KQ300电力载波模块

　　KQ-300是单列11针小体积高性能载波数据收发模块.有多种规格供选用, 当初是为电量表自动抄收系统而特别设计和开发的,同样也适用于其它应用领域.

　　一,KQ-300系列性能:?

　　1.小体积厚膜集成模块,外型尺寸为30×15×15毫米(L×D×H),单列11脚引出,脚间距0.1英寸.?

　　2.工作频率125～131KHZ,波特率0—4800bps可由用户调整.?

　　3.温度范围:-25℃～+55℃ 湿度≤90%?

　　4.供电电源:DC +5V±5% Imax≤50mA?

　　其余与KQ-100,KQ-200相同?

　　二,规格及型号:?

　　KQ-300XXX:?

　　300后第一个字母定义为:?

　　A:标准型?

　　B:增强型,高信噪比?

　　300后第二个字母定义为:?

　　S:单路载波输出(方波)?

　　D:双路载波输出(方波)?

　　O:内部带有振荡电路,只需外接振荡晶体?

　　300后第三个字母定义为:?

　　T:标准功耗:50mA,5VDC?

　　L:低功耗:20mA,5VDC?

　　例如:KQ-300AST为通用单路输出,功耗为50mA的模块.非批量订货用户均供应KQ-300AST

　　三,KQ-300引脚说明?: 正面从左至右为1～11脚:

　　KQ-300

　　┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃│

　　1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

　　1P—OTX1,载波信号输出?

　　2P—OSC2,时钟反相输出;在双路输出时为OTX2(仅限KQ-300×D×),即载波信号输出端(与

　　OTX1配对)?

　　3P—OSC1,时钟输入?

　　4P—TX,调制数据输入,接单片机TXD?

　　5P—R/T,收发状态控制端,低电平发送,高电平接收?

　　6P—DGND,数字电路共地点?

　　7P—VCC,+5V?

　　8P—RX,解调后的数据输出端,接单片机RXD?

　　9P—VAD,模拟电路电源?

　　10P—AGND,模拟信号共地点?

　　11P—IRX,载波信号输入?

　　四,KQ-300与外电路的连接:?

　　1.外接石英晶体振荡电路:?

　　OSC1端为11.0592MHZ时钟输入端(TTL电平).OSC2端为11.0592MHZ时钟反相输出端.当用单片机连接时,可用单片机输出的11.0592MHZ时钟信号作为模块时钟信号输入接至OSC1.KQ-300×D× 无OSC2端(第2脚),该脚改为载波输出端2.外接时钟可参考下列电路.

　　外时钟输入

　　单片机时钟输入

　　时钟振荡器参考电路 KQ-300XOX 振荡电路

　　对于KQ-300XOX,OSC1与OSC2之间可按上图接入11.0592MHZ石英晶体.作为模块工作频率.

　　2.VAD与AGND之间应接入一个大于470UF的电容,保证内部模拟电源上的纹波小于2mv.提高内部灵敏度,VAD与+5V之间模块内部串联-只限流电阻,VAD不需外部提供电源.?

　　OTX1为信号125KHZ-131KHZ载波频率输出.?

　　OTX2为信号125KHZ-131KHZ反相载波频率输出.

　　注意:OTX1,OTX2为方波输出,用户可直接驱动开关三极进行功率放大,这样做成本低,但效率低,功率小,另一种方案将OTX1输出信号变换成正弦波,再放大,再驱动,这样做线路复杂,成本高,但效率高,输出功率大.?

　　OTX1变正弦波参考电路如下:?

　　KQ-300所有电路为CMOS型,用户在使用时不要带电拔插,应防静电,以免损坏内部芯片.在焊接时,应使用防静电电烙铁.KQ-300保护电路如下图供参考:

　　此外,R/T,TX,OSC1引脚不能直接接+5V,这样有可能永久损坏本模块.对于连接R/T,TX,RX信号单片机,如果芯片内部有电压箝位二极管,则R/T,TX不需外接1N4148.+5V端加一只SA5.0瞬变抑制二极管可以抑制模块在发送时发射至电力线的载波信号,防止该信号反馈至+5V电源所产生的高频脉冲超过6V而损坏模块内部芯片.1Ω-3Ω限流电阻主要对SA5.0瞬态管起限流保护作用.R/T,TX端加4.7K提升电阻将保证模块内部工作稳定,降低功耗.?

　　AGND与DGND由用户在外部布线时一点连接,OTX可提供3mA的负载驱动能力.?

　　五,KQ系列模块编程注意事项?

　　本模块使用透明工作方式,在编程时毋需对模块初始化,通讯时和普通RS-485方式类同.但是,由于电力线上负载比较多,电器所产生的谐波也就无法避免地耦合到电力线上,本模块是高灵敏度的载波模块,在所有载波模块都处于接收状态时,电力线上就会全部被电器所产生的谐波所覆盖,这时,模块将解调出噪声数据从RX端输出.?

　　一般来说噪声数据在一定范围内变化,如在EOH-FFH之间或7OH-90H之间出现,由此用

　　户在编程时应加以考虑.以下方案供用户参考:?

　　1.引入同步码,用户在编程时,当接收到同步码时才开始对下面的数据正式接收?

　　2.在模块发送时,R/T要提前变成低电平,一般提前一个字节的发送时间,1200bit提前8.33ms,100bit提前100ms.

