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扩频通信芯片使用说明书

SC1128扩频通信芯片使用说明书

1.概述：

SC1128电路是面向低速率通信市场需要而开发研制的专用扩频调制／解调器电路。

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，因此该电路应用在电力线通讯方面具有较强的抗干扰及抗衰落性能。

SC1128电路内部集成了扩频器、D/A和A/D转换器、输出驱动器、输入信号放大器、工作电压检测器、看门狗电路、串／并接口电路，使得该电路在多功能小型系统应用中可以降低系统的成本，提高系统的功能和性能。

该芯片是采用CMOS技术设计的数模混合电路。

2.功能特点：

●直接序列扩频技术，抗干扰能力强；

●发送信号由D/A转换器及正弦缓冲器输出，谐波成份少，不用外加复杂的滤波网络就能轻易满足谐波要求较高的电力线通信；

●输入信号放大器，对输入信号进行前置放大，提高输入信号的信噪比；

●内置看门狗电路，防止系统出现程序混乱；

●内置电子表电路（24小时制），满足对不同时间段记费率的要求（支持掉电工作方式）；

●内置串行半双工同步传输通讯接口,方便与MCU之间的控制命令和数据交换；

●63位扩频码,5.75Kbps数据速率；

●捕获门限值从450～3100由软件任意设定；

●片上功率放大器的设置为产品设计提供了方便；

●内置64字节SRAM存储器（支持掉电工作方式），为系统提供数据暂存；

●提供QFP-44封装形式；

●单+5伏电压工作；

3.应用范围：

●民用电力线载波集中抄表系统（分时记度表）；

●水、气、采暖计量表的远程抄表及控制。

●智能大厦以及楼宇自动控制；

●家用电器、家庭照明的集中监控。

●有线、专线、无线通信。

4.逻辑框图:

5.

电路引脚图：

图1电路引脚图

6.引脚定义（顺序和符号）及简单说明：

表1

序号

符号

简单说明

1~4

NC

无连接

5

GND

数据地

6~9

NC

无连接

10

GNDA

模拟地

11

CAP2

模拟滤波电容2

12

V+

一级放大器输入V+端

13

V-

一级放大器输入V-端

14

VOUT

一级放大器VOUT输出端

15

Vi1

二级放大器输入端

16

VO1

二级放大器输出端

17

Vi2

三级放大器输入端

18

VO2

三级放大器输出端

19

RECV

数据比较输入端

20

CAP1

滤波电容１

21

VDDA

模拟电源

22

GNDP

发射输出驱动器地

23

SINOUT

发射输出（模拟正弦）

24

SEND

发射输出（数字）

25

VDDP

发射输出驱动器电源

26

CP6M

６兆赫兹时钟输出

27

CP12M

12兆赫兹时钟输出

28

VDD

数字电源

29

CPOUT

电路工作主时钟晶体振荡器输出端（24MHZ）

30

CP

电路工作主时钟晶体振荡器输入端（24MHZ）

31

NC

无连接

32

NC

无连接

33

SPLDOG

看门狗输入端。

当大于768mS此端无高低变化输入，RESET输出768mS高，256mS低的周期变化。

34

RESET

报警输出端。

当大于768mSSPLDOG端无高低变化输入,则输出报警。

此端为开漏输出结构。

35

SR

发射／接收控制端。

0为接收，1为发射。

36

SYN

发射／接收同步端。

发射或接收同步后产生同步脉冲。

37

TX

发射／接收数据端（双向端口）

38

LINE

设置数据及状态的输入／输出端（双向端口）

39

SETCLK

同步设置时钟输入端（MCU对本电路设置）

40

CS

设置片选输入端（MCU对本电路设置）

41

NC

无连接

42

VDDT

内置电子表电源输入端

43

CP32OUT

内置电子表晶体振荡器输出端（32768HZ）

44

CP32

内置电子表晶体振荡器输入端（32768HZ）

7.电路工作状态设置说明：

7.1MCU对电路的设置（读或写）：

MCU对电路的设置是通过CS,SETCLK和LINE三端进行的。

其中CS为片选输入端，SETCLK为设置同步时钟输入端，LINE为串行数据输入或输出端（双向端口）。

MCU对电路的设置（读或写）是统一的数据格式即每次读或写都是由两个字节（控制字和数据位）完成的，其格式说明如图2：

图2　　　MCU对电路的设置示意图

MCU对电路设置（读或写）时要向电路的CS端给出低电平，再向电路发出同步脉冲SETCLK，在同步脉冲的控制下首先向LINE端串行给出8位控制字，即先由高到底分别给出六位（A5~A0）地址，再给出读／写控制位（第七位）和空操作位（第八位）；然后再给出8位数据。

