【正文】 的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 圖 無線數(shù)傳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)的主控制器通過 RS485 總線或無線數(shù)傳模塊將數(shù)據(jù)或命令發(fā)送給分控制器，同時將信息送給數(shù)碼顯示單元進行顯示，并有看門狗電路對運行程序進行有效監(jiān)視。 系統(tǒng)在單片機的控制之下完成數(shù)據(jù)的通信、顯示，同時能夠控制照明燈具，其硬件電路只是系統(tǒng)的實施工具，大量的工作是由軟件來完 成的。主控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖如圖 所示。矩陣鍵盤的列線從左到右 分別與單片機的、 、 、 相連，矩陣鍵盤的行線從上到下分別與 、 、 、 相連。單片機的 、 口輸出的信號經(jīng) 74LS138 譯碼器后產(chǎn)生的高電平信號加在 A1015 三極管的基極，控制三極管的導(dǎo)通，從而起到對相應(yīng)數(shù)碼管的選通作用。該監(jiān)控電路的主要功能如下： a）系統(tǒng)正常上電復(fù)位：電源上電時，當(dāng)電源電壓超過復(fù)位門限電壓 ， RESET端輸出 200ms 的復(fù)位信號，使系統(tǒng)復(fù)位。 分控制器的電路設(shè)計 分控制器采用低檔型的 AT89C2051 單片機作為微處理器， AT89C2051 也是美國ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 2K bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash只讀程序存儲器和 128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），兼容標準 MCS51指令系統(tǒng) ，具有 15線可編程 I/O 口，該單片機具有體積小、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、性價比較高等特點。 DS1302 是美國 Dallas 公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片 ，附加 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)線 I/O 與串行時鐘線SCLK 分別接在 和 上，所有的單片機地址、命令及數(shù)據(jù)均通過這兩條線傳輸。后 8個脈沖寫入或讀出數(shù)據(jù)。當(dāng) VCC1 小于 VCC2 時， DS1302 由 VCC2 供電。在一個周期內(nèi)的脈沖寬度（導(dǎo)通時間）為 T1，周期為 T，波形如圖 所示。因此占空比越大，燈泡就越亮，當(dāng)占空比α =1 時，燈泡的亮度最高。在本系統(tǒng)中所使用的過零檢測電路如圖 所示，先由一個變壓器將市電電壓轉(zhuǎn)換成 10V 左右的電壓，經(jīng)過整流、穩(wěn)壓后可作為系統(tǒng)工作電源，同時將變壓器次級的同名端引出一根線連接到比較器 LM311 的正輸入端，用以檢測交流電的過零點，然后將過零信 號送給單片機的 口上。在這里使用的是主從式通信方式，主機由主控制器充當(dāng)，從機為分控制器。它完成將 TTL電平轉(zhuǎn)換為 RS485電平的功能。同時將 A和 B端之間加匹河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 11 配電阻， 這里 選 用 120Ω 的電阻。 無 線數(shù)傳電路的設(shè)計 無線數(shù)據(jù)傳輸需要通過無線數(shù)傳模塊來實現(xiàn)。 無線數(shù)傳電路的連接 主控制器與分控制器各使用一個無線數(shù)傳模塊，形成發(fā)送與接收的無線通信通道。 b） .ISM頻段工作頻率，無需申請頻點。 d） 完善的通訊協(xié)議。 提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標準或非標準的用戶河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 13 協(xié)議。 SRWF1型模塊可提供1200bps、 2400bps、 4800bps、 9600bps、 19200bps等多種通信波特率，并且無線傳輸速率與接口波特率成正比，以滿足客戶設(shè)備對多種波特率的需要。 i） 高速無線通訊和大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。 k） 低功耗及休眠功能。 m） 兩種接口收發(fā)等待時間。 4 基于單片機的照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 軟件是計算機系統(tǒng)的靈魂，沒有軟件計算機不能充分發(fā)揮其功能，這是軟件在計算機中的地位，而在計算機控制系統(tǒng)中，軟件也是非常重要的。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法雖然是早期的程序設(shè)計方法，但該方法還一直被廣泛地使用。鍵盤用來輸入指令，發(fā)光數(shù)碼管用來顯示單片機的狀態(tài)，這是一個比較簡單的人機交互形式。其實現(xiàn)方法是使端口 P1的高四位 所有的行輸出均為低電平，然后從端口 P1的低四位讀入列值。其實現(xiàn)方法是對鍵盤進行逐行掃描。求列值的方法是，將列值右移，每移位一次列值寄存器加 1，直至移出位為低電平為止。 d） 通過定時鍵來對照明燈具進行定時控制的設(shè)置。此時，要求段驅(qū)動電路能吸河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 16 收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻，這里的限流電阻選為 100Ω 。 全部啟停控制程序設(shè)計 全部照明啟停控制系統(tǒng)是利用主控制器上的開、關(guān)按鍵來控 制全部照明燈的啟關(guān)顯示 初始化 查表取段碼 段碼送驅(qū)動顯示 位碼送譯碼器選 通低位數(shù)碼管 顯示緩沖區(qū) 左移 數(shù)字是否顯示完 Y N 返回 子程序入口 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 17 停，控制命令是通過串口通信方式傳達到分控制器，分控制器再依據(jù)命令向 出高低電平，來達到控制燈泡亮和滅的目的。