我的單片機DIY制作詳細過程(WIFI轉紅外)

實物照片

聲明一點，寫這個文章的目的主要在于分享我自己在實現一個電子設計想法的詳細過程，和大家進行學習交流
下面將介紹一下制作這個物品的詳細過程，我將制作過程劃分為以下幾個部分：

1、功能定位，這一部分我們主要是考慮好我們要做這個東西要完成哪些功能，我的預想是想通過手機控制家電，這里需要將常見家電進行分類，比如紅外控制類（電視 機頂盒 空調等），老式家電（無任何控制接口），以及新型智能開關（無線開關燈等），針對紅外類家電，比較簡單，我只需要將板子加上紅外輸出功能即可，針對老式家電，比如熱水壺，電飯鍋等，這類家電無法直接控制，我的想法是加一個可控插座即可，這個插座我將下一步完成，最后針對無線開關，這類設備作用是替代老實的開關面板，無需布線即可遠程操作，這個用起來確實比較方便，但我還想更方便一點想完成通過手機開關家里面的燈等，我研究了一些目前外面的無線開關面板用315M模塊的比較多，針對這一點，我決定在自己的模塊上加上315M模塊，包括接收與發送，至此功能定位完成，總結一下，板子功能需要包括，無線WIFI ESP8266接口，紅外發射接口，紅外接收（因為不同的家電編碼不同，加上接收接口以備板子支持學習功能），315接收接口，315發射接口，下一步，我們將開始制作我們的板子。

2、電路設計，針對上面所考慮到的功能，接下來我們將考慮如何設計一個能滿足要求的電路，這里我們主要是考慮功能上，性能上的話題暫時不提，我在設計電路上的第一點是選型單片機，單片機在選擇上主要是考慮需要有串口，存儲功能，以及引腳滿足即可，雖然89C51滿足這些，但是考慮到面積太大，就沒有用到，之前有用過STC15，看了看選型手冊，定位在15的8腳芯片，最初的時候認為STC單片機應該都有串口，于是沒有想那么多，選擇了STC15F104W，后面做好之后才發現原來這個芯片沒有串口功能，還好他的引腳與另一款15單片機（STC15W204S）兼容，這才使得電路板沒有報廢，因此，這里告誡大家一點，在選擇單片機之前，請務必弄清楚這款單片機是否滿足你的所有功能，到這里，單片機型號定好了，下面開始考慮外圍，針對ESP8266 WIFI模塊，這里只需要將對應的引腳引出即可，這塊比較簡單，無需任何器件，然后是紅外發射功能，網上查了下紅外發射電路，我們知道，只需要一個紅外發射管與對應的驅動電路即可，紅外發射管應該直接接單片機引腳就可以，可能發射距離會近一點，這一點沒有實際驗證，考慮到這一點我給發射管配一個三極管用以驅動，這里選擇了8550 PNP三極管，到這里紅外發射部分也完成，再往下，紅外接收也比較簡單，將單片機
中斷引腳引出即可（做過紅外接收的應該知道為什么選擇中斷引腳），接著是315發射也接收，這里需要分別用到兩個引腳，這里我們可以計算一下，我們用到了紅外發射、接收、315發射、315接收 加上串口，一共6個引腳，后面還需要用到一共外部按鍵、引出一個引腳，這樣算下來一個就用到了8個引腳，如果每一個功能都單獨用一個引腳那就不夠了，我們選擇的這個型號的單片機，除去電源和地，剩下只有六個引腳，因此我們需要將引腳進行復用考慮到紅外接收只是一個臨時功能，后面我將按鍵 紅外接收和315接收合并到一個引腳功能上，這樣我們的要求就滿足了，至此，電路已經確定好，接下來我們要開始畫電路圖，另外，再說明一點，選擇單片機的時候，還要看兩個比較重要的參數，一個是FLASH存儲器大小（這個決定了你的代碼大小），另一個是SRAM大小，如果你的程序里面需要用到很多的中間變量，這個也需要考慮一下，這些參數你都可以從單片機手冊上的芯片選型一欄了解到，這里也可以看到該芯片的其他外圍接口，比較常用。接下來我們要開始畫原理圖了，再次之前一兩個月，其實我都還沒怎么接觸過畫圖軟件，后面有一點空閑時間了便接觸了一些，正好拿來練練手，考慮到電路比較簡單，這里我們就直接入手Protel99se,開始下面的電路圖，先談談使用這個軟件的一點感受，對于不算很復雜的電路，這個軟件用起來還是比較得心應手，網上資料也很多，入門級還是比較推薦的，當然如果你開始就用的AD之類的軟件，當然就沒必要倒過來學習這個軟件了，除非有需要，畢竟99se出來比較早，有的功能還是有些缺陷，比如過孔沒有方形的，還需要自己利用一些特殊方法畫出來，雖然能最終畫出來，做出來的成品也沒有問題，但是在錯誤檢查的時候會報錯，還好只是小問題，其他的問題我目前還沒怎么遇到，下面我們就開始我們的原理圖制作，我也是一邊摸索，一邊學習，見諒，呵呵...

