【正文】 本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，先編寫各個(gè)功能模塊子程序，然后進(jìn)行組合與調(diào)整，經(jīng)過調(diào)試后，達(dá)到設(shè)計(jì)功能要求。 圖 29）主機(jī)數(shù)據(jù)通信流程圖 從機(jī)部分通信程序設(shè)計(jì) 從機(jī)通信程序也被分為預(yù)定義及全局變量部分、程序初始化部分、數(shù)據(jù)通信流程和接收數(shù)據(jù)部分 4個(gè)部分。主機(jī)首先發(fā)送從機(jī)地址，被叫到的從機(jī)向主機(jī)發(fā)送本機(jī)地址，然后主機(jī)向從機(jī)傳送數(shù)據(jù)，從機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)信息執(zhí)行相應(yīng)的命令。該 口有四種信號(hào)狀態(tài)并對(duì)應(yīng)不同的用戶提示信息，即?！?1”（正常）：開啟室內(nèi)照明電器。 DS12887 時(shí)鐘芯片接口電路設(shè)計(jì) 本 次系統(tǒng) 設(shè)計(jì)中， 燈光設(shè)計(jì)有以時(shí)間作為基準(zhǔn)信號(hào)，故 采用了 DALLAS 公司的 DS12887 芯片。熱釋電紅外傳感器（以下簡(jiǎn)稱：傳感器）由敏感單元、阻抗變換器和濾光窗等三大部分組成。 ADCLK=0。w++) { ADCLK=ADOUT=0。時(shí)序圖如 圖 15） 。 I/O CLOCK從主機(jī)串行接口接收長(zhǎng)度在 10和 16個(gè)時(shí)鐘之間的輸入序列。信號(hào) 經(jīng)過采集送入 A/D 轉(zhuǎn)換電路，通過單片機(jī)處理后，最終作為系統(tǒng)應(yīng)用程序進(jìn)行開關(guān)燈判斷的依據(jù)。 本系統(tǒng)的有線通信方式采用 RS485 總線 進(jìn)行通信。 分控制器系統(tǒng)的硬件電路 如下： 圖 9）分控制器系統(tǒng)的硬件電路 AT89C2051 單片機(jī) 共有二十個(gè)引腳。 4 個(gè) 7 段數(shù)碼管都被接成共陽(yáng)極方式。主控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖如圖 5） 所示 ： 圖 5）主控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖 鍵盤的接口 設(shè)計(jì) 鍵盤的結(jié)構(gòu)形式有兩種，即獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤。做到光線暗時(shí)開燈，雨天陰天時(shí)開燈，無(wú)人時(shí)關(guān)燈，光線亮?xí)r關(guān)燈，晴天時(shí)關(guān)燈，休息時(shí)間關(guān)燈。 圖 1） 系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)框圖 上位機(jī)系統(tǒng) ： 系統(tǒng)的主控制器通過 RS485 總線將數(shù)據(jù)或命令發(fā)送給分控制器，同時(shí)將信息送給數(shù)碼顯示單元進(jìn)行顯示，并有看門狗電路對(duì)運(yùn)行程序進(jìn)行有效監(jiān)視。 方案二： RS485總線，通信距離為幾十米到上千米時(shí)，因此長(zhǎng)距離要求時(shí)被廣泛采用。 串行總線 接口 的選擇 在串行通信時(shí)，要求通信雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，是不同的設(shè)備可以方便地連接起來(lái)進(jìn)行通信。在動(dòng)態(tài)顯示方式下電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，故采用此方式。傳感器輸出變化的電壓信號(hào)給控制器，控制器根據(jù)接收到的信號(hào)的變化來(lái)決定下一步將要執(zhí)行的動(dòng)作。 微處理器的選擇 方案一 ： 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 6 8031 芯片內(nèi)部無(wú) ROM， 需要外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器 ,由此造成電路焊接的困難 ， 況且使用 8031 還需要另外購(gòu)買其他的芯片 ，如 A/D 轉(zhuǎn)換及定時(shí) /計(jì)數(shù)器（ PWM）等芯片， 從而造成成本較高 ， 性價(jià)比低。所以要做到合理、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，首先應(yīng)采用先進(jìn)成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，如電光源、燈具、照明控制系統(tǒng)。通過不斷的摸索，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)燈光的控制。這種有 意 和無(wú) 意 的浪費(fèi)， 不僅是浪費(fèi)了國(guó)家資源，而且 給 學(xué)校帶來(lái)了 沉重的負(fù)擔(dān) 。 第 2 天：確定設(shè)計(jì)方案。要求對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析、比較、論證，畫出方框圖，并簡(jiǎn)述工作原理。 本文介紹了基于 單片機(jī) 的室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)及其原理，提出了有效的節(jié)能控制方法。 關(guān)鍵詞： 燈光控制系統(tǒng)； AT89C51； AT89C2051； 節(jié)能；采集電路 目錄 1 引言 ............................................................................................................................. 5 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 4 2 總體方案設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 5 硬件方案論證 ..................................................................................................... 5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 8 系統(tǒng)邏輯算法的設(shè)計(jì) ........................................................................................ 10 3 系統(tǒng)單元電路的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 11 主控制機(jī)電路設(shè)計(jì) ............................................................................................ 11 分控制器電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................ 