智能家電串行接口電路設計指南 —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(hù)地縱覽全球。為了適應信息化的需求，科研機構將智能化的理念引入小區管理，并進(jìn)一步引入家庭，從而產(chǎn)生了智能家電的概念。將手機通信和以太網(wǎng)通信技術(shù)引入智能設計，恰好利用了現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(guò)手機實(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)驗箱進(jìn)行通信，其采用了經(jīng)典的兼容RS-232標準的MAX232芯片作為串口的電平轉換芯片。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，是因為藍牙串口的數據流輸出采用這兩個(gè)腳的信號控制；而其他引腳是跟MODEM相關(guān)的。在智能家居系統中，家電控制板接普通串口，GSM模塊接藍牙串口。

　　RS-232信號相對于信號地而言，在正負電平之間擺動(dòng)。發(fā)送數據時(shí)，發(fā)送端輸出的正電平在+5V到+15V之間，負電平在-5V和-15V之間。無(wú)數據傳輸時(shí)，線(xiàn)上為T(mén)TL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(xiàn)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標準，每一個(gè)接收器將TIA/EIA-232-F電平轉換成5V TTL/CMOS電平。每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉換成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(kāi)，Q1～Q4 為繼電器線(xiàn)圈電流驅動(dòng)，電路由單片機的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，主要為了調試電路而設置。

　　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警信號通過(guò)光電耦合接入單片機的P2 口，如圖2-8 所示，在傳感器沒(méi)有報警信號時(shí)，光電耦合芯片處于截止狀態(tài)，與之相接的單片機端口為低電平；當傳感器有報警，傳感器輸出高電平，此時(shí)光電耦合芯片導通，與之相接的單片機端口為高電平，由單片機對報警信號進(jìn)行采集并做出相應處理。
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ARM10的智能控制平臺的設計，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(guò)手機短信告知業(yè)主，以及以太網(wǎng)實(shí)時(shí)視頻監控等功能。使用標準串口線(xiàn)連接家電控制板與PC機。使用“串口調試助手”軟件進(jìn)行對串口的讀寫(xiě)操作。往家電控制板輸入形如“%0001”的字符串，觀(guān)察是否能啟動(dòng)對應的LED。同樣的，按對應的“傳感器”按鈕，觀(guān)察PC機是否能收到正確的字符串。經(jīng)過(guò)測試，家電控制板能夠正常運行。
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