　　3?在发送完毕时,一定要等到数据完全移位发送完所有位的数据所才将R/T置高电平.如51系统单片机,用户检测到TI标志为1时,则认为数据已完全发送完毕,这是错误的.其实这仅表示单片机已可以处理下面欲发送的数据,而当前数据并未完全移位送出,这一点请用户注意.?

　　由于电力线上干扰比较严重,在模块通讯较远,接收到干扰信号大干接收信号时,用户可通过编程软件滤波方式,提高数据通讯距离及可靠性.编制设想:如100bit,发位1位需10ms.编程定时中断每277.78us中断1次(对89c2051,在11.0592M晶体下,每256个机器周期中断1次).那么在传送一位时间内,中断36次.每次中断对RXD采样一次,分别对1或0计数,当0和"1"总计数为36时比较1和0的计数值,谁的数计得多就以谁为这一次接收到的数据位.?

　　附1:100bit软件滤波程序

　　;100BPS 一个起始位,八个数据位,一个停止位

　　main equ 30h

　　IRQ0 EQU 3

　　time0 equ 0bh

　　time1 equ 1bh

　　sioo equ 23h

　　stk equ 5fh

　　cseg

　　org 0

　　jmp main

　　ORG IRQ0

　　ORG TIME0

　　JMP EXT0

　　org time1

　　JMP EXT1

　　ORG SIOO

　　JMP ES00

　　;主程序

　　org main

　　mov sp,#stk ;初始化,设置定时器,中断

　　mov a,#0ffh

　　mov tmod,#12H ;定时器0为方式2

　　MOV TH0,#0H

　　mov tl0,#0

　　SETB TR0

　　SETB EA

　　SETB ET0

　　setb r100

　　;定时器中断程序(每256*1.08uS中断一次)

　　EXT0: PUSH PSW

　　PUSH ACC

　　PUSH DPH

　　PUSH DPL

　　SETB RS0

　　CLR RS1

　　excn: *** rxd,eti01 ;100BPS接收抗干扰滤波

　　inc bufl

　　inc bull

　　*** csbz,eti02 ;可以正式接收到起始位转eti02

　　eti1c: mov a,bufl

　　cjne a,#3,eti03

　　eti03: jc etitr

　　setb csbz

　　mov bufh,#0

　　jmp etior

　　eti01: inc bufh

　　mov bull,#0

　　*** csbz,eti02

　　mov bufh,#0

　　mov bufl,#0

　　jmp etior

　　eti02: *** csbb,eti04 ;可以正式接收数据转eti04

　　jmp eti10

　　eti04: mov a,bufl ;接收数据

　　add a,bufh

　　cjne a,#36,eti21

　　eti21: jc etior

　　mov a,bufl

　　cjne a,bufh,eti22

　　eti22: mov a,rbuf

　　rrc a

　　mov rbuf,a

　　mov bufh,#0

　　mov bufl,#0

　　mov bull,#0

　　dec rbcn

　　mov a,rbcn

　　jnz etior

　　setb rri

　　mov rsbf,rbuf

　　clr csbb

　　clr csbz

　　jmp etior

　　eti10: mov a,bufl ;判断起始位

　　add a,bufh

　　cjne a,#36,eti11

　　eti11: jc eti12

　　mov a,bufl

　　cjne a,#19,eti18

　　eti18: jnc eti19

　　mov bufl,bull

　　clr csbz

　　mov bufh,#0

　　jmp eti1c

　　eti19: mov bufh,#0

　　mov bufl,#0

　　mov bull,#0

　　setb csbb ;接收数据标志置位

　　mov rbcn,#8

　　jmp etior

　　eti12: mov a,bufl

　　cjne a,#7,eti14

　　eti14: jnc etior

　　cjne a,bufh,eti13

　　eti13: jnc etior

　　mov bufl,bull

　　mov bufh,#0

　　clr csbz

　　jmp eti1c

　　etior: mov a,bftm

　　jz etirr

　　jmp et025 ;100BPS接收抗干扰滤波

　　etirr: MOV A,RCON

　　JNZ EXTT3

　　MOV RTIM,#0

　　SETB RLED

　　ET025: POP DPL

　　POP DPH

　　POP ACC

　　POP PSW

　　RET

　　发送与接收分别使用不同耦合变压器(推挽驱动)

　　此方式接收灵敏度高,抗干扰能力高,发送功率大.KQ-2与模块IRX端连线应尽可能粗而短.

　　注意:图中L1为KQ-4A.未标明的高频变压器为KQ-5.

　　调试方法:

　　1.发送调试:在KQ-300模块R/T端送低电平,TX端送600HZ方波电平.用3Ω电阻作负载连结到发送的AC两端,用示波器检测电阻两端幅度,应观察有两个正弦波频率信号.调整KQ-4使示波器观察到的两个不同频率波形的幅度相等,并且最大.

　　2.接收调试:将上述已调好发送的电路板的AC两端接至另一待调电路板的两个AC端.在待调电路板上:KQ-300模块R/T端接高电平,调节KQ-1初级线圈电感量至1.5mH左右.用示波器检测KQ-300模块IRX和AGND两端的幅度,调节KQ-2在示波器上观察到的两个不同频率波形的幅度相等,并且最大.观察RX端应有600HZ方波输出.