【正文】 主機(jī)向從機(jī)發(fā)送廣播地址信息時(shí)，廣播地址為 00H，所有分機(jī)都接收到廣播地址信息，然后進(jìn)入正常通信狀態(tài)，清除 SM2位，開始接收主機(jī)發(fā)送來的 命令。 在這個(gè)多機(jī)系統(tǒng)中采用的是主從式通信方式，主機(jī)即主控制器處于主導(dǎo)和支配地位，從機(jī)即分控制器一般以中斷方式來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)通過軟件方法實(shí)現(xiàn)該功能，即定義開、關(guān)、增值、減值、定時(shí)、確認(rèn)等命令鍵，利用鍵盤掃描程序獲取對(duì)應(yīng)命令鍵的鍵值，然后執(zhí)行相應(yīng)的子程序，實(shí)現(xiàn)所要求的控制功能。讓單片機(jī)不響應(yīng)一些相關(guān)的抖動(dòng)信號(hào)，而只響應(yīng)一 次確實(shí)存在的按鍵信號(hào)。 照 明 控 制 系 統(tǒng)照 明 啟 停 控 制 照 明 亮 度 控 制 照 明 定 時(shí) 控 制 人 機(jī) 交 互 串 行 通 信全部啟?？刂茊为?dú)啟?？刂迫苛炼瓤刂茊为?dú)亮度控制全部定時(shí)控制單獨(dú)定時(shí)控制鍵盤掃描L E D數(shù)碼顯示無線數(shù)傳R S4 8 5通信 圖 照明控制系統(tǒng)軟件程序總體結(jié)構(gòu)圖 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的人機(jī)交互程序設(shè)計(jì)，主要是解決按鍵的掃描與信息的顯示，讓操作者能夠靈活地控 制系統(tǒng)工作。主控制器通過串口使用 RS485通信方式或者無線數(shù)傳方式向分控制器發(fā)出信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)照明燈的啟停、亮度調(diào)節(jié)、定時(shí)控制等功能。 （ 13） 兩種接口收發(fā)等待時(shí)間。 （ 9） 高速無線通訊和大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。 提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議。 （ 2） ISM頻段工作頻率，無需申請(qǐng)頻點(diǎn)。 無線數(shù)傳電路的設(shè)計(jì) 無線數(shù)據(jù)傳輸需要通過無線數(shù)傳模塊來實(shí)現(xiàn)。它完成將 TTL電平轉(zhuǎn)換為 RS485電平的功能。在本系統(tǒng)中所使用的過零檢測(cè)電路如圖 ，先由一個(gè)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(shí)將變壓器次級(jí)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(cè)交流電的過零點(diǎn)，然后將過零信號(hào)送給單片機(jī)的 。在一個(gè)周期內(nèi)的脈沖寬度（導(dǎo)通時(shí)間）為T1，周期為 T，波形如圖 。后 8個(gè)脈沖寫入或讀出數(shù)據(jù)。 DS1302是美國 Dallas公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI三線接口與 CPU進(jìn)行同步通信，并 可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM數(shù)據(jù)。該監(jiān)控電路的主要功能如下： （ 1）系統(tǒng)正常上電復(fù)位：電源上電時(shí)，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(hào)，使系統(tǒng)復(fù)位。矩陣鍵盤的列線從左到右分別與單片機(jī)的 、 、 、 相連，矩陣鍵盤的行線從上到下分別與 、 、 、 相連。這些程序是系統(tǒng)的靈魂，是負(fù)責(zé)完成硬件電路實(shí)現(xiàn)功能和與用戶交互的橋梁，是維護(hù)系統(tǒng)正常工作的工具。 該多機(jī)通信系統(tǒng)采用 RS485 半雙工主從式通信系統(tǒng)，主機(jī)可以發(fā)送數(shù)據(jù)或命令到從機(jī)，從機(jī)主要負(fù)責(zé)對(duì)分布的照明燈具進(jìn)行控制，用中斷的方式接收主機(jī)發(fā)來的命令或數(shù)據(jù)并做出回應(yīng)。硬件電路的設(shè)計(jì)最重要的選擇用于控制的單片機(jī)，并確定與之配套的外圍芯片，使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又高性能。它從傳統(tǒng)的方式逐步發(fā)展到能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制，使用戶使用起來更加方便、舒適。但總的來說， 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)。