電力載波通信抄表集中器硬件設(shè)計

1、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)說明書電力載波通信抄表集中器硬件設(shè)計入學(xué)年級：2012年秋學(xué)生姓名：孟建鑫學(xué) 號：122033002011006所學(xué)專業(yè)：電氣化及其自動化東北農(nóng)業(yè)大學(xué)中國 哈爾濱2014年 目 錄摘要21電力載波通信技術(shù)-2 1.1電力線載波通信中信號傳輸特征分析-2 1.2常用低壓電力線載波通信技術(shù)-2 1.3擴頻通信技術(shù)-2 1.3.1擴頻通信的工作原理-2 1.3.2擴頻通信的特點-2 1.4電力線載波通信的實現(xiàn)-21.4.1國外的電力線載波專用mode芯片-32電力載波抄表系統(tǒng)整體設(shè)計-3 2.1自動抄表系統(tǒng)的組成-33電力載波抄表集中器的硬件設(shè)計-4 3.1電力線載波遠程抄表系統(tǒng)集中

2、器的硬件設(shè)計-43.1.1集中器的功能及技術(shù)指標-43.1.2集中器的結(jié)構(gòu)框圖-43.2集中器主控器的設(shè)計-53.2.1主控器的作用-53.2.2主控器的選型-53.2.3單片機w77e58的簡單介紹-53.3數(shù)椐存儲器的擴展-53.3.1數(shù)據(jù)存儲器ram的選擇-63.3.2硬件電路設(shè)計-63.3.3存儲器的掉電保護-63.4時鐘模塊-73.4.1設(shè)計思想-73.4.2時鐘模塊的選擇-73.4.3時鐘模塊與單片機的鏈接-83.5電力線載波通信電路的設(shè)計-83.5.1載波通信芯片sscp300的發(fā)送與接收原理-83.5.2單片機與sscp300通信的控制工作過程-93.6主控器與mode通信接口

3、-103.6.1mode的簡介-103.6.2主控器與modem通信接口電路-103.7電源電路-114結(jié)語-125參考文獻-12摘 要隨著我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的用電抄收管理方式己經(jīng)不能滿足市場需求，這篇論文首先分析了高頻信號在電力線中的傳輸特性；重點討論了擴頻通信技術(shù)在電力線載波通信中的應(yīng)用；深入研究了以擴頻調(diào)制解調(diào)技術(shù)通信技術(shù)。1電力線載波通信技術(shù)電力線載波通信是利用電力線作為傳輸通道的載波通信，是電力系統(tǒng)特有的一種通信方式。它根據(jù)頻率搬移、頻率分割原理，將原始信號對載波進行調(diào)制，搬移到不同的線路傳輸頻帶，送到電力線上進行傳輸。和其他通信方式相比，具有投資少、施工期短、設(shè)備簡單、通

4、信安全、實時性好、無中繼和通信距離長等一系列優(yōu)點。1.1電力線載波通信中信號傳輸特性分析由于電力線并不是專為傳輸信號而設(shè)計的，所以有必要分析高頻信號在電力線中的傳輸特性。影響電力線載波傳輸質(zhì)量的主要因素有:電力網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性、衰減特性及噪聲的干擾。前兩者制約信號的傳輸距離，后者決定數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。1.2常用的低壓電力線載波通信技術(shù)(1) 窄帶通信方式.窄帶通信方式價格低廉并且較易實現(xiàn)，所以在以往的應(yīng)用中比較常用。(2) 多載波調(diào)制方式.多載波調(diào)制是一種多載頻并傳體制，其基本原理是將輸入信息轉(zhuǎn)換成多路并行信號，對相互完全正交的一組載波進行調(diào)制。(3) 擴頻通信方式。擴頻通信方式是一種簡便、易實現(xiàn)