總結一下原理圖制作時的大體步驟，制作元件庫》放置元件，原理圖模塊化（功能一致的元件放一起）》連線》ERC檢查

A、制作元件庫。我這人還是比較喜歡拿來主義，如果人家做了，為啥不用，何必自己會花功夫，于是有現成的庫文件 我一般會直接下載別人的來用，最初的一些電路部分我就完成在一個新人的情況下，拿現成的完成的，到后面，遇到一些元件，網上找不到現成的庫的情況下，這里 我們就需要自己動手了，如果都能找到現成的，我可能也不會畫一個元件，這里我想告訴大家，我們要去學習某個東西，不是因為要學而學，而是因為需要而學，這種情況對于學生而言可能眼光需要放遠一點，因為大學階段，很多的時候，你學習的東西可能看不到其作用，這個時候還沒有條件，比如你不知道電路理論的電容充放電部分用來做什么，當你遇到單片機的阻容式復位的時候不清楚它為什么電路是那樣子的時候才會感覺到，原來我之前學習的東西還是有一點用，這只是一個很小的例子，明白一點就好，現在沒用到的并不是代表這個知識沒有用處，學校里面規劃學習的，很多還是有一定意義的，那個時候能學盡量學，到真正工作做事的時候，學習方法又會不太一樣，那時會是因為需要，所有會自主的去學習，而這個時候你之前打下的一些基礎就會開始起作用。說的有點遠了，下面還是繼續講解我們的元件庫制作，制作原理圖元件庫，主要就是畫引腳，其實原理圖里面只需要引腳就可以工作了，每個引腳有個唯一編號，這個用來和PCB對應，但為了看起來直觀易懂，我們還需要給引腳取個名稱，一般跟著芯片手冊寫就行了，形狀可以跟著手冊上畫，也可以自己定義，方便連線，最好新手還是按照手冊上畫就好，有心得之后再去改。至于PCB元件庫，這個就比較重要了，如果畫的不對以后的元件可能會焊接不上去的，或者焊上去無法使用，比如你引腳大小不對，對于插件，你就可能插不進去，或者貼片芯片，如果你引腳和原理圖沒對應上，做出來之后，元件焊接上去，各個引腳連線就會和原理圖對應不上，生產上就會出現問題，PCB元件的每個引腳也有這個編號，這個編號必須和原理圖上進行對應，基本這樣下來，就可以正式畫圖了

B、畫原理圖。首先我們將所需要用到的電路元件放到圖中，最好一開始就按照功能劃分開，比如我的是這樣，先把單片機最小系統的部分放好，你可以選擇把這一部分放到一起，這個時候你可以連線，也可以后面連線，我習慣與一塊一塊的來，放好最小系統的東西，然后就開始連線了，然后把各個外圍模塊一個個加上，比如 紅外發射的，放一起，這樣一個個加上，然后連線連好，在肉眼初步檢查過一遍原理圖之后，覺得和預想的一致時，這個時候，電路圖就基本完成了。接著我們就將對我們的電路進行錯誤檢查。

C、ERC檢查。做這一步，主要是防止有的連線未連接上，以及短路等。一般來說，新人在畫原理圖的時候多少會犯一些錯誤，等熟悉之后，對于簡單的電路，一般不會怎么出錯，只有稍微復雜一點的電路，這個可能會因為工作量的緣故，可能會有一些由于粗心照成一些錯誤，這些原因顯得ERC就還是比較重要了。注意的是，就算你的ERC沒有任何錯誤，也不能說明你的電路沒有問題，因為ERC僅僅是做一些電氣連接方面的檢測，如果你原理圖設計的就有問題，或者設計好了在畫原理圖的時候多了或者少了一下部分，也會使得你的電路無法使用，因此，在制作過程中，細心還是顯得十分重要。至此，我們的原理圖大致已經完成，先弄好原理圖 然后在根據圖寫程序.

程序在哪里？？？？