HBYVJ2205铜包钢电话电缆

HBYV-J-2*2*0.5铜包钢电话电缆

通信模板硬件实现

1.1结构特性

矿井远程有线通信系统的结构特性如图1所示。MCU系统是由CPU、系统存储器、输入设备(PS/2键盘)、输出设备(LCD)、I/O接口、异步串口、PWM接口组成。有线通信模板是由AT90S单片机、同步Modem芯片CMX、放大器LM、隔离变压器组成。有线传输介质是现有的矿用电话线。

图1矿井远程有线通信系统框图下载原图

1.2原理框图

有线通信模板原理框图如图2所示。

AT90S单片机是Atmel公司推出的全新配置精简指令集(RISC)8位AVR系列单片机,有32个8位通用工作寄存器、一个8位可分离的预比例定时器/计数器、一个16位可分离的预比例定时器/计数器、片上模拟比较器、可编程看门狗、可编程异步串口、主从SPI串口、片内程序存储器采用4/8kBISPFlash存储器,可反复编程修改上千次,便于新产品开发。AT90S程序高度保密,可以避免非法窃取;速度快,大多数指令仅用1个时钟周期,它的处理能力为1MIPS/MHz;能采用C语言编程,从而能够高效快速地开发出目标产品;是CMOS工艺生产,功耗低;主电源2.7～6.0V,进一步降低功耗,一般只需3mA;还有多种低功耗方式,在空闲方式下,工作电流为1mA,在掉电方式下,工作电流小于1μA。

同步Modem芯片CMX可选择数据率、、波特率;最小频移键控(MSK)Modem;可选择的时钟源为1.MHz或4.MHz;发送与接收频率同步;发送器与接收器完全独立;发送、接收、载波探测路径分别包含一个带通滤波器以确保提供最佳的信号;高灵敏度、低误码率使它可以工作在高噪声环境下。

放大器LM的作用是提高远距离有线通信发送信号与接收信号的增益。由于远距离有线通信,传输介质的阻抗引起的衰减必然要充分考虑。根据矿用电话线的特性阻抗,大约为Ψ/km,又由于CMX接收信号的典型值是mVrms,根据实验测得发送端的放大倍数为5,接收端的放大倍数为2.5即可实现良好的通信效果。

隔离变压器的作用是隔离信号之间的相互干扰。由于远距离有线通信,为了降低成本,两个通信模板没有共地,采用隔离变压器滤掉相互之间的干扰,变压系数为1。

1.3工作原理

发送过程:来自MCU系统的异步串行数据通过异步串口,送至AT90S单片机,经过单片机软件将异步串行数据转换成同步串行数据,然后等待同步Modem芯片CMX的使能和时钟信号,再发送给同步Modem芯片CMX,经过同步Modem芯片把同步数字信号变为同步模拟信号,又经过放大器和隔离变压器将同步模拟信号通过普通矿用电话线发送出去

接收过程:来自普通矿用电话线的同步模拟信号由于传输介质的衰减,先后经过隔离变压器和放大器,滤掉相互之间的干扰、弥补衰减的信号,接着送至同步Modem芯片CMX的接收端,并将同步模拟信号解调成同步数字信号,再发送给AT90S单片机,经过单片机软件将同步串行数字信号转换成异步串行数字信号,最后经过异步串口发送至MCU系统的接收端。

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