智能家電串行接口電路設(shè)計(jì)指南 —電路圖天天讀（81）

　　目前，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，借助飛速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，人們可以足不出戶地縱覽全球。為了適應(yīng)信息化的需求，科研機(jī)構(gòu)將智能化的理念引入小區(qū)管理，并進(jìn)一步引入家庭，從而產(chǎn)生了智能家電的概念。將手機(jī)通信和以太網(wǎng)通信技術(shù)引入智能設(shè)計(jì)，恰好利用了現(xiàn)有的良好的通信條件，使在外的業(yè)主能及時(shí)了解家中的安全，提高業(yè)主的安全感，而且通過手機(jī)實(shí)時(shí)控制家電，提高了業(yè)主生活的舒適度。

　　家電控制板

　　家電控制板采用AT89C51為控制核心。擴(kuò)展板的元件布局如圖2-3所示，其上有四盞LED分別模擬四種家電，三個(gè)按鈕模擬三種傳感器。其中四盞LED分別連接單片機(jī)的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3；三個(gè)按鈕分別連接P2.0、P2.1、P2.2。

　　圖2-3　家電控制模塊

　　串行端口電路

　　家電控制板采用串口與XSBase270實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行通信，其采用了經(jīng)典的兼容RS-232標(biāo)準(zhǔn)的MAX232芯片作為串口的電平轉(zhuǎn)換芯片。電路的連接如圖2-4所示：

　　圖2-4　家電控制板串行接口電路

　　其中2腳RxD為接收引腳，3腳TxD為發(fā)送引腳，GND為信號地引腳。一般情況下普通串口只接這幾個(gè)引腳；特殊的串口，如藍(lán)牙串口除接上述的三個(gè)腳之外，還接了DSR引腳和CTS引腳，是因?yàn)樗{(lán)牙串口的數(shù)據(jù)流輸出采用這兩個(gè)腳的信號控制；而其他引腳是跟MODEM相關(guān)的。在智能家居系統(tǒng)中，家電控制板接普通串口，GSM模塊接藍(lán)牙串口。

　　RS-232信號相對于信號地而言，在正負(fù)電平之間擺動(dòng)。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端輸出的正電平在+5V到+15V之間，負(fù)電平在-5V和-15V之間。無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為TTL電平。接收器典型的工作電平在+3V~+12V與-3V~-12V。由于發(fā)送電平和接收電平的差僅為2~3V左右，所以其共模抑制能力差，加上雙絞線的分布電容，信號傳輸距離最大為15m，最高速率為20kb/s。

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　　MAX232包含2個(gè)驅(qū)動(dòng)器、2個(gè)接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路，提供TIA/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5V TTL/CMOS電平。每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。

　　家電控制電路

　　圖2-7 模擬家電控制電路

　　家用電器控制的接口電路如圖2-7 所示，K1～K4 為繼電器，分別控制四路家電的閉合和斷開，Q1～Q4 為繼電器線圈電流驅(qū)動(dòng)，電路由單片機(jī)的P1口進(jìn)行控制，DD1～DD4 發(fā)光二極管用于顯示某路控制電路的工作情況，主要為了調(diào)試電路而設(shè)置。

　　傳感器接口電路

　　圖2-8 傳感器接口電路圖

　　煙霧、煤氣泄漏、紅外等這些傳感器的報(bào)警信號通過光電耦合接入單片機(jī)的P2 口，如圖2-8 所示，在傳感器沒有報(bào)警信號時(shí)，光電耦合芯片處于截止?fàn)顟B(tài)，與之相接的單片機(jī)端口為低電平；當(dāng)傳感器有報(bào)警，傳感器輸出高電平，此時(shí)光電耦合芯片導(dǎo)通，與之相接的單片機(jī)端口為高電平，由單片機(jī)對報(bào)警信號進(jìn)行采集并做出相應(yīng)處理。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評分析：

　　本文提出了基于嵌入式系統(tǒng)ARM10的智能控制平臺的設(shè)計(jì)，功能包括了短信控制家電，傳感器探測非正常環(huán)境并且通過手機(jī)短信告知業(yè)主，以及以太網(wǎng)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控等功能。使用標(biāo)準(zhǔn)串口線連接家電控制板與PC機(jī)。使用“串口調(diào)試助手”軟件進(jìn)行對串口的讀寫操作。往家電控制板輸入形如“%0001”的字符串，觀察是否能啟動(dòng)對應(yīng)的LED。同樣的，按對應(yīng)的“傳感器”按鈕，觀察PC機(jī)是否能收到正確的字符串。經(jīng)過測試，家電控制板能夠正常運(yùn)行。
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