MCU與以太網(wǎng)控制器通信電路設計方案

　　目前大多數溫度監控系統均采用RS 485通信方式，存在著(zhù)監控范圍小、布線(xiàn)繁瑣等局限性。以單片機應用系統為核心的 嵌入式 設備體積小，成本低與Inter-net應用廣、傳遞速度快的特點(diǎn)結合起來(lái)，構建出方便、快捷、經(jīng)濟的遠程多點(diǎn)溫度測控系統不僅降低了成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期，而且突破了RS 485等傳統通信方式的時(shí)空限制和地域障礙，使大范圍內的溫度監控變得容易。這里設計的多點(diǎn)溫度監控系統控制范圍大且利用現有網(wǎng)絡(luò )，不必重新布線(xiàn)，可有效實(shí)現對溫度的遠程監控。

　　處理控制模塊電路

　　由MCU控制器、1602 LCD液晶顯示器、外部數據 存儲 器24C04、穩壓電源、時(shí)鐘振蕩電路、蜂鳴器、鍵盤(pán)矩陣和由繼電器控制的空調機等組成。MCU采用8位C51單片機AT89S52，片內含8 KB的E2PROM和256 B的RAM。該處理控制模塊的工作過(guò)程為：上電完成初始化后，MCU讀取存儲在外存24C04中的上次已設置好的溫度上下限值和保存的采樣間隔值，然后進(jìn)入主循環(huán)。根據采樣間隔時(shí)間，MCU讀取各數字溫度傳感器DS1825內溫度數據，同時(shí)點(diǎn)亮LCD以便顯示當前所測溫度值，并根據已設置好的溫度上下限值來(lái)確定是否驅動(dòng)蜂鳴器報警且控制空調機工作進(jìn)行溫度調節。本模塊有良好的交互性能，利用鍵盤(pán)中斷可在線(xiàn)隨時(shí)設置溫度上下限值、采樣間隔時(shí)間值并可將這些數據保存至外存中。該模塊電路圖如圖2所示。

　　網(wǎng)絡(luò )通信模塊：要使單片機 嵌入式 系統接入Internel網(wǎng)絡(luò )，必須解決以太網(wǎng)的接入問(wèn)題，就要用到專(zhuān)門(mén)的以太網(wǎng)控制器。本系統采用MCU+TCP／IP 協(xié)議 芯片相結合的接入方案。具體來(lái)說(shuō)：采用RTL8019AS以太網(wǎng)控制芯片，利用10Base-T布線(xiàn)標準通過(guò)雙絞線(xiàn)進(jìn)行和上位機的以太網(wǎng)通信。RTL8019AS芯片是臺灣ReaLTEk公司的基于ISA總線(xiàn)的10Mb／s以太網(wǎng)控制器芯片，它集成了介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制子層（MAC）和物理層的功能，可以方便地設計基于ISA總線(xiàn)的通信系統，也可以比較簡(jiǎn)單地與單片機進(jìn)行接口。RTL8019AS內嵌TCP／IP網(wǎng)絡(luò )通信 協(xié)議 ，具有耗電量低、接口簡(jiǎn)單、程序設計量少的優(yōu)點(diǎn)，是用來(lái)進(jìn)行以太網(wǎng)接入Internet通信的理想芯片。系統上電后，MCU對RTL8019AS內部寄存器進(jìn)行設置和控制，完成復位和初始化后，就能正常地通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行數據的收發(fā)，電路結構如圖3所示。

　　基于Internet的嵌入式多點(diǎn)溫度監控系統靈活性高、交互性強，可在線(xiàn)根據需要隨時(shí)修改溫度上下限值，系統設計開(kāi)發(fā)過(guò)程中充分利用了網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與多點(diǎn)溫度監控技術(shù)相結合的方法及軟硬件協(xié)同設計的思想，采用模塊化設計，稍加裁剪改造可適用于多種不同場(chǎng)合的分布式遠程多點(diǎn)溫度智能監控系統。該系統經(jīng)實(shí)驗 測試 ，穩定可靠，測量精度高，實(shí)時(shí)性強且充分利用了現有網(wǎng)絡(luò )，利于傳統的基于RS 485溫度監控系統快速改造為以太網(wǎng)遠程智能監控系統，取得更好的社會(huì )經(jīng)濟效益。