利用數(shù)字信號控制器實現(xiàn)穩(wěn)健的PLC通信
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FSK采用兩個不同的頻率發(fā)送信號，電平“1”時用74kHz，電平“0”時用63.3kHz；而BPSK則采用相同頻率發(fā)送“1”和“0”，其相位差為180度。監(jiān)控通信常用標(biāo)準(zhǔn)是CEA179，其指定BPSK發(fā)送頻率為131.5kHz，波特率是5.5kbps或每個碼元24個周期。雖然CEA-179沒有對FSK加以規(guī)范，但它完全兼容該標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議棧，因此也可以使用CEA-179進(jìn)行傳輸。在滿足系統(tǒng)限制的前提下，數(shù)字信號控制器可以通過改變傳輸頻率來避開干擾，從而提高通信性能。
圖1是專為可靠性進(jìn)行設(shè)計的CEA-179數(shù)據(jù)包格式。該數(shù)據(jù)包和位的邊界是用于位同步的24位向量，后面是指示數(shù)據(jù)起始位的11位字同步信號。發(fā)送器將每8位指令編碼成一個11位的字，在接收器側(cè)再將其解碼并移位至存儲器緩存。在PLC中，指令數(shù)據(jù)還增加了16位的循環(huán)冗余校驗碼(CRC)，EOP則使用重復(fù)的11位字進(jìn)行識別。因此，CEA-179協(xié)議與BPSK和FSK的結(jié)合可確保穩(wěn)健的PLC傳輸，并能為多節(jié)點的實時控制提供足夠的帶寬。
圖1：CEA-179數(shù)據(jù)包格式。
PLC設(shè)計
下面給出了使用數(shù)字信號控制器直接實現(xiàn)PLC的設(shè)計實例。圖2是用于諸如可調(diào)光鎮(zhèn)流器等應(yīng)用的AC環(huán)境下的PLC通信與控制系統(tǒng)框圖。AFE接收器-發(fā)送器位于圖的左邊，modem和應(yīng)用軟件算法運行在中間的控制器上，右邊則包含了應(yīng)用電路。例如在一個電流解決方案中，一個測量芯片與C2000相連。測量芯片執(zhí)行測量功能，C2000使用PLC發(fā)送測量數(shù)據(jù)。雖然本文重點放在FSK調(diào)制方面，但相同設(shè)計經(jīng)過AFE和控制算法方面的少許修改也可以用于BPSK。
圖2：PLC系統(tǒng)框圖。
上述設(shè)計中使用的數(shù)字信號控制器是一個帶DSP內(nèi)核的器件，該內(nèi)核工作在100MHz時可提供100MIPS的性能。在一個普通應(yīng)用中，約45MIPS用于modem，余下約55MIPS可用來運行應(yīng)用軟件。在34KB片上閃存和一次性可編程存儲器中，12KB用于modem代碼；12KB的數(shù)據(jù)存儲器中的5KB用于modem；其余的存儲器空間則全部用于應(yīng)用軟件。控制器還提供6個帶獨立定時器的脈寬調(diào)制(PWM)輸出，可用于modem和應(yīng)用軟件的信令傳輸。12位ADC使用單通道對所接收的信號進(jìn)行采樣，剩余的15個通道則處于空閑狀態(tài)。數(shù)字信號控制器還提供了SPI和SCI接口用于本地通信，另外還有30多個通用I/O通道。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/157412.htm
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