PL2102--功能特征
PL2000A/B 是专为电力线通讯网络设计的半双工异步调制解调器，是PL2000 的升级产品。

它仅由单一的 +5V 电源供电，以及一个外部的接口电路与电力线耦合。

PL2000A/B 除具备原有系统基本的通讯控制功能外，还内置了四种常用的功能电路：32 Bytes SRAM，电压监测，看门狗定时器及复位电路，它们通过标准的 I2C接口与外部的微处理器相联。

PL2000B内建高灵敏度放大器及四象限模拟乘法器，进一步提高了集成度（无需外部模拟混频器）。

PL2000A/B 是特别针对中国电力网恶劣的信道环境所研制开发的低压电力线载波通信芯片，低信噪比数据传输性能比 PL2000 有了大幅度的提高，同时将数据传输速率提升一倍。

由于采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术，以及大规模数字 /模拟混合 0.5um CMOS 工艺制作，所以在抗干扰、抗衰落性能以及国内外同类产品性能价格比等方面有着更加出众的表现。

■0.35um CMOS 数摸混合集成电路
■直序扩频半双工异步调制解调器
■二相相移键控，120KHz载频，带宽15KHz，传输速率500 bps
■接收灵敏度：100μVRMS
■15位伪码长度,可编程同步捕获门限
■I2C串行通信接口
■32Bytes SRAM (电池维护)
■可编程实时钟(秒/分/时/日/月/星期/年) (电池维护),支持数字频率校正
■上电复位/电压监测电路及看门狗定时器
■单+5V供电，I/O 口带 2500V ESD 保护
■工业级温度标准: -40ºC ~ +85ºC
■SOP20 / SOP24 / SOP28 封装
典型应用图：
基于PL2101的单片机低压电力线载波通信接口扩展
发布:2011-09-05 | 作者: | 来源: menglongfei | 查看:328次 | 用户关注：
本文介绍了低压电力线通信接口芯片PL2101与MSP430F149的接口。

早期的低压电力线载波通信芯片的接口电路相对复杂、抗干扰能力差，且多为国外产品，性价比低，因此，单片机系统较少采用低压电力线载波通信。

随着通信技术的发展，新型低压电力线载波通信接口芯片解决了以上缺点，使得单片机系统采用低压电
力线载波通信变得简单易用。

PL2101简介PL2101采用二相相移键控，载波频率120KHz，带宽15KHz，传输速率500bps。

它由单一的+5V电源
本文介绍了低压电力线通信接口芯片PL2101与MSP430F149的接口。

早期的低压电力线载波通信芯片的接口电路相对复杂、抗干扰能力差，且多为国外产品，性价比低，因此，单片机系统较少采用低压电力线载波通信。

随着通信技术的发展，新型低压电力线载波通信接口芯片解决了以上缺点，使得单片机系统采用低压电力线载波通信变得简单易用。

PL2101简介
PL2101 采用二相相移键控，载波频率120KHz，带宽15KHz，传输速率500bps。

它由单一的+5V电源供电，与单片机的接口简单，外围模拟发射/接收电路也较简单，工作时无需外接模拟混频器。

PL2101内置有5种实用的功能电路：时钟电路、32 Bytes SRAM、电压监测、看门狗定时器及复位电路。

其中，时钟与SRAM 在主电源掉电后可由3V备用电池供电继续工作。

采用PL2101扩展单片机低压电力线载波通信接口
硬件电路设计
PL2101 的半双工收发控制端、HEAD(数据同步端)、RXD_TXD (半双工数据收发、数据输入/输出端)引脚用于与单片机、DSP处理器收发数据，实现低压电力线载波通信功能；PL2101内部的寄存器采用标准I2C接口(由SCL、SDA引脚组成进行操作；另外，PL2101的 WDI(看门狗计数器清零输入端)、 RESET(上电及看门狗计数器溢出复位输出端)和PFo(电源掉电指示端)用于单片机对PL2101的工作状态监测。

