利用單片機模擬信息家電的通用設計方案

6 模擬系統的設計與實(shí)現

　　6.1 添加外圍硬件電路

　　本文選擇PC機和SX52作為模擬實(shí)現信息家電和家庭網(wǎng)關(guān)交互的平臺是非常合適的，因為我們利用其用戶(hù)試驗區模塊擴展外圍模塊電路（如電風(fēng)扇遙控模塊）模擬信息家電，以實(shí)現通過(guò)遠程終端（Web瀏覽器或者專(zhuān)用控制客戶(hù)端）對信息家電的控制，本文只討論利用嵌入式Web服務(wù)器，通過(guò)Web頁(yè)面的方式實(shí)現對家電的遠程控制這一方式。在板上添加了電風(fēng)扇遙控發(fā)射電路（主芯片CS5104），由主CPU直接控制，能夠實(shí)現對電風(fēng)扇的遙控功能，同時(shí)為了了解開(kāi)發(fā)系統遙控效果，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(fēng)扇狀態(tài)。硬件構成框圖如圖2所示，本文只給出包含電風(fēng)扇模塊的框圖，添加其它模塊類(lèi)似。

　　6.2 軟件的設計與實(shí)現

　　通過(guò)瀏覽器的web頁(yè)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(guò)去的信息能夠被家電接收解釋并能執行正確的操作，系統工作流程如下：

　?。?）開(kāi)發(fā)系統板上電后初始化主芯片及各外圍芯片。

　?。?）打開(kāi)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(wù)器請求經(jīng)過(guò)開(kāi)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(yè)的24C256,24C256根據SX52發(fā)送過(guò)來(lái)的命令取出網(wǎng)頁(yè)后通過(guò)RTL8019AS送至PC的瀏覽器，即打開(kāi)遠程控制端如圖3所示。

　?。?）選擇圖3中的“速度”再點(diǎn)擊“確定”，啟動(dòng)開(kāi)發(fā)板上的電風(fēng)扇模塊，然后根據需要點(diǎn)擊前面的選項控制風(fēng)扇，瀏覽器就將控制信息通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)傳給RTL8019AS,再經(jīng)SX52解釋轉化為控制命令發(fā)送給電風(fēng)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(guò)相應的LED顯示，從而響應控制請求。最后通過(guò)觀(guān)看控制界面上燈的狀態(tài)與開(kāi)發(fā)板上相應LED顯示是否相符，從而檢驗模擬系統運行成功與否。

　　由于考慮到單片機的處理能力，定義單個(gè)字符傳遞控制信息不僅可以節省資源，而且可以縮短響應時(shí)間，滿(mǎn)足更高的實(shí)時(shí)性要求。以對電風(fēng)扇模塊的模擬為例，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)的控制協(xié)議具體實(shí)現如下：用'e'代表關(guān)閉，'f'代表定時(shí)，'g'代表風(fēng)速/啟動(dòng)，'h'代表工作模式，'i'代表?yè)u頭。每選擇一個(gè)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(yè)面，實(shí)現以上協(xié)議，并顯示電風(fēng)扇的控制狀態(tài)信息，頁(yè)面外觀(guān)如圖3所示。然后計算該頁(yè)面的大小，利用SX52特有的哈希函數計算出URI。

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

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

　　src下載到開(kāi)發(fā)系統板，然后利用PC上運行的裝載程序E2File.

　　exe將網(wǎng)頁(yè)裝載到EEPROM中，再次利用SXKey52.exe將網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器程序Eth_my3.src下載到開(kāi)發(fā)系統板，最后打開(kāi)PC上的瀏覽器，在地址欄輸入http://10.1.1.20/index.htm就可以看見(jiàn)如圖3所示的界面，通過(guò)該界面可以對開(kāi)發(fā)板上的電風(fēng)扇硬件電路進(jìn)行控制。

　　7 小結

　　本文從研究信息家電內部結構和家庭網(wǎng)關(guān)出發(fā)，選擇高性能的8位SX52單片機集成系統并進(jìn)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(luò )協(xié)議軟件虛擬模塊，搭建了模擬信息家電的平臺，為進(jìn)一步研究家庭網(wǎng)關(guān)和信息家電內部結構以及二者之間的功能分配和通信協(xié)議打下了堅實(shí)的基礎。

　　創(chuàng )新點(diǎn)：本文描述了利用SX52為主芯片，通過(guò)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(fēng)扇做了具體實(shí)現，為后續對信息家電和家庭網(wǎng)關(guān)的研究提供了基礎實(shí)驗平臺。