5、、價格低廉的方式。本文的低壓電力線載波通信方式采用的就是擴頻通信技術(shù)。1.3擴頻通信技術(shù)擴頻通信是目前應(yīng)用廣泛的通信技術(shù)，它相對于窄帶通信系統(tǒng)來說有一定的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在擴頻通信具有優(yōu)越的抗干擾性能，它能夠很好的克服電力線上的噪聲和干擾，擴頻通信用偽隨機碼把基帶信號(信息數(shù)據(jù)窄帶信號)的頻譜進行擴展，形成相當帶寬的低功率譜密度信號發(fā)射。擴頻信號具有較寬的頻譜，因而分散了噪聲功率，使干擾程度減小，提高了通信的可靠性。1.3.1擴頻通信的工作原理在發(fā)送端輸入的信息先經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號，然后由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜。展寬后的信號再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收

6、到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)送端相同的擴頻碼序列去相關(guān)解擴。再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。1.3.2擴頻通信的特點 (1) 抗干擾能力強 (2) 具有選址能力 (3) 抗多徑干擾能力強1.4電力線載波通信的實現(xiàn)目前，低壓電力線載波通信已經(jīng)朝著使用擴頻通信技術(shù)的方向發(fā)展。鑒于電力線的惡劣的通道特性，必須采用專用的電力線載波專用MODEM芯片，這也成為電力載波抄表系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。因此電力線載波通信的關(guān)鍵就是選用一種功能強大的電力線載波專用MODEM芯片。1.4.1國外的電力線載波專用Modem芯片國外在電力線載波通信技術(shù)方面發(fā)展較早，多家國外公司陸續(xù)推出了自己的電力線載波

7、Modem芯片。下面簡單介紹幾種常見的Modem芯片：(1) ST7536芯片ST7536是SGS-THOMSON公司專為電力線載波通訊而設(shè)計的Modem芯片。由于它是專用Modem芯片，所以除有一般Modem芯片的信號調(diào)制解調(diào)功能外，還針對電力線應(yīng)用加入了許多特別的信號處理手段。 (2) SSCP300芯片SSCP300是INTELLON公司采用現(xiàn)代最新通訊技術(shù)設(shè)計的電力線載波Modem芯片,利用網(wǎng)絡(luò)接口控制器將擴頻通訊收發(fā)器和媒介存取接口高度集成化，是用于低廉的電能抄表系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口控制器，為一個高度集成化的電力線收發(fā)器和信道存取接口。(3) PL3105芯片PL3105芯片是北京福星曉程

8、公司為智能儀表應(yīng)用設(shè)計的產(chǎn)品，它內(nèi)嵌直接序列擴頻單元2 電力載波抄表系統(tǒng)總體設(shè)計2.1自動抄表系統(tǒng)的組成圖3-1是基于電力線調(diào)制解調(diào)器的自動抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，系統(tǒng)以供電局的計算機抄表中心為主站，以電力變壓器10KV/380V供電的每個小區(qū)為相對獨立的子系統(tǒng)，集中器再通過公用電話網(wǎng)或?qū)Ｓ猛ㄐ啪W(wǎng)(如光纖或無線電通信等)把數(shù)據(jù)傳送到供電局的計算機抄表中心。 由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖可知，自動抄表系統(tǒng)是將電表數(shù)據(jù)從下而上逐級傳送完成，也可以根據(jù)實際情況的需要進行數(shù)據(jù)雙向傳輸，該系統(tǒng)可分為五個主要組成部分：(1) 電能用戶表；(2) 數(shù)據(jù)采集器；(3) 電力線Modem；(4) 集中器；(5) 計算機抄表中

9、心。 ModemModem電話網(wǎng)專業(yè)網(wǎng)電力線Modem采集器集中器低壓/電力網(wǎng)電力線Modem供電局計算機抄表中心電能表 圖3-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖4抄表系統(tǒng)各組成部分的功能是:(1) 電能用戶表對于電磁式電能表，需在表內(nèi)加裝一只傳感器或光電模塊，將電能表的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號輸出；對于電子式電能表，則可以直接利用表的電脈沖輸出。(2) 數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器實際上是計一費終端和數(shù)據(jù)集中器中間的一個橋梁，它的主要功能在于同時采集多個用戶電能表的電量脈沖信息，并經(jīng)過處理和存儲，通過電力線Modem沿低壓電網(wǎng)送到集中器上。(3) 電力線Modem主要是對采集器送來的數(shù)據(jù)進行調(diào)制和解調(diào)，增強對低壓電網(wǎng)的抗干

