摘要：介绍了一种以AT89C52单片机为控制核心、以P300/P111电力线扩频载波通讯芯片为基础的电力线载波通讯节点的实现，阐述了系统结构及其工作原理，并指出了系统应用中应注意的问题。

    关键词：电力线载波 单片机 P300/P111芯片

在工业监控系统中，现场节点之间的数据通信非常重要。目前大部分数据传送系统都是基于双绞线、同轴电缆或光纤等物理媒介进行通讯。虽然这些通讯线路通信容量较大，但造价高、维护难。在一些危险、有害的工业环境中，迫切需要一种简便的、易于维护的通信系统。

为此，在研制故障监控系统中采用了电力线扩频载波通信的方案。该载波通信方案与其它通信方式相比有着特殊的优势。各个现场节点只需联到交流220V电力线上即可实现开放的通讯网络。系统构成简单，易于维护。由于采用了扩频通信技术，系统个有很强的抗干扰和抗衰减能力，使其很有发展前途。系统中采用一种新器件SSC P300/P111来实现电力线载波通讯。

1 系统的总体组成及其原理

系统组成如图1所示。它以单片机AT89C52为控制核心，控制SSC P300网络接口控制器，实现具体的数据链路层功能包括数据包的发送和接收、发送字节到符号的转换、接收符号到字节的转换及CRC的产生和校验等。这里主处理器AT89C52先将命令和数据翻译过来提供给用户使用，并提供上层（包含应用层和网络层）的通讯协议。而SSC P300 IC则提供低级数据链路层和物理层的网络服务。

SSC P300与主处理器的接口通过一个5线的串行外围接口（SPI）完成。SPI的数据输入（SDI）和数据输出（SDO）线允许数据由SSC P300传出或传至SSC P300时对其进行计时。主处理还提供了PI数据时钟（SCLK）来对数据传输提供时序信号。SSC P300的服务请求由低电平有效的中断信号（INT）来完成。SSC P300低电平有效的片选信号（CS）可将SPI接口置为有效或无效。而低电平有效的复位信号（RST）则由主处理器AT89C52提供。所有的主处理器AT89C52接口信号都与TTL电平兼容。

SSC P111媒介接口和电力线耦合部分完成缓冲放大、低通滤波和信号耦合等功能。模拟信号是通过信号入（SI）和信号出（SO）脚在SSC P300与通讯媒介（交流电力线、双绞线等）之间进行传输的。

在发送模式下，SSC的chirps从SSC P300的SO脚传输到SSC P111的输出放大器，此放大器由SSC P300的三态信号（TS）来决定其工作与否。一旦信号被放大，则输出信号通过媒介耦合电路传输到媒介中去。在接收模式下，模拟通讯信号通过外部媒介耦合电路传输到输入滤波器，此带通滤波器可将频率为100kHz～400kHz的信号传输到SSC P300的SI脚。

2 发送模式电路原理

在发送模式下，由SSC P300内部产生的chirps波形输出到SO管脚。此信号在被加到由Q1、R8、R9和R10组成的缓存放大器之前，需经C9进行交流耦合，经R7、C12进行滤波。为在电力线上保证按照FCC规则进行引导发射，需要对chirps信号进一步滤波。在频率为535kHz～1705kHz的范围内，节点输出处的失真和噪声幅度必须小于1mV RMS。缓存放大器电路可以降低阻抗以正确驱动由C13、C14，L1和R11组成的3极低通滤波器。

在预置滤波后，“chirps”信号通过C15进行交流耦合，再传输到SSC P111功率放大器的信号输入脚（TXI）。此功率放大器可将信号电压幅度增至原来的2倍。信号从SSC P111 IC的TXO脚输出，并被电感L2滤波。之后，信号通过C18进行交流滤波，传输到电力线耦合电路，最后到达电力线。