KQ-300电力载波数据收发模块

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。在使用前请详细阅读（有关KQ-100系列载波模块设计上应注意的几个问题）

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。

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。

    本公司在通讯中使用同步码为EBH，90H，FEH三个同步码。在实际使用中能非常可靠地工作。

    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:   jb rxd,eti01   ;100BPS接收抗干扰滤波

        inc bufl

        inc bull

        jb 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

        jb csbz,eti02

        mov bufh,#0

        mov bufl,#0

        jmp etior

eti02:  jb 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 

附2:KQ-300外部电路图

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KQ-2与KQ-3，L1与KQ-4(A)可以互换。未标明高频变压器为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。