ST7540的MAC层通信协议的研究与应用

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1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛ST7540的MAC层通信协议的研究与应用123孙志林包亚萍孙杰（1.南京工业大学信息科学与工程学院江苏省南京市2100092.南京工业大学信息科学与工程学院江苏省南京市2100093.东南大学计算机科学与工程学院江苏省南京市210096）摘要：介绍了电力载波调制解调器芯片ST7540的基本原理，针对广播网络通信信道高噪声特点，给出了ST7540以广播网络为传输通道的主要控制电路和接口电路，参考

2、IEEE802.11对CSMA/CA机制的规定，设计了基于ST7540的MAC层自适应通信组网协议，在列车广播网络通讯应用中验证了该协议的有效性和可靠性。关键词：载波通信；ST7540；CSMA/CA中图分类号：TN915.04文献标识码：BTheResearchandApplicationofCommunicationProtocolofST7540MACLayer123SunZhilinBaoYapingSunjie(1.CollegeofInformationScienceandEngineering

3、,NanjingUniversityofTechnology,NanjingJiangsu210009,China2.CollegeofInformationScienceandEngineering,NanjingUniversityofTechnology,NanjingJiangsu210009,China3.CollegeofComputerScienceandTechnology,SoutheastUniversity,NanjingJiangsu210096,China)Abstract:The

4、basicprincipleofakindofpowerlinecarriermodemchip,namedST7540isintroduced.Inordertoovercomethehighnoiseonthechannelofbroadcastingnetwork,themaincontrolandinterfaceofcircuitofST7540viabroadcastingchannelisproposed,theruleofCAMA/CArestrictedbyIEEE802.11areref

5、erred,theprotocolofself-adaptationcommunicationnetworkbasedonST7540MAClayerisdesigned,thecommunicationapplicationsinvehiclebroadcastingnetworkshowtheproposedprotocolhashighvalidityandreliability.Keywords:CarrierCommunication;ST7540;CSMA/CA引言目前电力线载波技术分为窄带和宽

6、带两大种，ST7540是ST公司最新推出的一种用于电力线载波通信的半双工FSK调制解调芯片，具有即插即用、可靠性高等优点，适合载波频率与带宽满足要求的以电力线或者非电力线为传输通道、对数据传输的实时性要求不高的场合。本文介绍的是以现有广播网络为传输通道的非电力线的FSK通讯。ST7540将调制解调部分和广播网络耦合，实现信号在广播网络上的传输。在发送信号时，ST7540对信号进行滤波处理，滤除一定的噪声如二次谐波，并通过功率放大器使信号有足够的功率耦合到广播网络上；在接收时，对混杂在信号中的噪声进行滤除，并

7、放大信号，然后将信号传送到内置调制解调模块中进行解调。本文主要从两个方面进行阐述：①ST7540接口电路设计②MAC层自适应通信组网协议。1ST7540接口电路设计ST7540作为具有代表性的窄带通讯芯片，接收灵敏度为250µV，内部集成了电力RMS线驱动接口、片内运算放大器、可编程控制寄存器、+5V线性电源，并且提供8工作频段、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛电压控制、电流控制、过零检测、载波侦测、看门狗、过热保护等功能，可

8、编程通信速率可达4800bps。通过串行通信或SPI接口,可以与微处理器相连接；通过耦合变压器等少量外部器件即可连接到电力网中。图1给出的是ST7540与MCU（C8051F340）和广播网络的外围接口电路。其工作原理为：当RxTx=1，ST7540为接收模式，此时芯片读取RX_IN脚上的信息，经内部前置滤波器滤波，再将信号放大，经中频滤波器再次滤波，滤波后的信号进入解调器解调，最后通过数字滤波器由RxD脚将信号