采用PL2101为 MSP430单片机扩展低压电力线载波通信接口的原理如图1所示。

图中只画出了PL2101和MSP430F149的接口部分，PL2101的外围模拟发射/接收电路可参考芯片手册的典型电路。

使用MSP430F149的P1口与PL2101的8个引脚连接。

使用MSP430F149具有中断功能的 P1口的引脚P1.6连接HEAD，以实现在中断方式下发送/接收PL2101的数据；由于MSP430F149未集成I2C总线接口，因此， MSP430F149通过P1.2、P1.3引脚软件模拟I2C时序来访问PL2101的内部寄存器；另外，由于MSP430F149采用3.3V逻辑电平，PL2101采用5V COMS
逻辑电平，因此不能直接连接引脚，需要进行电平转换。

数据收发软件设计
MSP430F149只需对P1口操作就可以通过PL2101进行数据收发，实现与其它单片机的低压电力线载波通信。

单片机对PL2101的发送/接收数据工作时序如图2所示。

当PL2101相对单片机处于发射态时，PL2101由 HEAD的上升沿对内部解调的数据进行锁存输出，外部
单片机可在HEAD的下降沿后读取PL2101从电力线接收到的数据。

而当PL2101处于接收态时，PL2101在 HEAD的上升沿对RXD_TXD的数据进行锁存，可让外部单片机在 HEAD的下降沿后将数据置于RXD_TXD引脚，由PL2101发送到电力线上。

MSP430F149接收数据流程如图3所示。

程序采用子程序形式，采用中断方式接收数据。

MSP430F149发送数据流程与接收流程相似，可以看出，通过PL2101发送/接收数据的软件设计比较简单。

PL2101配置及监控软件设计
PL2101 的配置通过对其内部寄存器的操作来实现。

PL2101上电复位后，除写保护寄存器外，其它寄存器均处于写保护状态。

单片机系统对PL2101上电复位后，应先向PL2101的写保护寄存器写1xxx xxxx B以打开写保护，再按电网特性向捕获门限寄存器写入相关数据来配置PL2101。

外部单片机读写PL2101内部寄存器时，先产生起始位启动I2C总线，根据芯片要求，外部单片机须发出器件代码(1011000，高7位)和读写控制位(0，表示写，最低位)，当数据正确时，PL2101将发出第1个确认位，外部单片机读出后再发出读写地址，然后外部单片机等待PL2101发送第2个确认位。

外部单片机读出PL2101发出的第2个确认位后，如果要向PL2101内部寄存器写一个字节时，则可直接发出数据，当PL2101接收完发出第3个确认位后，外部单片机则应发出停止位结束写操作。

MSP430F149写PL2101内部寄存器操作流程如图4所示。

也采用子程序形式。

I2C 总线时序请参考有关资料，本文不作讨论。

外部单片机读出PL2101发出的第2个确认位后,若要读PL2101内部寄存器的一个字节，必须再次发出一个总线起始位、发出一次器件代码和读写控制位 (1表示读)，PL2101收到后将在发出第3个确认位后接着发送8位数据，由外部单片机接收。

外部单片机接收完后，可发出一个不确认位和结束位结束读操作；如果外部单片机发出确认位，则PL2101将发送下一个地址的寄存器数据，直至外部单片机发出一个不确认位和结束位结束读操作。

PL2101监控部分的软件设计比较简单，只需定时清PL2101的WDI引脚和扫描PFo 引脚就可实现，对RST操作可使PL2101恢复正常工作状态。

结语
对于单片机系统的通信，除广泛应用的RS-232、485等方式外，采用基于新型接口芯片的低压电力线载波通信也是一个不错的选择。

参考文献
1魏小龙.MSP430系列单片机接口技术及系统设计实例.北京:北京航空航天大学
出版社,2002.
2 北京福星晓程电子科技股份有限公司.PL2101芯片手册.。