【正文】 // 如果是廣播地址，則直接接收數(shù)據(jù) } RI = 0。 /* 串口初始化 */ init_serial()。 } endif （ 2）從機(jī)部分 include include define __MAX_LEN_ 64 // 數(shù)據(jù)最大長(zhǎng)度 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 37 define _MHZ_ 11 // 設(shè)置單片機(jī)使用的晶振頻率 () /* 以下為程序協(xié)議中使用的握手信號(hào) */ define __SUCC_ 0x0f // 數(shù)據(jù)傳送成功 define __ERR_ 0xf0 // 數(shù)據(jù)傳送錯(cuò)誤 void init_serial()。 tmp = (int)((100*_MHZ_)/12)。 TI = 0。 TI = 0。 //工作方式 3， 9 位數(shù)據(jù)位，波特率 9600bps，允許接收 } /* 發(fā)送數(shù)據(jù) */ void send_data(unsigned char *buf) { unsigned char len。 RI = 0。 /* 串口初始化 */ 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 35 init_serial()。 // 該字節(jié)用于保存要通信的從機(jī)地址 /* 為緩沖區(qū)賦初值 */ P0 = 0xff。當(dāng)然我的搭檔和朋友也幫了不少忙，真的很感謝他們。 當(dāng)完成所有的設(shè)計(jì)時(shí)，內(nèi)心無(wú)比的喜悅，有一種莫名的成就感。自己從這次設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多書(shū)面學(xué)不到的知識(shí)，這些都是我一身受用的。從機(jī)部分的數(shù)據(jù)通信過(guò)程受主機(jī)控制，其基本的流程如下： （ 1） 初始化完成后，從機(jī)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，河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 30 數(shù)據(jù)幀將被直接拋棄。而接收數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)地址幀的判斷則是通過(guò)讀取 RB8位來(lái)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。 （ 2） 主機(jī)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(jī)地址，第 9位為 1，表示當(dāng)前幀為地址幀。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 中 斷 程 序 入 口初 始 化接 收 主 機(jī) 發(fā) 送 的 地 址地 址 是 0 0 H 嗎接 收 主 機(jī) 發(fā) 送 的 數(shù) 據(jù)返 回NYY時(shí) 間 到 了 嗎N將 數(shù) 據(jù) 寫(xiě) 入 D S 1 3 0 2 芯 片讀 出 D S 1 3 0 2 芯 片 的 數(shù) 據(jù)關(guān) 閉 照 明 燈 圖 410 全部定時(shí)控制從機(jī)程序流程圖 設(shè)計(jì) 主控制器使用鍵盤輸入被呼叫分控制器的地址， 并通過(guò)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(jī)地址進(jìn)行比較后，判斷是否是呼叫自己，如果是呼叫本機(jī)，就將本機(jī)地址傳送給主控制器，進(jìn)一步接收傳送的數(shù)據(jù)，然后分控制器就將數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DS1302 芯片， 等到設(shè)定的時(shí)間到達(dá)時(shí)就執(zhí)行關(guān)閉照明燈的命令。 表 41 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(guò)把 RST輸入驅(qū)動(dòng) 置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。 該系統(tǒng)的主機(jī)控制程序流程圖同圖 ，從機(jī)控制程序流程圖如圖 48所示 。 在這里對(duì)于燈泡亮度的調(diào)節(jié)是通過(guò) PWM方式來(lái)進(jìn)行的，分控制器選用的是 AT89C2051單片機(jī)，這種單片機(jī)本身沒(méi)有 PWM輸出，只能通過(guò)軟件方法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)主機(jī)發(fā)送從機(jī)的地址信息時(shí)，每幀數(shù)據(jù)的第 9位都為 1，所有從機(jī)都接收到地址信息，然后判斷主機(jī)是否呼叫本機(jī)。 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(tīng)的狀態(tài)，只能收到主機(jī)發(fā)送來(lái)的機(jī)號(hào)信息。 設(shè)計(jì) 全部照明啟?？刂葡到y(tǒng)是利用主控制器上的開(kāi)、關(guān)按鍵來(lái)控制全部照明燈的啟停，控制命令是通過(guò)串口通信方式傳達(dá)到分控制器，分控制器再依據(jù)命令向 口輸出高低電平，來(lái)達(dá)到控制燈泡亮 和 滅的目的。 （ 4） 通過(guò)定時(shí)鍵 來(lái)對(duì)照明燈具進(jìn)行定時(shí)控制的設(shè)置。 由于一般 人按鍵會(huì)有抖動(dòng)， 抖動(dòng)信號(hào)造成 鍵盤掃描時(shí) 會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤的信號(hào)，要不就是掃描不進(jìn)數(shù)據(jù)，要不就是重復(fù)輸入很多次數(shù)據(jù) ，因此需要有一個(gè)消除抖動(dòng)的程序。 