基于电力载波芯片的家电控制系统设计

4 单片机和ST7538接口电路设计

ST7538和单片机的通信采用SPI接口。SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)是一种同步串行外设接口，它可以使单片机与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息，如图5所示。



图5 ST7538与单片机的接口电路

ST7538可以使用三线接口(RxD,TxD,RxTx)与单片机进行异步连接，数据交换不需要任何额外的时钟以及附加的协议。在数据接收模式下单片机必须恢复参考时钟，并在发送模式时控制发送1位的时间，当未检测到载波时RxD被强制拉成低电平。

另外，ST7538也可以使用四线接口(RxD,TxD,RxTx,CLR/T)与单片机进行同步连接。ST7538总是通信的主端，并且利用CLR/T提供时钟参考。

ST7538和单片机的接口实际上属于SPI总线系统，可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口。该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS。在此电路中，CLR/T相当于SCK，RxD相当于MISO，TxD相当于MOSI，RxTx相当于SS, UART/SPI脚接地。数据收发控制使用的是 P2口线，当 RxTx=0、REG/DATA=0时，载波芯片处于数据发送模式，TxD输入向电力线发送的数据；当RxTx=1、REG/DATA=0时，进入数据接收数据模式，RxD输出从电力线上接收到的数据；REG/DATA=1时读写控制寄存器，设置芯片功能参数。CLR/T输出数据收发的同步时钟信号，与单片机的外部中断INT0相连，单片机以中断的方式完成对ST7538的读写。P2.5输入载波侦听信号，ST7538检测到工作频率的载波时，CD_PD=0；无载波时,CD_PD=1。另外，要在1.5 s内清零看门狗计数器，因为ST7538的看门狗时间是1.5 s。

结语

ST7538为家庭和工业环境应用而设计，功能强大，集成度很高，且采取了多种抗干扰技术。虽然它采用FSK调制技术，而没有采用扩频技术，但是正因为如此，它可以在噪声频带很宽的信道环境下实现可靠通信。如果能够很好地利用它的多频段性，可以克服窄带通信的缺点。经过实验证明，系统运行可靠，具有较高的性价比，可以广泛地应用到智能家庭和智能楼宇系统中。