智能家電串行接口電路設計指南 —電路圖天天讀（81）

　　目前，科學技術發(fā)展迅速，借助飛速發(fā)展的網(wǎng)絡和信息技術，人們可以足不出戶地縱覽全球。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(qū)管理，并進一步引入家庭，從而產(chǎn)生了智能家電的概念。將手機通信和以太網(wǎng)通信技術引入智能設計，恰好利用了現(xiàn)有的良好的通信條件，使在外的業(yè)主能及時了解家中的安全，提高業(yè)主的安全感，而且通過手機實時控制家電，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實驗箱進行通信，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引腳；特殊的串口，如藍牙串口除接上述的三個腳之外，還接了DSR引腳和CTS引腳，是因為藍牙串口的數(shù)據(jù)流輸出采用這兩個腳的信號控制；而其他引腳是跟MODEM相關的。在智能家居系統(tǒng)中，家電控制板接普通串口，GSM模塊接藍牙串口。

　　RS-232信號相對于信號地而言，在正負電平之間擺動。發(fā)送數(shù)據(jù)時，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。無數(shù)據(jù)傳輸時，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個驅動器、2個接收器和一個電壓發(fā)生器電路，提供TIA/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標準，每一個接收器將TIA/EIA-232-F電平轉換成5V TTL/CMOS電平。每一個發(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，Q1～Q4 為繼電器線圈電流驅動，電路由單片機的P1口進行控制，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光電耦合接入單片機的P2 口，如圖2-8 所示，在傳感器沒有報警信號時，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行采集并做出相應處理。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術編輯點評分析：

　　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)境并且通過手機短信告知業(yè)主，以及以太網(wǎng)實時視頻監(jiān)控等功能。使用標準串口線連接家電控制板與PC機。使用“串口調試助手”軟件進行對串口的讀寫操作。往家電控制板輸入形如“%0001”的字符串，觀察是否能啟動對應的LED。同樣的，按對應的“傳感器”按鈕，觀察PC機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行。
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