＊＊＊特别要注意的是LINE端为双向端口，当MCU给出的8位控制字中的第七位（读／写控制位）为0（读操作）时，电路在第七位的下跳沿将把LINE端由输入状态变为输出状态，因此MCU在对电路进行读操作时一定要在第七位的下跳沿之前将MCU端的输出状态（对应电路的LINE端子）改为输入状态。

7.2MCU对SRAM的读／写：

由于控制字的地址A5~A0只有六位，可寻址范围是64。

电路内部实际上只有60X8位SRAM，其地址范围000000~111011。

另四位分别是工作状态寄存器、电表功率集中器（8位只读）、内部电子表的高八位和低八位。

因此，对电路内部60X8位SRAM的读写操作同样是按照图２的格式先给出地址再给出读或写操作位和空操作，最后给出写入SRAM的数据或读出SRAM内的数据。

SRAM支持掉电工作方式，若系统出现掉电情况则在VDDT电源端的维持下可以保持SRAM内的数据不丢失。

因此可为小型应用系统提供数据暂存避免系统突然掉电而丢失一些关键数据。

7.3MCU对工作状态寄存器读／写：

工作状态寄存器（地址：

111101）的每一位分别控制着电路不同的工作状态，具体格式如图3：

图3　工作状态寄存器示意图

对工作状态寄存器的设置可以得到多种工作状态。

通信速率快慢和捕获门限的大小。

工作状态寄存器的S1和S0是控制通信速率快慢的，由这两位可以选择四种通信速率值。

见下表3：

表3通信速率的设置

S1

S0

通信速率（PN码63）

备注

0

0

6K

单周波

0

1

3K

双周波

1

0

1.5K

四周波

工作状态寄存器的D4~D0是控制捕获门限设置值的。

在使用中可根据通讯环境的实际情况来选择不同的捕获门限值以达到比较好的通信效果。

在设置捕获门限值时要特别注意与通信速率值的配合，否则将因为设置的捕获门限值过大而出现无法同步的结果。

捕获门限值共有32个基本数值可以选择，捕获门限设置值与捕获门限的具体对应的数值见下表：

表4捕获门限设置值（D5~D0）

二进制

十六进制

十进制

10000

10H

450

10001

11H

550

10010

12H

660

10011

13H

750

10100

14H

890

10101

15H

1128

10110

16H

1300

10111

17H

1490

11000

18H

1780

11001

19H

2180

11010

1AH

2680

11011

1BH

3100

表５SRAM地址表（A5~A0）

地　　址（A5~A0）

说　　明

000000~111011

SRAM1~60位

111100

保留位

111101

状态寄存器

111110

电子表低八位

111111

电子表高八位

7.4MCU对内置电子表的读写：

内置电子表分为低八位和高八位（地址：

111110和111111），电子表是24小时制式。

MCU可以分别对电子表的高八位和低八位进行读写。

特别需要注意的是写入电子表的数值是以两秒为增量值计时的。

写入电子表的最大数值是24小时，换算成秒就是24小时=86400秒，86400秒/2=43200就是写入电子表的最大数值（在电子表内43200代表24小时）。

例如要给电子表设置时间为一小时十分，必须先将一小时十分换算为秒即1：

10=4200秒然后将4200秒除2得到2100数值，再将2100换成二进制：

00001000（高八位）和00110100（低八位），最后由MCU分别将其写入电子表。

从电子表内读出的数值也要经过反向计算得到实际的时间值。

例如从电子表内读出的数值是10101000（高八位）和10111111（低八位），换算成十进制等于43199，再将43199乘2得到86398，再将86398换算成24小时制就得到23小时59分58秒。

需要注意的是写入电子表的数值不能大于24小时即43200（十进制）或A8C0（十六进制）或10101000（高八位）和11000000（低八位），当写入的数值大于24小时电路内部将把此无效值作为零来处理即电子表将从零点时刻开始走时。

