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基于STC89C58RD+单片机和SC1128实现智能系统的设计

电子设计 2020-08-13 09:04 次阅读

电力网是每个家庭都要用到的物理网络,现有的电力线基本功能是传输电力。利用现有的电力线实现数据通信 , 而无需增加额外的通信线路,可以大大节约建设成本。本文所介绍的智能系统只需将本系统中不同功能的通信模块和电源电路像墙壁插座一样嵌入墙壁,接入市电,即可实现本智能家居系统。

1 系统总体设计

系统总体设计框图如图1所示。

基于STC89C58RD+单片机和SC1128实现智能系统的设计

整个系统由不同的智能模块组成,智能模块由电源电路、SC1128收发电路及外围电路组成。每个智能模块对应一个不同的地址,以免执行不属于本模块的命令。地址可由一个自定义的红外遥控器设置。

2 智能模块硬件电路

硬件电路分为电源、SC1128收发电路及外围电路、功能电路3部分。

2.1 电源硬件

电源硬件模块示意图如图2所示,各模块的功能如下:

(1)框1为耦合电路。耦合电路是载波信号的输出和输入通路,并有隔离220 V/50 Hz工频的作用。该电路在设计时需考虑220 V线路侧的阻抗特性, T1为信号耦合变压器,220 V线路侧阻抗一般取3 Ω~30 Ω。然后确定线圈初次级的匝数比或阻抗比。最后设计功率放大器的输出匹配电阻。输入通道接一个浪涌保护二极管,经电阻隔离后接二极管箝位电路输出给前级滤波电路。

(2)框2为电源与通信模块的接口。SC1128通过POUT(发) 与 SIN(收) 2个脚与别的智能模块通信。这样可以用一个智能模块控制另外一个智能模块。

(3)框3把+12 V稳压至+5 V,给系统供电。

(5)框5通过整流得到+12 V电源。

2.2 SC1128收发电路及外围电路

硬件系统的核心电路是SC1128的收发电路。

(1)SC1128通过电力线传输与接收的电路

SC1128芯片是面向电力线载波通信市场而开发研制的专用扩频调制/解调器电路。由于采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术,因此该电路应用在电力线通信方面具有较强的抗干扰及抗衰减性能。SC1128芯片内部集成了扩频/解扩、调制/解调、D/A和A/D转换、内置电子表、输出驱动、输入信号放大、看门狗、工作电压检测以及与单片机(MCU)串口通信等功能。该芯片在小型多功能应用系统中可以起到降低系统成本并提高系统功能的作用。

SC1128通过电力线收发图如图3所示。

耦合电路可将功率放大器发射的信号耦合到电力线;又可将电力线上接收的信号耦合到带通滤波器上。带通滤波器和前级放大器为前级接收通道,它将接收的信号经放大、滤波,送入SC1128的一级运算放大器处理。功率放大器将SC1128发出的调相信号进行功率放大,经耦合线圈送入电力线。

(2)SC1128与单片机的连接电路

单片机选用宏晶科技推出的超强抗干扰/高速/低功耗的STC89C58RD+。该款单片机内部自带32 KB Flash,1280 B的RAM,可以免外扩EEPROM,特别是该单片机支持在线烧写,为以后的软件升级带来了便利。

SC1128与单片机连接如图4所示。

36脚为收发控制端,0为接收,1为发射;37脚在发射和接收同步后产生同步脉冲信号,频率随工作主时钟和周波的变化而变化;38脚为输出发送和接收的数据;39脚为设置数据及状态的输入输出端;40脚为同步设置时钟输入端;41脚为片选输入端。

发射状态时,单片机将SR端(36脚)置高,SC1128芯片发出同步头(37脚),单片机通过TX端(38脚)同步发送数据。

接收状态时,单片机将SR端(36脚)置低,SC1128芯片若接收到数据,则产生同步头,通过TX端(38脚)将数据同步发送到单片机。

正常工作时,SC1128第 36脚(SR)不发射时始终置0,处于等待接收状态。

2.3 功能电路

功能电路是根据所要实现的不同功能所加的电路,包括:

(1)按键电路:通过按键来控制继电器,达到控制电器的作用;

(2)语音电路:可实现电器远程电话控制;

(3)传感器电路:根据需要来选择传感器,如红外传感器,当有人经过时,传感器给单片机发送信号,来控制继电器,这里的继电器可以接点灯,或报警模块。煤气传感器可以探测煤气泄漏并报警;

(4)电脑接口电路:可以通过网络远程控制,也可以在电脑中显示电器的状态或控制各个电器;

(5)液晶接口电路:可以显示各个电器状态;

