【正文】 i 目 錄 摘要 ……………………………………………………………………………… I Abstract……………………………………………………………………… ..II 引言 …………………………………………………………………………… ...1 1 單片機(jī)及通信技術(shù) ………………………………………………………… ....1 單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù) ……………………………………………………… .1 有線通信技術(shù) …………………………………………………………… .2 無(wú)線數(shù)傳技術(shù) …………………………………………………………… .2 2 基于單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架與性能 …………………………… 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) ………………………………………………………… .… 3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………… .3 系統(tǒng)性能指標(biāo)及技術(shù)要求 …………………………………………… .… 5 3 基于單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) ……………………………… 6 主控制器的電路設(shè)計(jì) …… ……………………………………………… .6 鍵盤的接口設(shè)計(jì) …………………………………………………… .7 LED數(shù)碼顯示的接口設(shè)計(jì) ……………………………………… .… ..8 看門狗監(jiān)控電路的設(shè)計(jì) …………………………………………… .8 分控制器的電路設(shè)計(jì) …………………………………………………… .9 時(shí) 鐘 芯 片 的 接 口 設(shè)計(jì) ……………………… ……………………… .10 零 點(diǎn) 檢 測(cè) 與 可 控 硅 控 制 電 路 的 設(shè)計(jì) ……………………………… .11 RS485 通信電路的設(shè)計(jì) ………………………………………………… 12 無(wú)線數(shù)傳電路的設(shè)計(jì) ………………………………………………… ...16 無(wú)線數(shù)傳電路的連接 …………………………………………… ...16 SRWF1模塊的特性 ………………………………… …………… ...17 4 基于單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ………………………………… ..18 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì) …………………………………………………… ...19 鍵盤掃描程序設(shè)計(jì) ……………………………………………… ...19 LED數(shù)碼顯示程序設(shè)計(jì) …………………………………………… .21 照明啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì) ………………………………………… …… ...22 ii 全部啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì) ………………………………………… ...22 單獨(dú)啟停控制程序設(shè)計(jì) ………………………………………… ...24 照明亮度控制程序設(shè)計(jì) ……………………………………………… ...26 全部亮度控制程序設(shè)計(jì) ………………………………………… ...27 單獨(dú)亮度控制程序設(shè)計(jì) ………………………………………… ...27 照明定時(shí)控制程序設(shè)計(jì) ……………………………………………… ...29 全部定時(shí)控制程序設(shè)計(jì) ………………………………………… ...29 單獨(dú)定時(shí)控制程序設(shè)計(jì) ………………………………………… ...30 RS485 通信程序設(shè)計(jì) …………………………………………………… 31 主機(jī)部分通信程序設(shè)計(jì) ………………………………………… ...33 從機(jī)部分通信程序設(shè)計(jì) ………………………………………… 34 無(wú)線數(shù)傳通信程序設(shè)計(jì) ……………………………………………… ..35 5 實(shí)驗(yàn)及總結(jié) ………………………………………………………………… ..36 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………… .38 致 謝 ………………………………………………………………………… ...39 附 錄 ………………………………………………………………………… ...錯(cuò)誤 !未定義書簽。 iii I 基于單片機(jī)的樓宇照明智能控制系統(tǒng) 作者：，指導(dǎo)教師： （單位： 職稱：） 【 摘要 】 本文闡述了照明系統(tǒng)的有線、無(wú)線控制方式設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)方法。 該系統(tǒng)的主控制器、分控制器分別是以 AT89C51與 AT89C2051 單片機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí) 現(xiàn)了有線通信、無(wú)線數(shù)傳、控制與顯示等功能。文中詳細(xì)地描述了控制電路的設(shè)計(jì)過程，包括：鍵盤與 LED 顯示電路、 RS485 通信電路、無(wú)線數(shù)傳電路、照明燈控制電路以及看門狗電路等。對(duì)于軟件設(shè)計(jì)主要有主控制器、分控制器的有線通信程序設(shè)計(jì)與無(wú)線數(shù)字傳輸程序設(shè)計(jì)以及燈光控制、定時(shí)控制、鍵盤掃描與 LED 顯示等程序設(shè)計(jì)。有線通信程序的功能是：通過 RS485 主從通信方式，由主控制器發(fā)出命令對(duì)全部或單個(gè)分控制器所控制的照明燈實(shí)現(xiàn)開啟、關(guān)閉、燈光亮度調(diào)節(jié)、定時(shí)控制等功能。無(wú)線數(shù)傳程序設(shè)計(jì)的功能是：通過無(wú)線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)照明燈的無(wú)線遙 控，同樣實(shí)現(xiàn)有線方式控制的功能。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)，有線通信，無(wú)線數(shù)傳，燈光亮度控制，定時(shí)控制 II The Control System for Lighting Based onSingle– chip Microputer Author： ***， Supervisor： *** （ Unit ***** Position Professor） Abstract The paper expatiates on the designing theories and implementation method of the control system for lighting by wired or wireless munications. The host controller of the control system for lighting is based on AT89C51 singlechip microputer, and the auxiliary ones are based on AT89C2051. The system can do many jobs, such as wired munication, wireless data transmitting, controlling and display. The paper describes the designing process of the circuit at length, including: keyboard and LED display circuit, RS485 munication circuit, wireless transmitting circuit, control circuit of lighting, watchdog circuit, etc. The designing of software mainly includes the several programming, such as wired munication, wireless data transmitting, lamplight controlling, timed controlling, keyboard scanning and LED displaying. The wired munication programming function is that through Masterslave munication