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集中器侧硬件原理图设计
接线图
2023年12月31日 18:30 213
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作者: 德州仪器(TI)电力线载波通信系统应用工程师 Jones Chen
TI集中器设计根据第一章的系统描述，采用ARM9+C2000+AFE031的硬件架构。
硬件设计分为两个板卡，其中载板是由三相耦合电路+AFE031+C2000组成，集中器板卡是由TI的ARM9(AM180x)以及外扩的RAM和Flash构成。集中器板卡和载板通过2个10 pin接插件叠加在一起。
一：PLC模块与集中器的弱电接口描述：
根据Q／GDW 375.2-2009规约，集中器端本地接口模块定义如下：
图1：集中器本地通信模块弱电接口定义（俯视）
集中器端本地接口模块弱电接口引脚定义说明如下：
表1 集中器本地通信模块弱电接口管脚定义说明
序号
管脚名称
功能描述
1、2
DGND
通信电源，集中器提供，直流，电压范围12～15V，最大电流500mA，输出功率不小于4W。
3、4
D12V
5
DCE_RXD
通信模块数据接收（5V TTL电平）
6
DCE_TXD
通信模块数据发送（5V TTL电平）
7
D5V
5V 信号电源 ，直流，最大电流50mA，与D12V电源共地，由模块提供给集中器，用于驱动通信接口的隔离光耦。
8
/SET
通信模块MAC或通信地址设置使能，低电平有效，信号有效时，使能载波模块MAC或通信地址设置。
9
/RST
复位输入（低电平有效）
10
NC
空脚（备用）
11、12
空
空引脚，PCB无焊盘设计，连接件对应位置无插针，用于增加安全间距，提高绝缘性能。
13、14
NC
空脚（备用）
15
TD+
以太网发送（差分线）
16
TD-
以太网发送（差分线）
17
RD+
以太网接收（差分线）
18
RD-
以太网接收（差分线）
19
/LED_ACT
以太网应答指示灯，高电平有效。
20
/LED_LINK
以太网链接指示灯，高电平有效。
21、22
GND
系统地
根据以上的弱电接口定义，PLC载波模块的载板对应接口如下：
图2: PLC模块载波接口定义
二：载波板三相耦合电路描述:
载波板三相耦合电路如下图所示：
图3：PLC模块载板三相耦合电路
图中连接了两个耦合变压器T1和T2，可以根据不同的成本要求和性能要求进行切换。
三：AFE031以及C2000硬件连接
AFE031电路以及C2000部分的电路与表端连接相同。
四：载板与ARM9板卡之间的通信接口
如开篇所述，ARM9集中器板卡是叠加在C2000的载板之上的，两者直接的接口定义如下：
图4：板卡之间的通信接口
其中集中器板卡需要的5V电源由C2000载板提供，C2000与ARM9之间通过串口通信，串口信号为TX_F_C2000和RX_F_C2000。
如果用户已经拥有非TI的ARM9的集中器方案，则根据第一章的描述，两个ARM9之间要通过串口进行通信。在C2000载板上，已经将TX_A和RX_A（5V TTL电平）通过TXB0102芯片转换成TI AMR9支持的3.3V电平，信号分别为TX_3V3和RX_3V3。
五：以太网接口
根据集中器载波模块磨具的要求，以太网口需要布局在C2000的板卡之上。为了适应客户两种不同的设计方案，将以太网原理图设计如下：
图5：以太网电路
此电路客户可以通过S1~S4跳线来选择，以太网输出源为TI的ARM9亦或是非TI的ARM9。
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