SSCP300电力线网络接口控制器的应用

北极星电力网技术频道作者:佚名 2007/12/27 18:53:54

关键词: 电力线网络

SSCP300电力线网络接口控制器的应用　　西安市第二炮兵工程学院左东广卞树檀王国华叶川摘要：本文给出了SSCP300网络接口控制器在远程抄表系统中的应用实例。在对SSCP300的工作逻辑剖进行分析的基础上，给出了以SSCP300为接口控制器件的载波模块部分电原理图，并且给出采用AT89C51单片机时同SSCP300进行SPI总线数据读写的程序流程，同时也给出了SSCP300数据通信时数据更新的程序代码，并对设计调试时的注意事项进行了说明。关键词：SPI接口微控制器时序逻辑扩频载波　1引言随着现代社会自动化进程的不断发展，各种节省大量人力、物力的自动化系统、仪器、仪表不断涌现。Intellon公司为适应这一形势发展的需要，设计出了基于电力线载波技术的各种网络接口控制器，SSCP300即为其中的一种。SSCP300是一种CEBus总线兼容、高度集成的电力线网络信号收发控制器。它利用传输稳定可靠、通信保密程度高的扩频载波技术，通过CRC校验，来实现网络信息的安全传递。SSCP300提供了数据链接层(DLL)的控制逻辑，符合EIA-600标准的通道访问及通信服务，扩频载波(SSC，SpreadSpectrumCarrierTM)技术的电力线信号收发器，信号调理电路以及同数据处理及控制部分联接的SPI·serialperipheralinterface)接口电路。基于此，SSCP300在小区自动化建设，远程电网抄表网络的构建等方面有着极为广阔的应用空间。笔者曾参与了电网远程抄表系统设计的部分工作，其中的载波通信模块即是基于SSCP300而设计的。本文给出了远程抄表系统的原理框图及载波模块的部分电原理图，给出了在开发应用SSCP300时应注意的有关问题，并且给出了开发应用SSCP300的部分原代码以供参考。2SSCP300概述SSCP300网络接口控制器的主要有数字控制逻辑电路(SPI接口)、内部逻辑控制寄存器、时钟电路、A/D、D/A、信号调制电路等部分构成，外观结构如图1。其中SPI总线接口用于实现同微控制器的连接，由5根口线组成，时钟线(SCLK)、数据输入线(SDI)、数据输出线(SDO)、片选线(CS*)，中断请求线(INT*)，其中CS*的有效与否由微控制器选择，时钟信号也由主控制器发出。通过SPI接口，SSCP300同微控制器进行数据通信的读写逻辑时序图应如图2、3所示(数据读写发生在时钟脉冲的上升沿进行)。　应用SSCP300作为网络接口控制器时，它也可以主动要求微控制器对其进行服务。这时它首先通过INT*引线给出一个低电平的信号，向微控制器发出服务请求。微控制器响应其请求后，应首先通过对SSCP300状态标志寄存器的判断，查看是何种请求，而后给出相应的服务程序。此时，SSCP300的逻辑时序应如图4所示。　SSCP300网络接口控制器同模拟信号的接口主要通过TS、SI、SO三根模拟口线完成，TS端在向外发送扩频信号时有效，从而可以控制外部的功率放大电路的工作状态，SO为扩频信号输出端，SI为扩频信号输入端。SSCP300内部共有100个字节的数据寄存器(如表1)，用来实现与微控制器的数据通信，并通过SSCP300实现同系统网络其它接点的数据通信。　　SSCP300的工作过程可分为如下三种情况：(1)初始化：给出SSCP300所属接点的系统配置信息，确定SSCP300所属接点的系统地址，通信工作方式等。(2)向系统中其它网络节点传送信息：这需要微控制器对SSCP300进行控制，给出需要通信的目的地址及需要传送的有效数据，SSCP300可以通过内部的信号调理电路将通信数据变换成扩频信号，并通过外部的功率放大电路耦合到电网中，到达目的节点。(3)接收系统网络中其它节点的有效通信数据。SSCP300工作在监控状态，当其它接点向本节点发送信号时，SSCP300将扩频信号进行解调，并通过AD转换电路变为数字信号将数据寄存接收数据包寄存器内，同时通过INT*引脚向微控制器发出服务请求，微控制器可通过对SSCP300内部接口标志寄存器内容的判断，进行相应的通信服务。在应用SSCP300时应注意的一点是，其发送及接收数据包均为41个字节，有效的通信数据最多为32字节，因而这限制了它在其它场合的广泛应用，但在构建远程抄表系统，如果配上专门设计的功率放大电路，则完全满足低成本、高性能远程电路电网通信要求。3SSCP300在抄表网络中的应用远程自动抄表系统是专为供电部门开发研制的，它采用扩频调制技术，将电能表的用电情况通过低压电网(不用另外架设网络)，再经过一个路游设备(Modem)的转换通过公用电话网回送用电管理中心进行集中处理，管理中心也可以以同样的方式对用电单元(一个电表为一个用电单元)进行远程实时控制，如用电状态监控、远程断电与送电等。该系统集计算机、数字通信等多项技术于一体，具有抄收速度快，数据精度高，数据传输可靠，实时性好等显著特点。即有利于消除人工抄表方式带来的抄表误差，有效地避免人情电、关系电等现象的出现，提高线损统计的准确性，有效地防止和发现窃电行为，又可保证供、用电的平衡安全运行，对供电部门管理手段的现代化具有十分重要的意义。其基本的结构如图5所示。　SSCP300主要应用于该系统载波通信模块的设计。为了便于实现对数字电表及SSCP300的控制，该载波器采用了89C51单片机作为微控制器，同时也为了降低成本，其中的数字接口部分电路示于图6。图中SN75176为一RS485接口转换电路，实现一个节点控制多个数字电表的功能；MAX813是一个看门狗，实现对该模块的程序监控。在该电路中，由于AT89C51单片机没有提供SPI接口电路，故而通过其P1口的部分口线及INT0引脚模拟了SPI的接口电路。在设计电路时，应注意的是SSCP300内[1][2]下一页

来源：中国电力资料网

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