主機由 AT89C51單片機充當(dāng)，從機為 AT89C2051單片機。 本系統(tǒng)的通信原理為：從機在建立與主機通信之前所有分機的 SM2都置 1，即隨時處于對通信線路偵聽的狀態(tài)，只能收到主機發(fā)送來的機號信息。 單 獨啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計 單獨照明啟停控制系統(tǒng)是通過主機發(fā)送給指定的從機命令信息，來實現(xiàn)照明燈的啟?？刂?。當(dāng)主機發(fā)送從機的地址信息時，每幀數(shù)據(jù)的第 9位都為 1，所有從機都接收到地址信息，然后判斷主機是否呼叫本機。只有 SM2=0的從機才能接收到主機發(fā)送的信息。在這里對于燈泡亮度的調(diào)節(jié)是通 過 PWM方式來進行的，分控制器選用的是 AT89C2051單片機，這種單片機本身沒有 PWM輸出，只能通過軟件方法實現(xiàn)。這每 10次脈沖再用來控制 高低電平的 10個比值。該系統(tǒng)的主機控制程序流程圖同圖 所示，從機控制程序流程圖如圖 。該系統(tǒng)的主機控制程序流程圖同圖 ，從機控制程序流程圖如圖 。 表 42 DS1302的控制字 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM CK A4 A3 A2 A1 A0 RD W 在 DS1302芯片中，通過把 RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。在控制指令字輸入后的下一個 SCLK時鐘的上升沿時數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0開始。 單獨定時控制程序設(shè)計 主控制器使用鍵盤輸入被呼叫分控制器的地址，并通過網(wǎng)絡(luò)向所有分控制器傳送，在分控制器將該地址與本機地址進行比較后，判斷是否是呼叫自己，如果是呼叫本機，就將本機地址傳送給主控制器，進一步接收傳送的數(shù)據(jù)，然后分控制器就將數(shù)據(jù)寫入 DS1302芯片，等到設(shè)定的時間到達時就執(zhí)行關(guān)閉照明燈的命令。當(dāng)串口以方式 3工作時，發(fā)送和接收的每一幀信息都是 11位，其中第9位數(shù)據(jù)位是可編程的，通過對 SCON寄存器的 TB8位置 1或置 0，以區(qū)別發(fā)送的是地址幀還是數(shù)據(jù)幀（規(guī)定地址幀的第 9位為 1，數(shù)據(jù)幀的第 9位為 0）。 b） 主機發(fā)送一幀地址信息，其中前 8位數(shù)據(jù)位表示通信的從機地址，第 9位為 1，表示當(dāng)前幀為地址幀。 d） 主 機發(fā)送數(shù)據(jù)幀，相應(yīng)的從機接收，其他從機則不受影響。而接收數(shù)據(jù)時，對地址幀的判斷則是通過讀取 RB8位來獲得的， RB8=1，當(dāng)前幀為 地址幀， RB8=0，當(dāng)前幀為數(shù)據(jù)幀。 b） 發(fā)送地址幀后，如果發(fā)送的是廣播地址幀，則不需要從機應(yīng)答，待延遲一段時間后，調(diào)用發(fā)送函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)；如果發(fā)送的是非廣播地址幀，主機則要接收應(yīng)答，河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 29 若應(yīng)答信號中的地址與前面發(fā)送的地址并不相同，主機將重新發(fā)送地址幀呼叫，否則調(diào)用發(fā)送函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)。從機部分的數(shù)據(jù)通信過程受主機控制，其基本的流程如下： a） 初始化完成后，從機設(shè)置 SM2位為 1，串口只接收第 9位數(shù)據(jù)位為 1的地址幀，數(shù)據(jù)幀將被直接拋棄。如果函數(shù)返回值為 0xfe，表示從機在數(shù)據(jù)接收過程中發(fā)現(xiàn)主機發(fā)送地址幀，程序?qū)⒎艞壆?dāng)前接收過程，將 SM2位重新置 1，開始下一通信過程。通信的協(xié)調(diào)完全由主站控制，主站先發(fā)送地址幀， 所有從站都接收 ，如果是接收的是廣播地址碼，則所有從站都做好接收主機發(fā)送數(shù)據(jù)或命令的準備，然后主機發(fā)送數(shù)據(jù)或命令；如果接收的是其它地址碼，則 從站將接收到的地址 幀 與本地地址碼相比較，若不同則將數(shù)據(jù)全部丟掉，不做任何響應(yīng)；若地址碼相同，則證明是 呼叫 本站 ， 從站 將自己的地址碼發(fā)送回去，主站收到自己剛發(fā)出去的地址碼后， 接著發(fā)送數(shù)據(jù)或命令。當(dāng)最后一個數(shù)據(jù)被發(fā)送后，模塊將處于等待狀態(tài)直到模塊所設(shè)置的接收等待時間延遲之后，模塊將自動通知所有接收設(shè)備斷開 無線網(wǎng)絡(luò)連接、轉(zhuǎn)入空閑狀態(tài)。 圖 從機數(shù)據(jù)通信流程圖 接收函數(shù)返回值為 0XFF Y 接收函數(shù)返回值為 0XFE 開始 將 SM2 地址為 1只接收地址幀 串口有數(shù)據(jù)接收 發(fā)送應(yīng)答信號 信號內(nèi)容為本機地址 調(diào)用接收函數(shù)接收數(shù)據(jù) 向主機發(fā)送成功信號 是廣播地址嗎 接收的地址與本機地址相符嗎 Y Y Y N N N N 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 32 結(jié)論 本文研究了基于 AT89C51與 AT89C2051單片機的智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計原理與實現(xiàn)方法，包括硬件設(shè)計與軟件設(shè)計。 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 33 參考文獻 1 王幸之， 鐘愛琴等 . 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