基于TMS320LF2812的电力线通信模拟终端设计

本文叙述的是一个遵从CEA709协议,使用定点DSP控制器(TMS320LF2812),从软件和硬件上来实现电力线调制解调器的系统。文中描述了模拟终端具体的设计方法,而这个终端对稳定的收发运行过程来说是必要的。

　　1 基于CEA709协议的系统框架

　　图1为ANSI/CEA709协议标准的物理框图。

　　图1 CEA709协议物理层框图

　　在轨道交通、网络能源管理、智能楼宇、暖通空调、煤矿安全、能源和环境管理等领域应用广泛的控制网络平台LonWorks成为中国国家标准指导性技术文件。全球的楼宇、家庭、工业和运输自动化业目前大量采用了基于LonWorks平台。LonWorks平台是世界上最大住宅智能电表网络的核心技术平台，被瑞典、荷兰和澳大利亚等国家的住宅和小型商业电表的智能表所采用，而运行在此平台上的协议是美国控制网络标准ANSI/CEA709。目前，已有越来越多的中国生产厂和集成商采用了ANSI/CEA709协议标准，例如在青藏铁路——世界上最长的高海拔铁路列车上，利用LonWorks技术平台，采用ANSI/CEA709协议用于技术监测和控制各种系统，包括监测最先进的旅客用供氧系统。

　　对于图1中的CEA709物理层框图，用DSP来实现CEA709调制解调器功能的系统框图如图2所示。DSP(TMS320F2812)具有150MIPS的计算能力,信号采集使用一个12位片上模/数转换器,其转换速度为12 Msps，DSP提供多PWM来适应电力线调制解调器。

　　图2 系统框图

　　2个片上PWM输出和1个线驱动器用于实现调制解调器的发送功能。一个A/D输入用来采样带通输入端口信号,以此来实现调制解调器的接收功能，带通滤波器实际上是一个离散滤波器。它们和交流阻塞电容、耦合变压器一起完成接口的模拟前端设计。

　　下面主要介绍模拟前端接口的设计过程。

2 模拟前端及接口的实现

　　CEA709通信系统以131.579 kHz载波频率来定义，每个传输数据位由载波频率正弦波上24个周期组成，因此波特率为5.5kbps。每个位段的相位可以设为0°而使该位