method based on RS485 the host controller sends orders to the all auxiliary controllers or each one, including: turning on lighting, turning off lighting, regulating brightness of lighting, controlling timed lighting, etc. The wireless data transmitting programming function is that by wireless transmitter it realizes wireless controlling of the lighting, and achieves the functions identical to wired munication. Keywords: Singlechip microputer, Wired munication, Wireless data transmitting, controlling brightness of lighting, Timed controlling 1 引言 近十幾年來(lái)，隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展，樓宇照明也相應(yīng)飛速發(fā)展。在樓宇的照明數(shù)量與質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面均有顯著的變化與提高，特別是隨著人民生活水平進(jìn)入小康水平，樓宇照明水平提高很快，追求人工照明光環(huán)境的舒適性、個(gè)性化、安全、節(jié)能等方面日見突出。樓宇中燈光環(huán)境對(duì)于滿足人們的生活、學(xué)習(xí)、娛樂以及工作方面有著重要的意義。 隨著微電子技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出了智能化水平更高的專業(yè)照明控制的獨(dú)立系統(tǒng)，從而能節(jié)約能源、延長(zhǎng)燈具壽命、提高照明質(zhì)量。根據(jù)使用客戶的經(jīng)驗(yàn)，不僅使照明管理與設(shè)備維修簡(jiǎn)單及降低費(fèi)用外，還對(duì)環(huán)境 改善、提高工作效率都有著顯著的效果。 本系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制器的核心，其中上位機(jī)是以 AT89C51 為基礎(chǔ)，下位機(jī)是以 AT89C2051 為基礎(chǔ)，再連接外圍電路，通過現(xiàn)場(chǎng)總線 RS485 通信方式實(shí)現(xiàn)照明燈具的智能控制，也可以通過無(wú)線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，從而達(dá)到照明燈具的智能控制。 1 單片機(jī)及通信技術(shù) 單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù) 電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，促進(jìn)微型計(jì)算機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，單片機(jī)（單片微型計(jì)算機(jī)）的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門和領(lǐng)域，它起到了越來(lái)越重要的作用。 單片微型計(jì) 算機(jī)就是將中央處理單元、存儲(chǔ)器、定時(shí) /計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。因此一塊芯片就構(gòu)成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它已成為工業(yè)控制領(lǐng)域、智能儀器儀表、尖端武器、日常生活中最廣泛使用的計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體與裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。其中運(yùn)算器和控制器一般做在一個(gè)集成芯片上，統(tǒng)稱中央處理單元（ Central Processing Unit），簡(jiǎn)稱 CPU，是微機(jī)的核心部件。 CPU 配上存放 程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、輸入 /輸出（ Input/Output， 簡(jiǎn)稱 I/O）接口電路以及外部設(shè)備即構(gòu)成單片機(jī)的硬件系 2 統(tǒng)。軟件系統(tǒng)是微機(jī)系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱，人們通過它對(duì)微機(jī)進(jìn)行控制并與微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，使微機(jī)按照人的意圖完成預(yù)定的任務(wù)。軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成完整的單片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，兩者相輔相成，缺一不可。 有線通信技術(shù) 在數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及工業(yè)上的分布式控制系統(tǒng)中，經(jīng)常需要采用串行通信來(lái)達(dá)到遠(yuǎn)程信息交換的目的。目前，有多種接口標(biāo)準(zhǔn)可用于串行通信，最常用的接口有 RS23 RS42 RS485。 RS232 是最早的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，在短距離、較低波特率串行通信中得到了廣泛應(yīng)用。其后發(fā)展起來(lái)的 RS42 RS485 是平衡傳送的電氣標(biāo)準(zhǔn)，比起 RS232 非平衡的傳送方式在電氣指標(biāo)上有了大幅度的提高。但總的來(lái)說， RS23 RS422與 RS485 最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（ EIA）制訂并發(fā)布的， EIA 于 1983年在 RS422 基礎(chǔ)上制定了 RS485 標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模 范圍，后命名為 TIA/EIA485A 標(biāo)準(zhǔn)。 RS23RS422 與 RS485 標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。正因?yàn)?RS485的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)（ 32 個(gè)）、可以自行定義協(xié)議以及傳輸線成本低的特性，使得 EIA RS485 成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)。 無(wú)線數(shù)傳技術(shù) 有線傳輸?shù)姆绞诫m然使用非常廣泛且可靠性較高，但由于各方面的局限性，已經(jīng)在眾多方面被無(wú)線傳輸方式所取代。無(wú)線數(shù)字傳輸技術(shù)日益完善，其重要性也被人們所認(rèn)識(shí)，相應(yīng) 的基于無(wú)線數(shù)字傳輸?shù)漠a(chǎn)品也隨處可見。無(wú)線數(shù)字傳輸系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)便、使用效率高，可應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，例如，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、無(wú)線數(shù)據(jù)采集、無(wú)線抄表、工業(yè)遙控、樓宇自動(dòng)化、高檔玩具等等。 無(wú)線數(shù)傳技術(shù)是通過單片機(jī)的串口與無(wú)線數(shù)傳模塊連接，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)由無(wú)線數(shù)傳模塊向空中發(fā)出，然后由另一個(gè)終端設(shè)備的無(wú)線數(shù)傳模塊從空中接收數(shù)據(jù)，這樣就實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的任務(wù)。 3 2 基于單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架與性能 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開 設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)部分包括電路原理圖