10、擾性和減低信道傳輸?shù)恼`碼率。(4) 數(shù)據(jù)集中器數(shù)據(jù)集中器是安裝在小區(qū)的配電站區(qū)的，它的功能是向采集器發(fā)出命令，抄收計費終端的數(shù)據(jù)，然后再通過公用電話網(wǎng)絡(luò)傳送給遠方的數(shù)據(jù)中心；數(shù)據(jù)集中器能夠接收的數(shù)據(jù)中心的命令，并把相關(guān)命令再轉(zhuǎn)發(fā)給轄區(qū)內(nèi)的指定的數(shù)據(jù)采集器。此外，數(shù)據(jù)集中器還可以定時抄收計費終端的數(shù)據(jù)，并把抄收到的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲器中。(5) 計算機抄表中心通過通信網(wǎng)對集中器送來的電量數(shù)據(jù)進行分類和儲存、校對抄錄時間、設(shè)置用戶編號和抄表時間、發(fā)布抄錄命令以及統(tǒng)計和計價、為收取電費、線損計算、負荷控制提供服務(wù)。(6) 集中器與數(shù)據(jù)中心之間的通信數(shù)據(jù)集中器與數(shù)據(jù)中心之間的通訊采用公用電話網(wǎng)絡(luò)作為通

11、訊媒介，自動抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心與數(shù)據(jù)集中器之間的通訊主要是電話線Modem模塊之間的通訊，借助現(xiàn)有的公用電話交換網(wǎng)（PSTN進行傳輸，來實現(xiàn)兩地之間的數(shù)據(jù)通信功能。 (7) 數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)集中器之間的通信低壓電力線載波數(shù)據(jù)不能夠跨越變壓器，所以數(shù)據(jù)集中器基本上是被設(shè)置在住宅小區(qū)配電站以內(nèi)，數(shù)據(jù)采集器與集中器之間的通訊采用低壓電力線載波通信方式。3 電力載波抄表集中器的硬件設(shè)計3.1電力線載波遠程抄表系統(tǒng)集中器的硬件設(shè)計集中器是集中下屬的數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)，并發(fā)給中心服務(wù)器，集中器有兩個通信對象，面對不同對象時，需要采取不同的通信方式，集中器的信息存儲和處理量較大，我們需采用處理速率較高的處理器

12、并進行存儲器的擴展。集中器是安裝在小區(qū)供電變壓器低壓側(cè)，作為載波抄表系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是整個系統(tǒng)的核心，是連接機與用戶電表之間的樞紐。3.1.1集中器的功能及技術(shù)指標設(shè)計任何一個產(chǎn)品之前明確它的功能和技術(shù)指標是非常必要的。集中器作為電力線載波抄表的一部分，起著上傳下達的作用。集中器的主要功能有：(1) 抄收功能(2) 設(shè)置功能(3) 通信功能(4) 數(shù)據(jù)處理(5) 校時功能3.1.2集中器的結(jié)構(gòu)框圖集中器本身是由主控單元、數(shù)據(jù)庫存儲單元、時鐘單元、載波通信單元、數(shù)據(jù)傳送通信單元等部分組成。集中器既要做上位機的從機，又是載波電表的主機，其軟、硬件的設(shè)計要求從根本上保證系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定。集中器的組成結(jié)