(6)遥控电路:简单地说,就是可以学习一个房间内所有带遥控电器的遥控编码,这样就可以用一个自定义的遥控器遥控所有的电器。

3 智能模块软件部分

单片机软件设计主要收发流程图如图5所示。

在第一次使用智能模块时,通过红外遥控器设置地址。一个家庭内所有不同的智能模块有各自的地址,这个可以以楼层、房间号和所用电器来定义。具体可以根据实际情况来确定。

本系统经过长时间试验运行证明,具有维护量小、误码低,抗干扰能力强等特点。该扩频系统只需很小的空间,无需增加额外布线,工程建设周期短,给人们生活质量带来了很大的提高和便捷,提高了家庭的安防能力。

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来说一下16X16点阵的编写技巧,主要讲一下思路,因为在写16X16点阵驱动时,很多人一上来大脑一片....
的头像 玩转单片机 发表于 10-26 11:16 215次 阅读
16X16点阵编写技巧的思路

慕尼黑电子展行业赋能 “智能+”将成为应用场景核心

2020年7月,慕展迎来了它的首个夏天开展日。肆虐的疫情压抑不了半导体人如火的热情,创新有趣的解决方....
的头像 意法NFC存储器及安全芯片 发表于 10-26 10:28 218次 阅读
慕尼黑电子展行业赋能 “智能+”将成为应用场景核心

HDI PCB设计时需考虑的因素

使用微孔或连续堆积技术(<0.15mm),它可以帮助您节省更多的面积。微孔的低电感使其适用于高速应用、用去耦电容器连接电源面以及需要降噪的场合。
的头像 我快闭嘴 发表于 10-26 10:19 181次 阅读
HDI PCB设计时需考虑的因素

基于MSP430F149单片机和总线技术实现智能变送器的设计

在现实生活中,对一个大型的被测对象进行各种状态的监控,往往需要使用许多传感器来构建一个庞大的测控系统....
的头像 电子设计 发表于 10-26 10:09 177次 阅读
基于MSP430F149单片机和总线技术实现智能变送器的设计

降压型DC-DC控制器MAX1652/55的特性及应用范围

MAX1652-MAX1655是采用小型QSOP封装的高效率,脉冲宽度调制(PWM),降压型DC-D....
发表于 10-25 11:29 170次 阅读
降压型DC-DC控制器MAX1652/55的特性及应用范围

CMOS双路轨到轨放大器AD8541/42/44的特性及应用范围

AD8541/AD8542/AD8544分别是单路、双路和四路轨到轨输入与输出、单电源放大器,具有极....
发表于 10-25 11:28 108次 阅读
CMOS双路轨到轨放大器AD8541/42/44的特性及应用范围

茂硕电子在光亚展发布行业首个数字化智慧灯杆电源!

2020年10月10日,深圳茂硕电子科技有限公司携多款新品亮相第25届广州国际照明展览会(简称:GI....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 10-25 11:26 322次 阅读
茂硕电子在光亚展发布行业首个数字化智慧灯杆电源!

低功耗多通道数字隔离器ISO7041的特点及应用分析

ISO7041 器件是一种可用于隔离 CMOS 或 LVCMOS 数字 I/O 的超低功耗多通道数字....
发表于 10-25 11:08 121次 阅读
低功耗多通道数字隔离器ISO7041的特点及应用分析

单片机C语言的串口通信协议资料和代码概述

现实生活中, 我们总是要与人打交道,互通有无。单片机也一样,需要跟各种设备交互。例如汽车的显示仪表需....
的头像 Wildesbeast 发表于 10-25 10:58 388次 阅读
单片机C语言的串口通信协议资料和代码概述

MAX20087ATPA/VY+ Maxim Integrated MAX2008x相机电源保护IC

Integrated MAX2008x相机电源保护IC是双路/四路相机保护器IC,可为四个输出通道中的每一个提供高达600mA负载电流。这些IC采用3V至5.5V电源供电,相机电源电压范围为3V至15V,在300mA时输入至输出电压降为110mA(典型值)。MAX2008x IC具有使能输入和IC接口,用于读取器件的诊断状态。该IC设有板载ADC,可通过每个开关读取电流。MAX2008x相机电源IC包括分别在每个输出通道上的过热关断和过流限制。该电源保护IC的理想应用是雷达和相机模块同轴电缆供电。 特性 小尺寸解决方案: 多达四个600mA保护开关 输入电源:3V至15V 3V至5.5V服务电源 26V电池短路隔离 可调电流限制:100mA至600mA 可选I2C地址 小型 (4mm x 4mm) 20引脚SWTQFN封装 精度: 电流限制精度:±8% 0.5ms软启动 0.25ms软关断 关断电流:0.3μA 压降:110m...
发表于 10-21 10:50 4次 阅读
MAX20087ATPA/VY+ Maxim Integrated MAX2008x相机电源保护IC

MAXM17635AMG+ Maxim Integrated MAXM17633、MAXM17634、MAXM17635电源模块

Integrated MAXM17633、MAXM17634和MAXM17635电源模块是一系列稳压器IC和电源模块。这些器件实现散热更好、尺寸更小且更加简单的电源解决方案。MAXM17633、MAXM17634和MAXM17635具有集成控制器、MOSFET、补偿元件和电感器,可在宽输入电压范围内工作。该模块在4.5V至36V输入范围内工作,可提供高达2A输出电流。 特性 简单易用 宽输入范围:4.5V至36V 0.9V至12V可调输出 (MAXM17635) 3.3V和5V固定输出电压版本 (MAXM17633和MAXM17634) 400kHz至2.2MHz可调频率,可实现与外部时钟同步 反馈精度:±1.2% 输出电流:高达2A 内部补偿 陶瓷电容器 高效率 可选的PWM、PFM或DCM工作模式 关断电流:低至2.8μA(典型值) 灵活的设计 可编程软启动和预偏置启动 ...
发表于 10-21 10:20 33次 阅读
MAXM17635AMG+ Maxim Integrated MAXM17633、MAXM17634、MAXM17635电源模块

MAXM17630AME+ Maxim Integrated MAXM17630 MAXM17631和MAXM17632电源模块

Integrated MAXM17630、MAXM17631和MAXM17632喜马拉雅uSLIC™降压电源模块可用来设计散热更好、尺寸更小、更加简单的电源解决方案。MAXM17630和MAXM17631是高效同步降压型DC-DC模块,具有集成控制器、MOSFET、补偿元件和电感器,可在宽输入电压范围内运行。 该电源模块的工作电压范围为4.5V至36V,可提供高达1A的输出电流。MAXM17630和MAXM17631模块分别具有3.3V和5V固定输出电压。MAXM17632模块具有可调输出电压(0.9V至12V)。该器件提供真正的即插即用电源解决方案,大大降低了设计复杂性和制造风险,缩短了上市时间。内部补偿覆盖整个输出电压范围,因此无需外部补偿元件。 MAXM17630/MAXM17631/MAXM17632电源模块采用峰值电流模式控制架构,可在脉宽调制 (PWM) 、脉频调制 (PFM) 或断续导通模式 (DCM) 下工作,从而在轻负载条件下实现高效率。该模块系列在-40°C至+125°C范围内的反馈电压调节精度为±1.2%。 MAXM17630/MAXM17631/MAXM17632电源模块采用紧凑的薄型16引脚3mmx3mmx1.75mm uSLIC封装,且可提供仿真模...
发表于 10-21 09:59 14次 阅读
MAXM17630AME+ Maxim Integrated MAXM17630 MAXM17631和MAXM17632电源模块

NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线路和负载的高精度(25℃时+/- 0.9%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 22:02 92次 阅读
NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

NCV8165 LDO稳压器 500 mA 低压差 超低Iq 超高PSRR 超低噪声

5是一款LDO(低压降稳压器),能够提供500 mA输出电流。 NCV8165器件旨在满足RF和模拟电路的要求,具有低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。提供DFNW8 0.65P,3 mm x 3 mm x 0.9 mm封装。 类似产品: NCV8160 NCV8161 NCV8163 NCV8165 输出电流(A) 0.25 0.45 0.25 0.50 PSRR f = 1 kHz(dB) 98 98 92 85 噪音(μV RMS ) 10 10 6.5 8.5 特性 优势 超高PSRR在1 kHz时为85dB,在100 kHz时为63dB 非常适用于Wi-Fi模块等功耗敏感设备 超低输出噪声8.5μV RMS 非常好适用于噪声敏感应用 超低静态电流12μA 在轻载条件下提高效率 工作输入电压范围1.9V至5.5V 适用于电池供电设备 极低压差200mV,500mA 满载时的低功耗 应用 终端产品 A / D和D / A转换器电源 音频编解码器 电池供电设备 相机模块 RF模块 WiGig电源 LP5907或LP5912升级 汽车设备点负载调节 信息娱乐,车身控制和导航 远...
发表于 07-29 22:02 217次 阅读
NCV8165 LDO稳压器 500 mA 低压差 超低Iq 超高PSRR 超低噪声

