào)整和阻抗變換功能。電力線(xiàn)采用的是600 Ω平衡輸入/輸出，通過(guò)600 Ω 1：1變壓器完成不平衡到平衡的電路轉(zhuǎn)換。U3、U4、U5采用高速運(yùn)放NE5534，以提高轉(zhuǎn)換速率，提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)。U5跟隨器，完成阻抗變換、輸入/輸出隔離以及提高負(fù)載能力。U3、U4完成接收、發(fā)送信號(hào)的放大。通過(guò)調(diào)整W1和W2來(lái)實(shí)現(xiàn)電路增益的調(diào)整。發(fā)送除了硬件調(diào)整外，還可以通過(guò)程序設(shè)定AOG端口0或1狀態(tài)達(dá)到配合硬件調(diào)整發(fā)送電平的目的。
單片機(jī)采用的是由ATMEL公司推出一種小型單片機(jī)AT89C2051。它具有Flash存儲(chǔ)器、成本低、與MCS-51完全兼容、可多次電可擦寫(xiě)編程等特點(diǎn)。AT89C2051與MSM7512B的連接如圖6所示。它們之間的通信方式采用8位異步通信模式。波特率為1200baud，fosc=11.0596MHz，T1工作在定時(shí)器模式2，TH1=TL1=0E8H，PCON寄存器的SMOD位為0，傳送的數(shù)據(jù)采用ASCII碼格式。下面給出雙機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信程序。假定A機(jī)為發(fā)送者，B機(jī)為接收者?？稍诤瘮?shù)中根據(jù)程序的發(fā)送、接收設(shè)置TR，采用條件判別決定使用發(fā)送函數(shù)還是接收函數(shù)，這樣點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的雙方都可以運(yùn)行此程序，只需在程序運(yùn)行之前進(jìn)行人為設(shè)置選擇TR（一個(gè)為0，另一個(gè)為1），然后分別編譯，在兩個(gè)機(jī)器上分別裝入，同時(shí)運(yùn)行。
用C51語(yǔ)言編寫(xiě)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信程序p_pcom.c如下：
#include
#define uchar unsigned char
#define TR 1 /*發(fā)送接收差別值TR=0發(fā)送*/
sbit AOG=P1^0；
sbit MOD1=P1^2;
sbit MOD2=P1^1;
sbi TEST=P1^3;
sbit CD=P3^7;
sbit RS=P1^4; /*定義位尋址的對(duì)象位*/
uchar idata buff[16]; /*數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度為16個(gè)字節(jié)*/
uchar check_sum； /*定義校驗(yàn)和變量*/
void InitSerialPort(void){ /*串行口初始化函數(shù)*/
TMOD=0x20； /*設(shè)置定時(shí)器1為模式/2*/
TH1=0xe8；
TL1=0xe8； /*設(shè)波特率為1200baud*/
PCON=0x00；
TR1=1； /*啟動(dòng)定時(shí)器1*/
SCON=0x50； /*設(shè)置串行口為模式1，并允許接收*/
}
void SetMSM7512B(uchar st){ /*設(shè)置收發(fā)狀態(tài)*/
if(st= =0) {
MOD1=0;
MOD2=0; /*發(fā)送模式*/
TEST=1；
TS=0； /*發(fā)送使能*/
AOG=0； /*發(fā)送信號(hào)幅度選擇-4dBm*/
}
else{
MOD1=1；
MOD2=0； /*接收模式*/
TEST=1；
}
}
A機(jī)發(fā)送程序
void SendData(uchar idata *dat){
uchar i;
do{
SBUF=0xaa； /*發(fā)送聯(lián)絡(luò)信號(hào)“AA”*/
while(TI= =0)； /*等待發(fā)送出去*/
TI=0； /*清TI標(biāo)志，允許再發(fā)送*/
while(RI= =0) /*等待B機(jī)回答*/
RI=0；
}while((SBUF^0xbb)!=0) /*B機(jī)未準(zhǔn)備好，繼續(xù)聯(lián)絡(luò)*/
check_sum=0; /*清校驗(yàn)和*/
for(i=0;i<16;i+ +){
SBUF=dat[i]；/*求校驗(yàn)和*/
while(TI= =0);TI=0;
}
SBUT=check_sum; /*發(fā)送校驗(yàn)和*/
while(TI= =0)；TI=0;
while(RI= =0)；RI=0; /*等待B機(jī)應(yīng)答*/
}while(SBUF!=0)； /*回答出錯(cuò)，則重發(fā)*/
}
B機(jī)接收程序
void ReceiveData(uchar idata *dat){
uchar i;
do{
while(RI= =0); RI=0;
}while((SBUF^0xaa)!=0); /*判A機(jī)請(qǐng)求否*/
SBUF=0xbb；
While(TI= =0);TI=0；
while(1){
check_sum=0; /*清校驗(yàn)和*/
for(i=0;i<16;i+ +){
while(RI= =0);RI=0;
dat(i)=SBUF； /*接收一個(gè)數(shù)據(jù)*/
check_sum+=dat[i];/*求校驗(yàn)和*/
}
while(RI= =0)；RI=0; /*接收A機(jī)校驗(yàn)和*/
if(SBUF^check_sum)= =0){/*比較校驗(yàn)和*/
SBUF=0x00;breadk;} /*校驗(yàn)和相同發(fā)“00”*/
else{
SBUF=0xff; /*出錯(cuò)發(fā)“FF”，重新接收*/
While(TI= =0)；TI=0;
}
}
}
void main(void){
InitSerialPort();
if(TR= =0){
SetMSM7512B(0); /*設(shè)置為發(fā)送狀態(tài)*/
SendData(buff);
}
else{
SetMSM7512B(1); /*設(shè)置為接收狀態(tài)*/
ReceiveData(buff);
}
}
評(píng)論