13、構(gòu)框圖如圖4-1所示。電力載波收發(fā)電路時鐘模塊數(shù)據(jù)存儲模塊主控單元Modem接口電路公用電話網(wǎng)低壓電力網(wǎng)圖4-l 集中器組成結(jié)構(gòu)框圖3.2集中器主控器的設(shè)計 3.2.1 主控器的作用集中器是通信的樞紐，它負責中心計算機和采集終端之間的聯(lián)系.主控器是集中器的核心部件，選擇時一般從以下幾個指標：價格、速度、位數(shù)、電壓、功耗、系統(tǒng)擴展與驅(qū)動能力等。另外，件開發(fā)的難易也會在很大程度上影響用戶的選擇。3.2.2 主控器的選型在集中器的設(shè)計中，單片機既要與上位機通信，又要和電話網(wǎng)進行通信，所以需要兩個串口。本文采用W77E58作為主控制器，在它的控制下進行數(shù)據(jù)的傳送與接收。W77E58內(nèi)含32KB Fla

14、sh EPROM，工作電壓為4.5V-5.5V，具有 1KB片上外部數(shù)據(jù)存儲器，當用戶應(yīng)用時使用片上SRAM代替外部SRAM，可節(jié)省更多I/O口。其主要性能參數(shù)：(1) 8位CMOS微控制器 (2)每4個時鐘周期為一個機器周期的高速結(jié)構(gòu)，最大外部時鐘頻率為40MHZ (3)與標準80C52管腳兼容 (4)指令與MCS-51兼容 (5) 4個8位I/O口 (6) 3個16位定時/計數(shù)器 (7) 12個中斷源，2級中斷能力 (8)片上振蕩器及時鐘電路 (9)二個增強型全雙工串行口 (10)32KB，F(xiàn)lash EPROM (11)256字節(jié)片內(nèi)暫存RAM (12)片內(nèi)1KB外部數(shù)據(jù)存儲器（用MOV

15、X指令訪問） (13)可編程看門狗定時器，軟件復(fù)位，2個16位數(shù)據(jù)指針 (14)對外部RAM及外設(shè)的訪問周期可以進行軟件編程 (15)封裝： DIP 40: W77E58-40 ，PLCC 44：W77E58P-40 ， QFP 44： W77E58F-403.3數(shù)據(jù)存儲器的擴展W77E58片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器為1KB的SRAM。集中器要管理電表，對其進行數(shù)據(jù)集、處理、存儲，僅片內(nèi)1KB數(shù)據(jù)存儲器是不夠的，需要擴展外部數(shù)據(jù)存儲器。SRAM 的典型芯片有2KB 的6116、8KB 的6264 以及32KB的62256,其中6264 芯片應(yīng)用最為廣泛。3.3.1數(shù)據(jù)存儲器RAM的選擇本文采用6264作為

16、擴展的數(shù)據(jù)存儲器。6264是28腳雙列直插式8KB 8位靜態(tài)隨機讀取RAM，它具有容量大、功耗低、價格便宜、集成度高、速度快、設(shè)計和使用方便等特點。6264的技術(shù)特性：(a) 使用單一的+5V電源供電；(b) 最大存取時間為200ns；(c) 額定功耗200mW；(d) 采用CMOS工藝制造；(e) 輸入和輸出引腳均與TTL電平直接兼容；CS為片選信號OE為輸出允許信號WE為寫信號A0A12為13根地址線D0D7為8位數(shù)據(jù)線 圖4-2 6264電路原理圖邏輯符號13.3.2硬件電路設(shè)計圖4-3 單片機存儲器的擴展電路W77E58單片機由于受管腳的限制，在擴展存儲器時，數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的。P

17、2口的P2.0- P2.4作為高5位地址線，在擴展了外部數(shù)據(jù)存儲器后，PO和P2口P2.0- P2.4不能再用于其它功能。由于W77E58的低8位地址和數(shù)據(jù)分時復(fù)用，因此需要外部地址鎖存器74LS373和ALE鎖存信號來鎖存低8位地址，它在下降沿鎖存地址。3.3.3 存儲器的掉電保護在單片機系統(tǒng)中，當主電源 DC 5V 失去時，我們稱之為掉電。單片機允許在電壓低至 2V 甚至更加小一些的電壓供電時，仍然可以保證其最基本的運行。所以在系統(tǒng)正常工作時應(yīng)該給電池充電。電池在主電源正常供電時，需要由主電源對其進行充電；當主電源失去時，又由電池放電以保持單片機系統(tǒng)的運行。圖4-4 數(shù)據(jù)存儲器的掉電保護電