NCP139 LDO稳压器 1 A 超低压降 带偏置轨

是1 A LDO,配有NMOS passtransistor和独立的偏置电源电压(VBIAS)。该器件提供非常稳定,精确的输出电压和低噪声,适用于空间受限,噪声敏感的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP139具有低IQ消耗。 WLCSP6 1.2 mm x 0.8 mmpackage经过优化,适用于空间受限的应用。 类似产品: NCP13x系列 NCP130 NCP133 NCP134 NCP135 NCP137 NCP139 输出电流(A) 0.3 0.5 0.5 0.5 0.7 PSRR f = 1kHz(dB) 70 70 td> 60 压差电压(V) 0.060 0.090 0.090 0.053 0.060 0.060 特性 优势 超低压降典型的。 40mV 允许节省功率并以非常低的Vin-Vout电压工作。 可调电压版本 低压Vcore应用的最佳选择 在1 A负载下典型的50 mV压降。 最大限度地减少调节器的功率损失 保证输出电流从0到1 非常好的选择用于高电流应用 0.5%典型输出电压精度 非常适合POL应用 输出超过1 A的电流 输出有效可用的放电选项 应用 终端产品 电池供电和便携式设备 智能手机,...
发表于 07-29 22:02 261次 阅读
NCP139 LDO稳压器 1 A 超低压降 带偏置轨

NCP161 LDO稳压器 450 mA 超高PSRR 超低噪声

是一款线性稳压器,能够提供450 mA输出电流。 NCP161器件旨在满足RF和模拟电路的要求,可提供低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。它有两种厚度的超小0.35P,0.65 mm x 0.65 mm芯片级封装(CSP),XDFN-4 0.65P,1 mm x 1 mm和TSOP5封装。 类似产品:
发表于 07-29 21:02 223次 阅读
NCP161 LDO稳压器 450 mA 超高PSRR 超低噪声

LV5768V-A 降压稳压器 开关 1通道

V-A是一个1通道降压型开关稳压器。 特性 优势 不受负载影响的软启动电路。 电源电路稳定运行。 频率FOLD BACK为负时下垂。 过流保护 内置逐脉冲OCP电路。通过使用外部MOS的导通电阻来检测。 过流保护 开启/关闭功能(启用控制) 可在外部启用控制 同步整流的1通道降压型开关稳压控制器方法 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 21:02 279次 阅读
LV5768V-A 降压稳压器 开关 1通道

NCP81274 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

74是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达8个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位接通,动态相位脱落或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡的电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 20:02 74次 阅读
NCP81274 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

NCP81276 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

76是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达4个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位开启,动态相位脱落或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 20:02 122次 阅读
NCP81276 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

LV5725JA 降压转换器 DC-DC 1通道

JA是一个降压电压开关稳压器。 特性 优势 宽输入动态范围:4.5V至50V 可在任何地方使用 内置过流逐脉冲保护电路,通过外部MOSFET的导通电阻检测,以及HICCUP方法的过流保护 烧伤保护 热关闭 热保护 负载独立软启动电路 控制冲击电流 外部信号的同步操作 它可以改善发生两个稳压器IC之间的振荡器时钟节拍 电源正常功能 稳定性操作 外部电压为输出电压高时可用 应用 降压方式开关稳压器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 19:02 226次 阅读
LV5725JA 降压转换器 DC-DC 1通道

NCP81038 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器

38是一款双同步降压控制器,经过优化,可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81038包括两个降压开关控制器,通道2上固定5.0 V输出,通道1上3.3 V,两个板载LDO,三个输出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81038支持高效率,快速瞬态响应并提供电力信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡,其中转换器运行时降低了开关频率,在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 18:02 205次 阅读
NCP81038 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器

NCP81148 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器

48是一款双同步降压控制器,经过优化,可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81148由两个降压开关控制器组成,通道2上固定5.0 V输出,通道1上为3.3 V,两个板载LDO具有三个输出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81148支持高效率,快速瞬态响应并提供电力商品信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡,其中转换器运行时降低了开关频率,在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V. 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 18:02 84次 阅读
NCP81148 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器

NCP4200 具有I2C接口的多相同步降压转换器

0是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。它结合了高效,多相,同步降压开关稳压控制器和I 2 C接口,可实现关键系统参数的数字编程。 特性 优势 I 2 C 启用关键系统参数的数字化编程 快速增强型PWM弹性模式架构 出色的负载瞬态性能 应用 终端产品 CPU Vcor​​e 游戏,桌面,服务器 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 18:02 148次 阅读
NCP4200 具有I2C接口的多相同步降压转换器

NCP4208 同步降压转换器 8相 VR11.1可编程 带I2C接口

8是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。 NCP4208是一款高效,多相,同步降压开关稳压控制器,可帮助设计高效率和高密度解决方案。 NCP4208可编程为1,2,3,4,5,6,7或8相操作,允许构建多达8个互补降压开关级。 特性 优势 快速增强PWM 出色的负载转换性能 应用 终端产品 CPU Vcor​​e 台式电脑,服务器 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 17:02 117次 阅读
NCP4208 同步降压转换器 8相 VR11.1可编程 带I2C接口