MCU與以太網(wǎng)控制器通信電路設(shè)計(jì)方案

目前大多數(shù)溫度監(jiān)控系統(tǒng)均采用RS 485通信方式，存在著監(jiān)控范圍小、布線繁瑣等局限性。以單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)為核心的 嵌入式 設(shè)備體積小，成本低與Inter-net應(yīng)用廣、傳遞速度快的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)建出方便、快捷、經(jīng)濟(jì)的遠(yuǎn)程多點(diǎn)溫度測控系統(tǒng)不僅降低了成本，縮短了開發(fā)周期，而且突破了RS 485等傳統(tǒng)通信方式的時(shí)空限制和地域障礙，使大范圍內(nèi)的溫度監(jiān)控變得容易。這里設(shè)計(jì)的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)控制范圍大且利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，不必重新布線，可有效實(shí)現(xiàn)對溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

處理控制模塊電路

由MCU控制器、1602 LCD液晶顯示器、外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ) 器24C04、穩(wěn)壓電源、時(shí)鐘振蕩電路、蜂鳴器、鍵盤矩陣和由繼電器控制的空調(diào)機(jī)等組成。MCU采用8位C51單片機(jī)AT89S52($0.8567)，片內(nèi)含8 KB的E2PROM和256 B的RAM。該處理控制模塊的工作過程為：上電完成初始化后，MCU讀取存儲(chǔ)在外存24C04中的上次已設(shè)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(jù)采樣間隔時(shí)間，MCU讀取各數(shù)字溫度傳感器DS1825($1.9462)內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，同時(shí)點(diǎn)亮LCD以便顯示當(dāng)前所測溫度值，并根據(jù)已設(shè)置好的溫度上下限值來確定是否驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警且控制空調(diào)機(jī)工作進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。本模塊有良好的交互性能，利用鍵盤中斷可在線隨時(shí)設(shè)置溫度上下限值、采樣間隔時(shí)間值并可將這些數(shù)據(jù)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(jī) 嵌入式 系統(tǒng)接入Internel網(wǎng)絡(luò)，必須解決以太網(wǎng)的接入問題，就要用到專門的以太網(wǎng)控制器。本系統(tǒng)采用MCU+TCP/IP 協(xié)議 芯片相結(jié)合的接入方案。具體來說：采用RTL8019AS以太網(wǎng)控制芯片，利用10Base-T布線標(biāo)準(zhǔn)通過雙絞線進(jìn)行和上位機(jī)的以太網(wǎng)通信。RTL8019AS芯片是臺(tái)灣ReaLTEk公司的基于ISA總線的10Mb/s以太網(wǎng)控制器芯片，它集成了介質(zhì)訪問控制子層(MAC)和物理層的功能，可以方便地設(shè)計(jì)基于ISA總線的通信系統(tǒng)，也可以比較簡單地與單片機(jī)進(jìn)行接口。RTL8019AS內(nèi)嵌TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信 協(xié)議 ，具有耗電量低、接口簡單、程序設(shè)計(jì)量少的優(yōu)點(diǎn)，是用來進(jìn)行以太網(wǎng)接入Internet($68.6000)通信的理想芯片。系統(tǒng)上電后，MCU對RTL8019AS內(nèi)部寄存器進(jìn)行設(shè)置和控制，完成復(fù)位和初始化后，就能正常地通過以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。

基于Internet($68.6000)的嵌入式多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)靈活性高、交互性強(qiáng)，可在線根據(jù)需要隨時(shí)修改溫度上下限值，系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)過程中充分利用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與多點(diǎn)溫度監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合的方法及軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的思想，采用模塊化設(shè)計(jì)，稍加裁剪改造可適用于多種不同場合的分布式遠(yuǎn)程多點(diǎn)溫度智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)經(jīng)實(shí)驗(yàn) 測試 ，穩(wěn)定可靠，測量精度高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)且充分利用了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，利于傳統(tǒng)的基于RS 485溫度監(jiān)控系統(tǒng)快速改造為以太網(wǎng)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，取得更好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。