18、路在本系統(tǒng)中，采集的用戶電表數(shù)據(jù)都存儲在外部擴展的數(shù)據(jù)存儲器中，存儲器一旦掉電，將失去所有數(shù)據(jù)，所以必須給數(shù)據(jù)存儲器加掉電保護，防止數(shù)據(jù)的丟失。正常工作時，由VCC 5V電源供電，此時，VCC 5V 電源通過 D1 和 R1 ，對保護用電池進行充電，以保證電池電量的充足。當主電源失去后，電池通過 R1+R2 ，對存儲器供電端口進行供電，供電電流通過 R1+R2 之后，會有壓降，到達存儲器的 VCC 端口時，電壓就會比 3.6 低，一般會在 2V2.5 左右，但可以防止存儲器中的數(shù)據(jù)丟失。3.4時鐘模塊3.4.1設(shè)計思想電力線載波抄表系統(tǒng)是一個與時間記錄有很大關(guān)系的系統(tǒng)，上位機不但要從集中器采集

19、電表數(shù)據(jù)，還要知道固定時刻電表數(shù)據(jù)的值，因此實時時鐘是必不可少的.將時鐘放在集中器上還有利于上位機對時鐘進行精確校時。3.4.2 時鐘模塊的選擇本文選用的DS12887是DALLAS半導(dǎo)體公司新推出的實時時鐘芯片,可直接取代DS1287,該芯片引腳少、體小、使用方便、價格便宜，功能豐富，應(yīng)用廣泛。它在工業(yè)控制及智能儀器儀表中有廣泛用途,一般PC機內(nèi)的時鐘信號就是由DS12887提供的。DS12887的特點：(1)可作為個人計算機的時鐘和日歷；(2)與MCl46818B和DS1287的管腳兼容；(3)在沒有外部電源的情況下可工作10年；(4)自帶晶體振蕩器及鋰電池；(5)可計算到2100年前的秒

20、、分、小時、星期、日、月、年七種日歷信息并帶閏年補償；(6)用二進制碼或BCD碼來表示日歷和鬧鐘信息；(7)并有128字節(jié)帶掉電保護的RAM。DS12887的管腳圖如下：AD0-AD7：地址/數(shù)據(jù)，應(yīng)接P0口；MOT：總線類型選擇，與89C51連接時接地； CS：片選 ；AS：地址選通，與89C51連接時接ALE；R/W：讀/寫控制，與89C51連接時接WD； DS：數(shù)據(jù)選通，與89C51連接時接RD； RESET：復(fù)位，接+5V；圖4-5 DS12887的管腳圖 IRQ：中斷請求輸出。3.4.3 時鐘模塊與單片機的連接時鐘芯片在智能電量測量儀的設(shè)計中有著廣泛的應(yīng)用，顯示積累值及當前時間。DS

21、12887芯片在為系統(tǒng)提供時間信息的同時，還保證了積累值及其它重要數(shù)據(jù)在掉電情況下不致丟失 ，對時間的讀取可以采用查詢方式，即查詢到位IRQ/為0時讀時間，也可以采用中斷方式使芯片每秒鐘中斷一次，在中斷程序中讀時間，為了提高工作效率 通常采用中斷方式。16DS12887芯片與單片機的接口電路如圖所示,因為與51系列單片機連接，所以MOT接地；片選CS接138譯碼器的Y2端；IRQ端接一上拉電阻連到W77E58的中斷INT1端，即采用中斷方式讀取時鐘參數(shù)，當允許DS12887向單片機申請中斷，SQW端輸出為500ns的方波；數(shù)據(jù)模式為BCD碼，時間采取24h模式。由于DS12887內(nèi)部帶有鋰電池