14 RS485通信電路設(shè)計(jì) ......................................................................................... 15 信號(hào)采集電路設(shè)計(jì) ......................................................................................... 17 DS12887時(shí)鐘芯片接口電路設(shè)計(jì) ...................................................................... 21 輸出驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) .......................................................................................... 22 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………… ..23 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì) ........................................................................................ 23 照明啟 ?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì) ................................................................................... 25 照明控制程序設(shè)計(jì) .......................................................................................... 28 RS485通信程序設(shè)計(jì) ....................................................................................... 30 附錄： ........................................................................................................................... 34 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 5 1 引言 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、控制等技術(shù)的發(fā)展 ,智能建筑的發(fā)展越來(lái)越迅猛。因此，適應(yīng)不同個(gè)人和工作需要，結(jié)合自動(dòng)調(diào)節(jié)與手動(dòng)調(diào)節(jié)的智能化照明系統(tǒng)已經(jīng)成為必不可少了。 方案二 ： ATMEL 公司 MCS51 系列單片機(jī)中的 AT89C51 芯片，它是低壓高性能CMOS 8 位微處理器，帶有 4k 字節(jié) 可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器 ， 128 字節(jié)內(nèi)部 隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM） ， 15 個(gè) I／ O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器， — 個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口。光敏電阻是一種非常常用的光電元件。 本系統(tǒng)采用了四位共陽(yáng)極七段數(shù)碼管，共陽(yáng)極數(shù)碼管的 8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極（二極管正端）連接在一起，通常 公共陽(yáng)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 。當(dāng)前流行的接口有： RS232C和 RS485。RS485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。主控制器硬件電路結(jié)構(gòu)如圖 2） 所示。在確保室內(nèi)正常照明同時(shí)，可有效防止無(wú)人燈（無(wú)人時(shí)開燈）﹑無(wú)效燈（光線亮?xí)r開燈）、無(wú)限燈（休息時(shí)間開燈），從而達(dá)到節(jié)電目的 。本系統(tǒng)使用的是 4 4矩陣式鍵盤，第一行從左到右為 4，第二行為 8，第三行為 0、開、關(guān)，第四行為增值、減值、定時(shí)、確認(rèn)。 如圖 7）： 圖 7） 數(shù)碼顯示與驅(qū)動(dòng)電路 原理圖 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 14 看門狗監(jiān)控 電路的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 MAXIM 公司的低成本微處理器監(jiān)控芯片 MAX813L 構(gòu)成硬件狗，與 AT89C51 的接口電路附錄 所示。 P1 口 8 個(gè)引角，準(zhǔn)雙向端口。 在這里使用的是主從式通信方式，主機(jī)由主控制器充當(dāng)，從機(jī)為分控制器。 在本次設(shè)計(jì)中選用了帶串行控制的 10 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 TLC1549，它是由德州儀器（ Texas Instruments 簡(jiǎn)寫為 TI）公司生產(chǎn)的，它采用 CMOS 工藝，具有自動(dòng)采樣和保持，采用差分基準(zhǔn)電壓高阻抗輸入，抗干擾性能好，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，總不可調(diào)整誤差 達(dá)到 (177。開始 10個(gè) I/O 時(shí)鐘提供采樣模擬輸入的控制時(shí)序。 TLC1549 的數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì) /* AetAD()TLC1549 數(shù)據(jù)采集 */ sbit ADCLK=P1^0。 vol=0。 } ADCS=1。圖 161） 為它們的頂視圖，其中較大的矩形部分為濾光窗，圖 162）為底視圖，圖 163） 為側(cè)視圖， P P2為兩個(gè)敏感單元，面積約 2 1mm2，間距 1mm。 DS12887 為 DALLAS 公司生產(chǎn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，除具有實(shí)時(shí)鐘功能外，它還具有 114 字節(jié)的通用 RAM，采用 CMOS 技術(shù)制成，具有內(nèi)部晶振和時(shí)鐘芯片備份鋰電池，而且它與 目前應(yīng)用廣泛的時(shí)鐘芯片 MC146818B 和DS1287 管腳兼容。?！?0”（正常）：關(guān)閉室內(nèi)照明電器。 該系統(tǒng)的主機(jī)和從機(jī)控制程序流程圖分別如圖 25） 與 圖 26）所示： 中斷程序入口初始化接收主機(jī)發(fā)送的地址地址是 00 H 嗎接收主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)是打開命令嗎向 P 3 . 7 口輸出高電平返回是關(guān)閉命令嗎向 P 3 . 7