基于电力载波芯片的家电控制系统设计

如图4所示，输出滤波电路由C1、C2、R、L串联构成。其作用和输入滤波电路是一样的，都是让特定频率的信号通过而阻止其他频率的无用信号。此电路是串联电压谐振电路，当电路中的信号频率正好与其固定谐振频率相等时，在电容与电感中就会发生电压谐振，电容中的电压与电感中的电压正好大小相等，方向相反。此时容抗与感抗相等，电路中的电压与电流的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。

4 单片机和ST7538接口电路设计

ST7538和单片机的通信采用SPI接口。SPI(SerialPeripheral Interface，串行外设接口)是一种同步串行外设接口，它可以使单片机与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息，如图5所示。

ST7538可以使用三线接口(RxD，TxD，RxTx)与单片机进行异步连接，数据交换不需要任何额外的时钟以及附加的协议。在数据接收模式下单片机必须恢复参考时钟，并在发送模式时控制发送1位的时间，当未检测到载波时RxD被强制拉成低电平。

另外，ST7538也可以使用四线接口(RxD，TxD，RxTx，CLR／T)与单片机进行同步连接。ST7538总是通信的主端，并且利用CLR／T提供时钟参考。

ST7538和单片机的接口实际上属于SPI总线系统，可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口。该接口一般使用4条线：串行时钟线(SCK)、主机输入／从机输出数据线MISO、主机输出／从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS。在此电路中，CLR／T相当于SCK，RxD相当于MISO，TxD相当于MOSI，RxTx相当于SS，UART／SPI脚接地。数据收发控制使用的是P2口线，当RxTx=O、REG／DATA=O时，载波芯片处于数据发送模式，TxD输入向电力线发送的数据；当RxTx=1、REG／DATA=o时，进入数据接收数据模式，RxD输出从电力线上接收到的数据；REG／DATA=1时读写控制寄存器，设置芯片功能参数。CLR／T输出数据收发的同步时钟信号，与单片机的外部中断INT0相连，单片机以中断的方式完成对ST7538的读写。P2．5输入载波侦听信号，ST7538检测到工作频率的载波时，CD_PD=0；无载波时，CD_PD=1。另外，要在1．5 s内清零看门狗计数器，因为ST7538的看门狗时间是1．5 s。

结语

ST7538为家庭和工业环境应用而设计，功能强大，集成度很高，且采取了多种抗干扰技术。虽然它采用FSK调制技术，而没有采用扩频技术，但是正因为如此，它可以在噪声频带很宽的信道环境下实现可靠通信。如果能够很好地利用它的多频段性，可以克服窄带通信的缺点。经过实验证明，系统运行可靠，具有较高的性价比，可以广泛地应用到智能家庭和智能楼宇系统中。

作者：关学忠，迁华斐，孙丽玲，汤 宇 东北石油大学 来源：电子设计工程