電力載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子鐘遠(yuǎn)程同步控制

　　摘要：為了解決當(dāng)前一些重大考試需要懸掛時(shí)鐘的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種新型同步數(shù)字電子時(shí)鐘系統(tǒng)。應(yīng)用電力載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電子鐘的遠(yuǎn)程同步控制。介紹了系統(tǒng)的組成及工作原理，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、低成本的同步控制方案。

　　關(guān)鍵詞：同步時(shí)鐘；電力載波通信；SC1128；PCF8563

　　引言

　　近年來(lái)，隨著電力線載波通信（Power Line CommunicaTIon，PLC）技術(shù)的發(fā)展，電力線載波通信已大量地應(yīng)用于日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中，如電力線上網(wǎng)、電力載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)、家庭自動(dòng)化系統(tǒng)、工業(yè)過(guò)程控制等。

　　電力線載波通信技術(shù)是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和媒體信號(hào)的一種通信方式，該技術(shù)是把載有高頻調(diào)制的信息加載于電流，然后用電力線傳輸，接收信息的適配器再把高頻調(diào)制信息從電流中分離出來(lái)并傳送至計(jì)算機(jī)或其他相應(yīng)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞。由于電力線載波通信技術(shù)以電力線路為傳輸通道，具有較高的傳輸可靠性，較低的線路衰減，以及不需要通信線路建設(shè)的基建投資和日常維護(hù)費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，使得這種技術(shù)變得方便、成本低、易實(shí)現(xiàn)。

　　本文介紹一種基于低壓電力載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的同步數(shù)字電子鐘系統(tǒng)。傳統(tǒng)的時(shí)鐘同步，通常需要到每個(gè)時(shí)鐘處手動(dòng)校準(zhǔn)。這項(xiàng)工作不僅效率低下，而且還存在人為誤差，不能滿足現(xiàn)代化管理的需求。使用基于電力載波通信的同步時(shí)鐘，不僅成本低，而且能夠圓滿地解決上述問(wèn)題。該系統(tǒng)利用低壓供電電路，由主機(jī)發(fā)送時(shí)鐘校準(zhǔn)信號(hào)，由載波通信模塊通過(guò)電力線傳輸，從機(jī)接收信號(hào)后，調(diào)整時(shí)間，實(shí)現(xiàn)電子鐘的同步運(yùn)行。

　　1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　1．1 系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)由兩部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。一部分是同步時(shí)鐘的控制終端，作為主機(jī)系統(tǒng)，另一部分是從機(jī)系統(tǒng)。所有從機(jī)結(jié)構(gòu)都一樣，臺(tái)數(shù)依實(shí)際需要確定，不受限制。系統(tǒng)采用220V低壓供電線路作為通信媒介。主機(jī)及從機(jī)系統(tǒng)主要由單片機(jī)、PCF8563時(shí)間芯片、SC1128擴(kuò)頻載波芯片、輸出功率放大器、帶通濾波器、前級(jí)放大電路、耦合電路、鍵盤陣列輸入、顯示輸出等組成。主機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)采用Atmel公司的AT89S52作為控制芯片，增加RS 232或USB串行接口，以便與PC機(jī)通信。PC機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可與Internet時(shí)間同步，從而使系統(tǒng)能與Internet時(shí)間同步。從機(jī)單片機(jī)采用AT89C2051作為控制芯片。從機(jī)設(shè)置一個(gè)運(yùn)行方式開(kāi)關(guān)，可在同步運(yùn)行方式或獨(dú)立運(yùn)行兩種方式下工作。若工作于同步方式：由主機(jī)發(fā)送時(shí)鐘校準(zhǔn)信號(hào)，由載波通信模塊通過(guò)電力線傳輸，從機(jī)接收信號(hào)后，調(diào)整時(shí)間，實(shí)現(xiàn)電子鐘的同步運(yùn)行。若工作于獨(dú)立方式：從時(shí)鐘芯片PCF8563讀取時(shí)間。用戶可以通過(guò)鍵盤輸入時(shí)間或修改時(shí)間。

　　時(shí)鐘芯片采用Philips公司生產(chǎn)設(shè)計(jì)的PCF8563，PCF8563是低功耗的CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘／日歷芯片，它提供一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)中斷輸出和掉電檢測(cè)器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過(guò)I2C總線接口串行傳遞。