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。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。 43 6 第一章 序言 近十幾年來，隨著我國城市建設(shè)的快 速發(fā)展，樓宇照明也相應(yīng)飛速發(fā)展。 35 主機(jī)部分通信程序設(shè)計(jì) 26 單獨(dú)啟停控制程序設(shè)計(jì) 22 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì) 20 SRWF1 模塊的特性 15 時(shí)鐘芯片的接口設(shè)計(jì) 9 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 8 第二章 基于單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架和性能 以設(shè)計(jì)過程為主線，分別從硬件和軟件兩個(gè)方面描述設(shè)計(jì)過程，即從硬件電路的設(shè)計(jì)方法到實(shí)現(xiàn)所要求功能的軟件技術(shù)。該照 明控制系統(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、無線數(shù)傳、控制與顯示等功能。 11 本章小結(jié) 39 本章小結(jié) 在樓宇的照明數(shù)量與質(zhì)量兩個(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。 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，也可以通過無線數(shù)傳模 塊實(shí)現(xiàn)無線通信，從而達(dá)到照明燈具的智能控制。 CPU 配上存放程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、輸入 /輸出（ Input/Output，7 簡(jiǎn)稱 I/O）接口電路以及外部設(shè)備即構(gòu)成單片機(jī)的硬件系統(tǒng)。RS23 RS422 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。本文所研究的照明控制系統(tǒng)主要使用了單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、有線通信技術(shù)和無線數(shù)傳技術(shù)。硬件電路設(shè)計(jì)還包括輸入輸出接口設(shè)計(jì)，畫出詳細(xì)電路圖，標(biāo)出芯片的型號(hào)、器件參數(shù)值，根據(jù)電路圖在仿真機(jī)上進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不當(dāng)及時(shí)修改，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目的。 10 主 控 制 器R S 4 8 5 接 口分 控 制 器R S 4 8 5 接 口分 控 制 器R S 4 8 5 接 口分 控 制 器R S 4 8 5 接 口R S 4 8 5 總 線 圖 有線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)也是由主控制器和分控制器兩部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 2． 3 系統(tǒng)性能指標(biāo)及技術(shù)要求 （ 1） 照明啟?？刂葡到y(tǒng) ① 全開 12 ② 全關(guān) ③ 單獨(dú)開 ④ 單獨(dú)關(guān) （ 2） 照明亮度控制系統(tǒng) ① 全部亮度調(diào)節(jié) ② 單獨(dú)亮度調(diào)節(jié) （ 3） 定時(shí)控制系統(tǒng) ① 對(duì)全部照明燈進(jìn)行定時(shí)控制 ② 對(duì) 每個(gè)照明燈進(jìn)行定時(shí)控制 2． 4 本章小結(jié) 本章主要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)性能指標(biāo)及技術(shù)要求三方面對(duì)所研究的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架和性能進(jìn)行了闡述，該系統(tǒng)由一個(gè)主控制器與若干個(gè)分控制器組成， 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先要從硬件方面著手，在繪制出正確的電路圖后，再按功能要求編制出相應(yīng)的軟件程序，最終要達(dá)到所要求的性能指標(biāo)。每當(dāng)按下一個(gè)鍵時(shí)，對(duì)應(yīng) 的行線與列線就會(huì)連通，這樣單片機(jī)就能檢測(cè)出信號(hào)，并通過鍵盤掃描程序?qū)︽I盤進(jìn)行掃描，以識(shí)別被按鍵的行、列位置。 （ 2）對(duì) +5V 電源進(jìn)行監(jiān)視：當(dāng) +5V 電源正常時(shí)， RESET 為低電平，單片機(jī)正常工作；當(dāng) +5V電源電壓降至 + 以下時(shí)， RESET 輸出高電平，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小于 31日時(shí)可自動(dòng)調(diào)整。 DS1302采用雙電源系統(tǒng)供電， VCC1在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運(yùn)用方式下 VCC2連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。 17 T 1T 2T 圖 脈沖波形圖 則輸出電壓的平均值為： U=VCC T1/T=α VCC 其中α =T1/T（正脈沖的持續(xù)時(shí)間與脈沖周期的比值）稱為占空比，α的變化范圍為 0≤α≤ 1， VCC為電源電壓。當(dāng)檢測(cè)到交流電的過零點(diǎn)時(shí)，就去觸發(fā)雙向可控硅，同時(shí)通過 PWM信號(hào)的輸出控制雙向可控硅的導(dǎo)通時(shí)間，最終達(dá)到控制燈泡亮度的目的。 MAX485芯片內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器。本系統(tǒng)選用的是上海桑銳電子科技有限公司生產(chǎn)的 SRWF1型微功率無線數(shù)傳模塊。 載頻頻率 429438MHz，也可提供315/868/915MHz等載頻 。自動(dòng)過濾掉空中產(chǎn)生的噪音信號(hào)及假數(shù)據(jù)（所發(fā)即 所收）。 可 1次傳輸無限長度的數(shù)據(jù)，用戶編程更加靈活。 可設(shè)置的接口等待時(shí)間使模塊既能用于高速用戶設(shè)備（如 DSP系統(tǒng)）也可適用低速系統(tǒng)（如 51系統(tǒng)）。 23 第四章 基于單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)的軟 件設(shè)計(jì) 軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂，沒有軟件計(jì)算機(jī)不能充分發(fā)揮其功能，這是軟件在計(jì)算機(jī)中的地位，而在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，軟件也是非常重要的。鍵盤用來輸入指令，發(fā)光數(shù)碼管用來顯示單片機(jī)的狀態(tài)，這是一個(gè)比較簡(jiǎn)24 單的人機(jī)交互形式。消抖動(dòng)程序是這樣實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，并不立即認(rèn)為是一次按鍵，而是延時(shí)一段時(shí)間以后再進(jìn)行檢測(cè)，如果三次檢測(cè)都有信號(hào)，那么就認(rèn)為有一次按鍵動(dòng)作發(fā)生了。 25 開 始初 始 化將 第 一 根 列 線 置 高依 次 掃 描 行 線有 信 號(hào) 嗎延 時(shí) 一 次有 信 號(hào) 嗎再 延 時(shí) 一 次有 信 號(hào) 嗎將 上 一 根 列 線 置 低將 下 一 根 列 線 置 高依 次 掃 描 行 線有 信 號(hào) 嗎延 時(shí) 一 次有 信 號(hào) 嗎再 延 時(shí) 一 次有 信 號(hào) 嗎是 第 四 根 列 線 嗎將 第 四 根 列 線 置 低返 回 對(duì) 應(yīng) 鍵 值返 回 對(duì) 應(yīng) 鍵 值返 回 一 個(gè) 值YYYNNNYYYNNNYN 圖 鍵盤掃描程序流程圖 LED數(shù)碼顯示程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用了四位共陽極七段數(shù)碼管，共陽極數(shù)碼管的 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽極（二極管正端 ）連接在一起，通常，公共陽極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。在主從式多機(jī)系統(tǒng)中主機(jī)發(fā)送的信息可以傳送到所有的從機(jī)或指定的從機(jī)，在這里是要發(fā)送給所有的從機(jī)，來控制照明燈的啟停。從機(jī)收到的命令是開燈時(shí)，向 ，打開 MOC3021驅(qū)動(dòng)雙向可控硅，從而就點(diǎn)亮了燈泡；同理，如果收到的命令是關(guān)燈時(shí)，向 平，封閉 MOC3021使雙向可控硅截止，也就達(dá)到了關(guān)閉燈泡的目的。 本系統(tǒng)的通信原理為：從機(jī)在建立與主機(jī)通信之前所有分機(jī)的 SM2都置 1，即隨時(shí)處于對(duì)通信線路監(jiān)聽的狀態(tài)，只能收到主機(jī)發(fā)送來的機(jī)號(hào)信息。 全部啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì) 全部照明啟停