利用單片機模擬信息家電的通用設(shè)計方案

6 模擬系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

　　6.1 添加外圍硬件電路

　　本文選擇PC機和SX52作為模擬實現(xiàn)信息家電和家庭網(wǎng)關(guān)交互的平臺是非常合適的，因為我們利用其用戶試驗區(qū)模塊擴展外圍模塊電路（如電風扇遙控模塊）模擬信息家電，以實現(xiàn)通過遠程終端（Web瀏覽器或者專用控制客戶端）對信息家電的控制，本文只討論利用嵌入式Web服務器，通過Web頁面的方式實現(xiàn)對家電的遠程控制這一方式。在板上添加了電風扇遙控發(fā)射電路（主芯片CS5104），由主CPU直接控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對電風扇的遙控功能，同時為了了解開發(fā)系統(tǒng)遙控效果，還添加了遙控接收電路（主芯片CS8206），可以響應發(fā)射電路的遙控信號。還添加了遙控接收端狀態(tài)LED（12只）用于顯示電風扇狀態(tài)。硬件構(gòu)成框圖如圖2所示，本文只給出包含電風扇模塊的框圖，添加其它模塊類似。

　　6.2 軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

　　通過瀏覽器的web頁面控制信息家電，首先要定義控制協(xié)議，讓從網(wǎng)關(guān)發(fā)送過去的信息能夠被家電接收解釋并能執(zhí)行正確的操作，系統(tǒng)工作流程如下：

　?。?）開發(fā)系統(tǒng)板上電后初始化主芯片及各外圍芯片。

　?。?）打開PC機瀏覽器，輸入http://10.1.1.20/index.htm,由瀏覽器發(fā)出的連接嵌入式Web服務器請求經(jīng)過開發(fā)板上的RTL8019AS,再經(jīng)SX52解釋后在其控制下把讀取請求發(fā)送至存儲網(wǎng)頁的24C256,24C256根據(jù)SX52發(fā)送過來的命令取出網(wǎng)頁后通過RTL8019AS送至PC的瀏覽器，即打開遠程控制端如圖3所示。

　?。?）選擇圖3中的“速度”再點擊“確定”，啟動開發(fā)板上的電風扇模塊，然后根據(jù)需要點擊前面的選項控制風扇，瀏覽器就將控制信息通過網(wǎng)線傳給RTL8019AS,再經(jīng)SX52解釋轉(zhuǎn)化為控制命令發(fā)送給電風扇遙控發(fā)射芯片，該芯片發(fā)送遙控信號遙控接收電路通過相應的LED顯示，從而響應控制請求。最后通過觀看控制界面上燈的狀態(tài)與開發(fā)板上相應LED顯示是否相符，從而檢驗模擬系統(tǒng)運行成功與否。

　　由于考慮到單片機的處理能力，定義單個字符傳遞控制信息不僅可以節(jié)省資源，而且可以縮短響應時間，滿足更高的實時性要求。以對電風扇模塊的模擬為例，通過網(wǎng)頁發(fā)送給網(wǎng)關(guān)的控制協(xié)議具體實現(xiàn)如下：用'e'代表關(guān)閉，'f'代表定時，'g'代表風速/啟動，'h'代表工作模式，'i'代表搖頭。每選擇一個選項，按“確定”后，就發(fā)送一次上面相應字符給信息家電（SX52），后面相應的燈就按已經(jīng)定義好的規(guī)律變亮或是變暗。

　　代碼添加和修改，再按以下的步驟完成最后的工作：

　?。?）制作控制頁面，實現(xiàn)以上協(xié)議，并顯示電風扇的控制狀態(tài)信息，頁面外觀如圖3所示。然后計算該頁面的大小，利用SX52特有的哈希函數(shù)計算出URI。

　?。?）修改Eth_my3.src源文件中開發(fā)板IP地址值，URI值等，裁剪掉DHCP、SMTP等模塊，添加電風扇初始化代碼、中斷代碼和協(xié)議轉(zhuǎn)化模塊。

　?。?）利用匯編/編程器軟件SXKey52.exe將文件e2file3ttm1.

　　src下載到開發(fā)系統(tǒng)板，然后利用PC上運行的裝載程序E2File.

　　exe將網(wǎng)頁裝載到EEPROM中，再次利用SXKey52.exe將網(wǎng)頁服務器程序Eth_my3.src下載到開發(fā)系統(tǒng)板，最后打開PC上的瀏覽器，在地址欄輸入http://10.1.1.20/index.htm就可以看見如圖3所示的界面，通過該界面可以對開發(fā)板上的電風扇硬件電路進行控制。

　　7 小結(jié)

　　本文從研究信息家電內(nèi)部結(jié)構(gòu)和家庭網(wǎng)關(guān)出發(fā)，選擇高性能的8位SX52單片機集成系統(tǒng)并進行軟硬件裁剪，成功地利用外圍硬件電路和虛擬外圍及網(wǎng)絡協(xié)議軟件虛擬模塊，搭建了模擬信息家電的平臺，為進一步研究家庭網(wǎng)關(guān)和信息家電內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及二者之間的功能分配和通信協(xié)議打下了堅實的基礎(chǔ)。

　　創(chuàng)新點：本文描述了利用SX52為主芯片，通過擴展外圍電路和軟件模塊模擬信息家電的通用方法，并以模擬電風扇做了具體實現(xiàn)，為后續(xù)對信息家電和家庭網(wǎng)關(guān)的研究提供了基礎(chǔ)實驗平臺。