22、，可保證其正常工作達十年之久。所以不管外部供電電壓如何，一旦啟動DS12887的計時功能，它將自動地進行年、月、日、星期、時、分、秒的計時。并能保證在25環(huán)境溫度的情況下，計時精度在1min/月的范圍內(nèi)。3.5電力線載波通信電路設(shè)計低壓擴頻載波模塊主要由SSCP300低壓電力線擴頻載波網(wǎng)絡(luò)控制器、前置功放和電力線藕合電路構(gòu)成，負責對單片機送來的數(shù)據(jù)進行線性掃頻調(diào)制，放大后藕合到電力線上，該模塊與配變集中器的設(shè)計通信距離為1000米。在信道特性最惡劣的情況下，也要保證不小于600米。低壓電力線載波通信的原理結(jié)構(gòu)框圖如圖4- 7所示。 SSCP300緩沖器濾波器功率放大器前級放大器帶通濾波器載波耦

23、合低壓電力線圖4-7 低壓電力線載波通信的原理結(jié)構(gòu)框圖擴頻通信技術(shù)是將信息在載波調(diào)制的基礎(chǔ)上再進行擴頻調(diào)制，將信號頻帶展寬成比信息帶寬大得多的寬頻信息帶進行通信的一種信息傳輸方式。擴頻通信具有很強的抗干擾性能，通過相關(guān)分析實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。線性調(diào)頻信號的產(chǎn)生可由一個鋸齒波信號調(diào)制壓控振蕩器來實現(xiàn)（與掃頻信號相似）。而與濾波器不匹配的信號在時間上沒有壓縮，甚至反被擴展，從而提高信噪比。最后對檢出的信號進行解調(diào)及相關(guān)處理，恢復(fù)原始信息。3.5.1載波通信芯片SSCP300的發(fā)送與接收原理從SSCP300輸出的信號幅度小、驅(qū)動能力弱，而且有各種諧波，因此要放大濾波，然后通過耦合電路將信號調(diào)制到電力

24、線上。電力線傳來的載波信號由SSCP300接收，需一個帶通濾波器，經(jīng)過預(yù)放大再送到SSCP300的接收端，再送給單片機進行處理，單片機中存儲的數(shù)據(jù)經(jīng)過現(xiàn)有的電話網(wǎng)傳送給控制計算機，控制計算機根據(jù)數(shù)據(jù)對供配電進行控制。下圖為電力線載波通信模塊圖4-9 SSC300和SSCP111構(gòu)成的電力線載波通信模塊電力線載波通信模塊是由SSC P300和SSC P111構(gòu)成的,且由主處理器W77E58控制核心控制的。SSC P111媒介接口和電力線耦合電路部分完成緩沖放大、低通濾波和信號耦合等功能。SSC P300網(wǎng)絡(luò)接口控制器,實現(xiàn)具體的數(shù)據(jù)鏈路層功能(包括數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收、發(fā)送字節(jié)到符號的轉(zhuǎn)換、接收符

25、號到字節(jié)的轉(zhuǎn)換及CRC的產(chǎn)生和校驗等)。3.5.2單片機與SSCP300通信的控制工作過程單片機W77E58是整個模塊工作的控制核心。首先解析上位機發(fā)送的命令和數(shù)據(jù),根上位機的要求向電力線媒介發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包，單片機對載波通信的控制是通過和SSC P300的交互來完成的。關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的詳細信息和令協(xié)議的詳細信息,請參見SSC P300的資料。 圖4-11 SSCP300和單片機的通信 53.5.3 RS-232/RS485接口標準MODEM的通信接口采用的是RS-232標準。低電平規(guī)定為+3V+l5V之間，高電平為-3V-15V之間。MAX232是多路RS-232電平轉(zhuǎn)換芯片，分別提供了兩路T

26、TL/CMOS電平輸入，RS-232電平輸出及兩路RS-232電平輸入，TTL/CMOS輸出的轉(zhuǎn)換。MAX232內(nèi)部有電壓倍增電路和轉(zhuǎn)換電路，只需+5V電源便可實現(xiàn)TTL電平與RS-232電平轉(zhuǎn)換，使用起來十分方便。芯片的外圍電路也很簡單，只需4個電容就可正常工作。其通信接口電路如下圖：圖4-12單片機與計算機的通信7MAX-485芯片的1腳R0為接收器的輸出，接TTL電平RXD信號；4腳DI為發(fā)送器輸入，接TTL電平TXD信號；3腳DE為發(fā)送使能端，接+5V；2腳RE/為接受使能端，接地。因為MAX-485一端接計算機，如果直接與單片機連接會引入干擾信號，所以在MAX-485和單片機連接時，

27、需要加光電隔離器，防止干擾信號進入單片機系統(tǒng)，影響系統(tǒng)正常工作。3.6主控器與MODEM通信接口隨著當代社會信息化的飛速發(fā)展，借用公用電話交換網(wǎng)進行信息傳輸?shù)募夹g(shù)己經(jīng)達到成熟階段。這是因為公用電話網(wǎng)為模擬電話線路，數(shù)字信號不能直進入這樣的信道，必須通過一個中間設(shè)備MODEM，它用來實現(xiàn)數(shù)字信到模擬信號和模擬信號到數(shù)字信號的相互轉(zhuǎn)換，是一個重要的數(shù)據(jù)通信備。3.6.1 MODEM簡介MODEM是一種智能型信號轉(zhuǎn)換器，可將數(shù)據(jù)調(diào)制成音頻信號，通過電話通信網(wǎng)傳到對方的調(diào)制解調(diào)器。MSM7512B其主要特點為：(1) 可以和單片機的串行口直接相接；(2) 低功耗、單電源供電（3V5V）；(3) 兩個狀

28、態(tài)位： CD/為載波檢測位（低有效）； RS/為數(shù)據(jù)發(fā)送使能位（低有效）；(4) MOD1、MOD2工作模式選擇位；(5) AOG輸入信號電平選擇位；(6) 采用CCITTV.21標準，可進行1 200 bit半雙工或1 200 bit收75 bit發(fā)兩種方式的數(shù)據(jù)傳送。3.6.2 主控器與MODEM通信接口電路 圖4-13 MSM7512B與主控器的連接圖4-14 MSM7512B與電話網(wǎng)的連接MSM7512B的工作模式選擇MOD2和MOD1均接地，使芯片工作處于模式1，即采取1200bps速率的半雙工工作方式。需要發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲在W77E58芯片內(nèi)部RAM的對應(yīng)單元，發(fā)送時從串行接口TXD

29、端輸出，送到MSM7512B的XD端進行調(diào)制，變成相應(yīng)頻率的音頻信號從AO輸出，送到有線傳輸線路，經(jīng)有線傳輸?shù)较聦俑髡军c。R37/R30和R38/R31的比值即為輸入、輸出的放大倍數(shù)，可根據(jù)需要選擇不同的阻值。3.7電源電路通常電子電路都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。本文設(shè)計的穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓等四部分組成。其中，電源變壓器將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)殡娐匪璧碾妷?，本文中?V電源。本文采用典型的穩(wěn)壓電源電路，電路圖如下所示：圖4-15穩(wěn)壓電源電路圖10如圖所示電路為輸出電壓 5V、輸出電流1.5A的穩(wěn)壓電源。本穩(wěn)壓電源可作為TTL電路或單片機電路的電源。三端穩(wěn)壓器是一種標準化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件。 4結(jié)語自動抄表技術(shù)這幾年發(fā)展很快，尤其是在網(wǎng)絡(luò)化測量技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)飛速進步的強勁支撐下，表現(xiàn)出與燃氣、水、熱量等自動抄表技術(shù)的更加緊密地結(jié)合，并明顯加快了融入現(xiàn)代綜合化網(wǎng)絡(luò)測量技術(shù)的步伐。二十一世紀是網(wǎng)絡(luò)化時代，在計算機技術(shù)，微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的迅速發(fā)展下抄表方案也層出不窮。各種方案都有其特點，有其相適應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境和存在的條件，不能一概而論，甚至在特殊情況下還需要將其