依据第16.2节进行项目的硬件电路设计,电路由单片机最小系统、电源电路、继电器、晶体管、LED灯、WiFi模块组成。电源电路由5V供电和3.3V供电两部分构成,其中5V给单片机供电,3.3V给ESP8266 WiFi模块供电,5V电源经过LM1117分压芯片实现3.3V输出。
51单片机最小系统由晶振电路与复位电路构成,晶振电路是由晶振振荡器和微调电容组成,其中电容C1和C2的电容值为30pF,晶振频率为11.0592MHz。复位电路采用按键触发,按键开关闭合时,高电平触发电路复位。
继电器通过一个晶体管和单片机P0.0引脚相连。不建议用单片机I/O口直接对继电器操作,一般在单片机I/O与继电器之间加个驱动晶体管如(PNP型晶体管),主要用来放大电流。当在安卓手机开发的继电器控制APP界面单击“吸合”按钮,实际上会发送字符“X”,通过WiFi模块ESP8266,单片机会收到字符“X”,最后单片机给出命令实现P0.0引脚输出低电平,驱动LED点亮。反之,在安卓手机APP界面控制端单击“断开”按钮,实际上会发送字符“D”,通过WiFi模块ESP8266,单片机会收到字符“D”。最后单片机给出命令实现P0.0引脚输出高电平,LED灯灭。如图16-3所示为APP控制继电器开关的电路原理图。
其中,WiFi模块ESP8266拥有高性能无线SOC,具有station/AP/station+AP3种WiFi工作模式,无线标准802.11B/G/N,载波频率为2.4GHz,通信距离为100m,工作电压为3.0~3.6V,支持cloud server development/和SDK,用于快速片上编程。支持网络协议IPV4、TCP/UDP/THHP/FTP,安全机制采用WAP/WAP2,可以加密,加密类型WEP/TKIP/AES。WiFi模块8266可以用于智能电源设计、家庭自动化、可穿戴电子产品、婴儿监控器等,轻松实现设备联网,上传云数据,智能监控设备。用户在外面可以控制家里电器,监测到设备的使用情况。WESP8266组网功能很强大①Station;②AP;③Station+AP。
其中,Station模式:手机/计算机可以实时监测设备数据,适用于终端采集设备。
AP模式:模块内组网,一个模块建立AP模式,其他3个建立Sation模式,模块内部数据可以交互。
Station+AP模式:设备可以通过WiFi模块实现上网,交互数据。(www.xing528.com)
ESP8266 WiFi模块一共有8个引脚,ESP8266WiFi模块的引脚说明见表16-1。
图16-3 APP控制继电器工作电路原理图
表16-1 ESP8266 WiFi模块的引脚说明
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