51兼容載波通信單片機PL3105的通信軟件設計

摘要：PL3105芯片是為智能儀表設計的專用SoC芯片，具有8051指令兼容的高速微處理器、直序擴頻的載波通信等強大功能。本文介紹PL3105的主要特點及其載波通信原理，分析針對載波通信應用的軟件設計方法。

    關鍵詞：PL3105 直接序列擴頻 載波通信 軟件設計

引言

隨著嵌入式系統及集成電路技術的飛速發展，針對智能儀表應用而設計的專用芯片獲得了長足發展。智能儀表一般要具備CPU單元、顯示單元、標準工業總線接口、A/D信號轉換、實時鐘、看門狗等功能。傳統的智能儀表設備在選定了CPU后，需要配置復雜的功能芯片及接口芯片，完成顯示驅動、外部程序存儲、數據存儲及其它要求功能。眾多的接口芯片導致儀表的體積大、成本高、功耗增加、可靠性降低；同時調試、維護困難。

為適應智能儀表的應用需要，針對某類產品的專用單芯片上系統SoC(System on Chip)解決方案獲得了巨大的發展機遇。國內外各IC設計公司都針對不同領域、不同應用需求推出了各自的SoC產品。具有8051指令兼容高速微處理器的SoC產品PL3105，采用最新的CMOS數/模混合工藝制造，是針對智能儀表行業應用而推出的低成本、高性能的解決方案。

1 PL3105的主要特點

采用8051指令兼容的高速微處理器，軟件易于開發；具有8/16位雙模式ALU、8倍速于標準51，運行速度快，數據處理能力強。圖1為PL3105的基本功能結構方框圖。

針對智能儀表的應用，PL3105內部集成了2通道16位精度的∑—Δ調制A/D，LED（8×8筆劃式）/LCD（24×4筆劃式）顯示驅動模塊，2個UART，內置1KB的RAM和16KB的E2PROM程序存儲器（采用ISP方式編程）；內置低功耗實時鐘。同時集成了完善的電壓監測，上電、掉電復位，看門狗電路，確保了工業環境下運行時系統的可靠性。

內嵌的載波通信控制單元，使產品具備了在低壓電力線上組網、遠程通信的強大功能；最低壓電力線載波通信接口專用芯片PL2101的升級，具有強抗帶內同頻干擾能力，靈敏度高的優點。內嵌的CPU通過配置寄存器來實現對載波通信的控制，比PL2101芯片的接口方便，可靠性更高。

2 載波通信的工作原理

載波通信采用直接序列擴頻的BPSK（Bipolar Phase Shift Keying）調制解調方式：將要發送的信息用偽隨機碼序列擴展到較這的頻帶上，在接收端用同樣的偽隨機碼序列來進行同步接收，恢復信息。接收的過程包括載波信號的捕獲和同步。

捕獲是接收模塊在擴頻序列精確同步前，搜索接收信號，使接收信號的擴頻序列與本地擴頻序列在相位上進入可同步保持的范圍之內，即二者的相位在一個擴頻序列碼元之內。采用每次滑動步長為半個位的串行積分搜索方式，理論上最大捕獲時間需要29個數據位（15位P

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