8MCU与电路设置工作的时序示意图：

MCU对电路的设置是通过CS,SETCLK和LINE三端进行的。

其中CS为片选输入端，SETCLK为设置同步时钟输入端，LINE为串行数据输入或输出端（双向端口）。

MCU对电路的读写时序见图5：

图5MCU对电路的读写时序（波形图）

注意1：

电路的LINE端为双向端口，当MCU给出的8位控制字中的第七位（读／写控制位）为0（读操作）时，电路在第七位下跳沿将把LINE端由输入状态变为输出状态，因此在MCU对电路进行读操作时一定要在第七位的下跳沿之前将MCU输出端（对应电路的LINE端子）改为输入状态，否则将出现MCU与LINE端输出冲突。

注意2：

当MCU对电路进行输入操作（写入控制字或写入数据）时，MCU对电路的LINE端给出的数据是在SETCLK的下降沿变化，电路在SETCLK的上升沿将数据锁存。

而当MCU对电路进行读操作（读出数据）时，电路在SETCLK的上升沿将数据输出到LINE端，MCU应在SETCLK的下降沿将数据读入。

具体时序见图5中MCU对电路的读时序波形图。

9上电复位和系统监测（看门狗）：

SC1128内部监测部分是由上电复位电路和看门狗电路所组成。

与这个部分有直接关系的电路引出端是SPLDOG（看门狗输入端）和RESET（报警输出端）。

当出现系统程序不正常时，RESET将输出连续的报警波形（占空比是768mS高电平，256mS低电平）。

如果在电压都正常的情况下看门狗输入端SPLDOG长时间没有输入高低电平变化（时间大于768mS），报警输出端RESET将输出连续的波形（占空比是768mS高电平，256mS低电平）。

10发射和接收时序：

发射或接收数据是通过SR（发射／接收控制端）、TX（发射／接收数据端）和SYN（发射／接收同步脉冲端）三个端进行的。

SR=0电路处与接收状态，SR=1电路处与发射状态。

发射状态：

当SR=1，发射／接收同步脉冲端SYN输出同步脉冲，当电路处于发射状态时，电路内部在SYN的上升沿对TX端输入的数据进行锁存，所以外部MCU应当在SYN的上升沿保持TX端的数据不变化而在SYN的下降沿可以给出发射的数据。

具体时序见图6。

图6发射时序波形图

接收状态：

当SR=0，电路处于接收态，SYN端不会输出同步脉冲，只有当电路接收的数据与本电路“同步”之后，SYN端才能输出同步脉冲。

SYN端输出上升沿时从TX端输出的数据可以发生变化并一直保持到下一个上升沿，因此MCU在SYN同步脉冲的下降沿从TX端读出数据。

具体时序见图7。

在图7中当SR刚为低电平时，SYN输出为低电平。

这时在TX端读出的为无效数据，经过几毫秒之后（要根据通讯环境干扰程度的大小和电路的设置状态决定）SYN输出同步脉冲，这时在TX端读出的为有效数据。

图7接收时序波形图

11电特性：

电路的基本电参数见表6：

表6电特性　（VDD=5V，TA=工作环境温度）

名　　称

符号

条　件

-20≤TA≤85℃）

规　范　值

单位

最小

最大

V

输出高电平

VOH

IOH=-20μA

VIH=3.15VIL=0.8V

4.8

-

IOH=-4.0mA

VIH=3.15VIL=0.8V

4.2

-

输出低电平

VOL

IOH=20μA

VIH=3.15VIL=0.8V

-

0.2

IOH=4.0mA

VIH=3.15VIL=0.8V

-

0.45

输入高电平

VIH

VOUT=0.45V或4.2V

3.15

-

输入低电平

VIL

VOUT=0.45V或4.2V

-

0.8

输入漏电流

II

VI=VDD或GND

-

±2.0

μA

静态电源电流2

IDDT

电子表工作电流

5

50

输出驱动电流

IDRV

SINOUT输出端

5

15

mA

静态电源电流1

IDD

VI=VDD或GND，

IO＜10μA

3

10

输入电容

CI1）

TA=25℃

-

10

PF

输出电容

CO1）

-

10

工作频率

FT

外接晶体

24

36

MHz

12电路封装形式及外型尺寸：

电路的封装形式及尺寸见图8所示

图8封装形式及外型尺寸

13应用举例: