单片机模拟信息家电设计方案

板主CPU,它是UBICOM公司生产的一款RISC指令集的高速8位单片机，片上带有4K×16位的Flash存储器和262×8位的RAM。由于采用CPU并行流水线方式及单时钟周期指令，在100MHz晶振驱动下指令执行速度可达100MIPS。这款单片机以其优异的性能，可以广泛应用在需要网络支持的场合，尤其适合于需要网络远程控制或远程监控的应用中。开发系统板所实现的网络协议（IP、ARP、DHCP、UDP、TCP、HTTP、SMTP）就是通过此芯片实现的。

　　EEPROM器件24C256用于存储网页内容，主CPU通过I2C总线访问24C256,其中存储的网页内容通过主CPU的读写操作可以实现网页的浏览、重新下载和更新。

　　5.2.2 网络接口模块

　　此模块实现了两种网络接口方式：以太网接口和调制解调器接口，主要包含RTL8019AS、以太网收发滤波器芯片、MAX232等。

5.2.3 用户试验区模块

　　主CPU的信号引脚都已经连接到用户试验区的周围，有5组共40条信号线。开发使用人员可以在试验区利用这些信号进行相应的外围电路扩展试验。

　　5.2.4 调试、仿真和下载模块

　　开发系统板上有调试、仿真和下载接口。通过CPU模块中的SIP4针插座（SX-KEY），配接UBICOM公司提供的“SXKEY”

　　仿真头与此插座相连，就可以实现在线式系统的仿真（包括单步、断点等功能）、调试、和程序ISP方式编程下载。

　　6 模拟系统的设计与实现

6.1 添加外围硬件电路

　　本文选择PC机和SX52作为模拟实现信息家电和家庭网关交互的平台是非常合适的，因为我们利用其用户试验区模块扩展外围模块电路（如电风扇遥控模块）模拟信息家电，以实现通过远程终端（Web浏览器或者专用控制客户端）对信息家电的控制，本文只讨论利用嵌入式Web服务器，通过Web页面的方式实现对家电的远程控制这一方式。在板上添加了电风扇遥控发射电路（主芯片CS5104），由主CPU直接控制，能够实现对电风扇的遥控功能，同时为了了解开发系统遥控效果，还添加了遥控接收电路（主芯片CS8206），可以响应发射电路的遥控信号。还添加了遥控接收端状态LED（12只）用于显示电风扇状态。硬件构成框图如图2所示，本文只给出包含电风扇模块的框图，添加其它模块类似。

　　 6.2 软件的设计与实现

　　通过浏览器的web页面控制信息家电，首先要定义控制协议，让从网关发送过去的信息能够被家电接收解释并能执行正确的操作，系统工作流程如下：

　　（1）开发系统板上电后初始化主芯片及各外围芯片。

　　（2）打开PC机浏览器，输入http://10.1.1.20/index.htm,由浏览器发出的连接嵌入式Web服务器请求经过开发板上的RTL8019AS,再经SX52解释后在其控制下把读取请求发送至存储网页的24C256,24C256根据SX52发送过来的命令取出网页后通过RTL8019AS送至PC的浏览器，即打开远程控制端如图3所示。

　　（3）选择图3中的“速度”再点击“确定”，启动开发板上的电风扇模块，然后根据需要点击前面的选项控制风扇，浏览器就将控制信息通过网线传给RTL8019AS,再经SX52解释转化为控制命令发送给电风扇遥控发射芯片，该芯片发送遥控信号遥控接收电路通过相应的LED显示，从而响应控制请求。最后通过观看控制界面上灯的状态与开发板上相应LED显示是否相符，从而检验模拟系统运行成功与否。

　　由于考虑到单片机的处理能力，定义单个字符传递控制信息不仅可以节省资源，而且可以缩短响应时间，满足更高的实时性要求。以对电风扇模块的模拟为例，通过网页发送给网关的控制协议具体实现如下：用'e'代表关闭，'f'代表定时，'g'代表风速/启动，'h'代表工作模式，'i'代表摇头。每选择一个选项，按“确定”后，就发送一次上面相应字符给信息家电（SX52），后面相应的灯就按已经定义好的规律变亮或是变暗。

　　代码添加和修改，再按以下的步骤完成最后的工作：

　　（1）制作控制页面，实现以上协议，并显示电风扇的控制状态信息，页面外观如图3所示。然后计算该页面的大小，利用SX52特有的哈希函数计算出URI。

　　（2）修改Eth_my3.src源文件中开发板IP地址值，URI值等，裁剪掉DHCP、SMTP等模块，添加电风扇初始化代码、中断代码和协议转化模块。

　　（3）利用汇编/编程器软件SXKey52.exe将文件e2file3ttm1.

　　src下载到开发系统板，然后利用PC上运行的装载程序E2File.

　　exe将网页装载到EEPROM中，再次利用SXKey52.exe将网页服务器程序Eth_my3.src下载到开发系统板，最后打开PC上的浏览器，在地址栏输入http://10.1.1.20/index.htm就可以看见如图3所示的界面，通过该界面可以对开发板上的电风扇硬件电路进行控制。

　　7 小结

本文从研究信息家电内部结构和家庭网关出