基于電力載波芯片的家電控制系統(tǒng)設計

如圖4所示，輸出濾波電路由C1、C2、R、L串聯(lián)構(gòu)成。其作用和輸入濾波電路是一樣的，都是讓特定頻率的信號通過而阻止其他頻率的無用信號。此電路是串聯(lián)電壓諧振電路，當電路中的信號頻率正好與其固定諧振頻率相等時，在電容與電感中就會發(fā)生電壓諧振，電容中的電壓與電感中的電壓正好大小相等，方向相反。此時容抗與感抗相等，電路中的電壓與電流的相位相同，電路呈現(xiàn)純電阻性，這種現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。

4 單片機和ST7538接口電路設計
ST7538和單片機的通信采用SPI接口。SPI(SerialPeripheral Interface，串行外設接口)是一種同步串行外設接口，它可以使單片機與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息，如圖5所示。

ST7538可以使用三線接口(RxD，TxD，RxTx)與單片機進行異步連接，數(shù)據(jù)交換不需要任何額外的時鐘以及附加的協(xié)議。在數(shù)據(jù)接收模式下單片機必須恢復參考時鐘，并在發(fā)送模式時控制發(fā)送1位的時間，當未檢測到載波時RxD被強制拉成低電平。
另外，ST7538也可以使用四線接口(RxD，TxD，RxTx，CLR／T)與單片機進行同步連接。ST7538總是通信的主端，并且利用CLR／T提供時鐘參考。
ST7538和單片機的接口實際上屬于SPI總線系統(tǒng)，可直接與各個廠家生產(chǎn)的多種標準外圍器件直接接口。該接口一般使用4條線：串行時鐘線(SCK)、主機輸入／從機輸出數(shù)據(jù)線MISO、主機輸出／從機輸入數(shù)據(jù)線MOSI和低電平有效的從機選擇線SS。在此電路中，CLR／T相當于SCK，RxD相當于MISO，TxD相當于MOSI，RxTx相當于SS，UART／SPI腳接地。數(shù)據(jù)收發(fā)控制使用的是P2口線，當RxTx=O、REG／DATA=O時，載波芯片處于數(shù)據(jù)發(fā)送模式，TxD輸入向電力線發(fā)送的數(shù)據(jù)；當RxTx=1、REG／DATA=o時，進入數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)模式，RxD輸出從電力線上接收到的數(shù)據(jù)；REG／DATA=1時讀寫控制寄存器，設置芯片功能參數(shù)。CLR／T輸出數(shù)據(jù)收發(fā)的同步時鐘信號，與單片機的外部中斷INT0相連，單片機以中斷的方式完成對ST7538的讀寫。P2．5輸入載波偵聽信號，ST7538檢測到工作頻率的載波時，CD_PD=0；無載波時，CD_PD=1。另外，要在1．5 s內(nèi)清零看門狗計數(shù)器，因為ST7538的看門狗時間是1．5 s。

結(jié)語
ST7538為家庭和工業(yè)環(huán)境應用而設計，功能強大，集成度很高，且采取了多種抗干擾技術。雖然它采用FSK調(diào)制技術，而沒有采用擴頻技術，但是正因為如此，它可以在噪聲頻帶很寬的信道環(huán)境下實現(xiàn)可靠通信。如果能夠很好地利用它的多頻段性，可以克服窄帶通信的缺點。經(jīng)過實驗證明，系統(tǒng)運行可靠，具有較高的性價比，可以廣泛地應用到智能家庭和智能樓宇系統(tǒng)中。