本照明控制系統(tǒng)軟件程序總體結(jié)構(gòu)如圖 41 所示。從機(jī)使用單片機(jī)的 控制通信收發(fā)器 MAX485 的工作狀態(tài)，平時(shí)置 為低電平，使從機(jī)串行口處于偵聽(tīng)狀態(tài)。 主機(jī)與從機(jī)的通信電路圖分別如圖 36 與圖 37 所示。 使用 PWM 方法 進(jìn)行可控硅控制時(shí)，調(diào)制頻率不能低于市電頻率，因?yàn)楫?dāng)頻率低于 50Hz 時(shí)，超過(guò)了人眼視覺(jué)暫留效應(yīng)， 用于調(diào)光將產(chǎn)生閃爍的現(xiàn)象。光電耦合器 M0C3021 通過(guò)一個(gè)非門與 89C2051 的 口連接， 當(dāng)此腳輸出高電平時(shí)，將會(huì)封鎖住 MOC3021，使雙向可控硅 BT131 不導(dǎo)通，這樣就會(huì)使照明燈關(guān)閉；當(dāng) 腳輸出低電平時(shí)，使光電耦合器 MOC3021 打開(kāi)驅(qū)動(dòng)雙向可控硅 ，從而將雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通，這樣就開(kāi)啟了所要 控制的照明燈。 分控制器系統(tǒng)的外圍接口電路由晶振、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片、可控硅控制電路、零點(diǎn)檢測(cè)電路、看門狗電路 、通信接口電路 等組成。 鍵盤的接口設(shè)計(jì) 圖 33 4*4 矩陣鍵盤 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。 第二 功能：編程電壓輸入端（ +21V）。除了作 I/O 口外 ,還具有復(fù)用功能 ,比如可以作串口 , 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 外部中斷等等 .作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置 “ 1”。當(dāng)采用外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)， X2 接振蕩信號(hào)，X1 接地 。 8 9 C 5 1晶 振鍵 盤看 門 狗數(shù) 碼 顯 示 及 驅(qū) 動(dòng) 電 路通 信 接 口 電 路電 源 圖 22 主控制器硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 8 9 C 2 0 5 1看門狗晶 振時(shí) 鐘 電 路電 源零 點(diǎn) 檢 測(cè) 電 路可 控 硅 控 制 電 路 圖 23 分控制器硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)在單片機(jī)的控制之下完成數(shù)據(jù)的通信、顯示，同時(shí)能夠控制照明燈具 ，其硬件電路只是系統(tǒng)的實(shí)施工具，大量的工作是由軟件來(lái)完成的。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由三部分組成：（ 1）上位機(jī)系統(tǒng)；（ 2）下位機(jī)系統(tǒng)；（ 3）通信系統(tǒng)。 軟件設(shè)計(jì)部分，首先在總體設(shè)計(jì)中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計(jì)，擬定詳細(xì)的工作計(jì)劃；然后進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，包括各模塊的流程圖，選擇合適的編程語(yǔ)言和工具，進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)等；最后是對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，達(dá)到所需功能要求。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。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)。由于照明控制系統(tǒng)在 樓宇 自控 系統(tǒng)中并非獨(dú)立，同時(shí)控制功能簡(jiǎn)單，因此使用上有一定的局限性。文中詳細(xì)地描述了控制電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括：鍵盤與 LED 顯示電路、 RS485 通信電路、照明燈控制電路以及看門狗電路等。 本文闡述了照明的設(shè)計(jì) 。所以科學(xué)節(jié)能的樓宇照明設(shè)計(jì)日顯重要 。 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。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 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(guò)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)。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)。 軟件設(shè)計(jì)的方法 與開(kāi)發(fā)環(huán)境的選取有著直接的關(guān)系，本系統(tǒng)由于是采用 51 系列單片機(jī)，因此使用 C 語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。主控制器硬件電路結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 圖 31 AT89C51 引腳圖 引腳說(shuō)明： ① 電源引腳 Vcc（ 40 腳）：典型值＋ 5V。除了作 I/O 口外 ,還能作高 8 位地址總線 。 第二功能：編程脈沖輸入。 （ 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)正常河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 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。 晶振的選用 每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng) 里都有晶振，全稱是叫晶體震蕩器，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大， 它 結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。 — P3 口： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 線。燈泡的亮度與加在燈泡兩端的電壓成比例 ，而燈泡兩端的電壓與可控硅的導(dǎo)通角成比例，這樣通過(guò)調(diào)節(jié) PWM 信號(hào)的占空比來(lái)控制可控硅的導(dǎo)通角 。 200mV，大大提高了通信距離，在 100K bps 速率下通信距離可達(dá) 1200m，如果通信距離縮短，最大速率可達(dá) 10M bps。 在進(jìn)行通信時(shí) 只需要一個(gè)信號(hào)控制 MAX485 的接收和發(fā)送即可。 本著軟件設(shè)計(jì)的基本方法，照明控制程序的軟件設(shè)計(jì)方法是利用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化 分析與設(shè)計(jì)方法來(lái)完成的。 矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端， 在進(jìn)行鍵盤掃描時(shí)，首先把矩陣鍵盤列線的第一根線置高，然后分別再檢測(cè)矩陣鍵盤行線是否有高電平的信號(hào)，如果有信號(hào)，那么就證明這根 行線與第一根列線相交處的按鍵被按下了，單片機(jī)就讀入這個(gè)鍵值。 系統(tǒng)的按鍵定義除 了基本的數(shù)字鍵（ 0～ 9）外，將其它的鍵依次定義為開(kāi)、關(guān)、增值 、減 值 、定時(shí)、確認(rèn)六個(gè)命令鍵， 其控制的基本功能是： （ 1） 通過(guò)數(shù)字鍵、確認(rèn)鍵輸入分控制器的地址以及定時(shí)功能的時(shí)間設(shè)置。 這里選 用的 7447 芯片是從 BCD 碼到 SEG7 段碼的轉(zhuǎn)換器，而 74LS138 是一個(gè)地址譯碼器，通過(guò) 74LS138 選通某個(gè)數(shù)碼管，然后根據(jù) 7447 傳送過(guò)來(lái)的 SEG7 段碼的數(shù)據(jù)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 進(jìn)行顯示 ，而在非選通的時(shí)候，數(shù)碼管能夠保持原有的顯示數(shù)據(jù)。主機(jī)與從機(jī)的數(shù)據(jù)通信波特率定為 9600 波特，每個(gè)從機(jī)都有唯一的地址號(hào)，用來(lái)區(qū)分各從機(jī)。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。從機(jī) 根據(jù)命令執(zhí)行 相應(yīng)的 動(dòng)作 ，如果為打開(kāi)命令，則輸出高電平驅(qū)動(dòng)可控硅動(dòng)作，開(kāi)啟照明燈；如果為關(guān)閉命令，則輸出低電平使可控硅截止，停掉照明燈。這樣，在每個(gè) 1/2020秒 的方波周期中，都可以改變方波的輸出占空比，從而控制燈泡的 10個(gè)亮度級(jí)別。 中 斷 程 序 入 口初 始 化接 收 主 機(jī) 發(fā) 送 的 地 址與 本 機(jī) 地 址 相 符 嗎接 收 主 機(jī) 發(fā) 送 的 數(shù) 據(jù)是 調(diào) 亮 命 令 嗎返 回是 調(diào) 暗 命 令 嗎NYYNYN交 流 電 過(guò) 零 點(diǎn) 嗎向 P 3 . 7 口 輸 出 增 加 一 個(gè) 亮度 級(jí) 別 的 P W M 信 號(hào)還 有 數(shù) 據(jù) 嗎交 流 電 過(guò) 零 點(diǎn) 嗎向 P 3 . 7 口 輸 出 減 少 一 個(gè) 亮度 級(jí) 別 的 P W M 信 號(hào)YYYNNN向 主 機(jī) 發(fā) 送 本 機(jī) 地 址 圖 49 單獨(dú)亮度控制從機(jī)程序流程圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 照明定時(shí)控制程序設(shè)計(jì) 照明定時(shí)控制系統(tǒng)是利用從機(jī)即單片機(jī) AT89C2051和時(shí)鐘芯片 DS1302進(jìn)行 數(shù)據(jù)通信，讀取和寫(xiě)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) ，主機(jī)采用串口通信方式對(duì)從機(jī)進(jìn)行定時(shí)時(shí)間的設(shè)置，從機(jī)然后根據(jù)設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行照明燈的啟停控制。同樣，在緊跟 8位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK脈沖的下降沿讀出 DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0位至高位 7。若從機(jī)的控制位 SM2被設(shè)為 1，則當(dāng)接收的是地址幀時(shí)，數(shù)據(jù)裝入 SBUF，并置 RI=1，向 CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)，若接收的是數(shù)據(jù)幀，則不產(chǎn)生中斷，信息被拋棄。 （ 5） 當(dāng)主機(jī)需要與其他從機(jī)通信時(shí)，可以再次發(fā)出地址幀尋呼從機(jī)，重復(fù)這一過(guò)程。 （ 3） 發(fā)送完數(shù)據(jù)后，主機(jī)等待從機(jī)的校驗(yàn)信號(hào)，如果接收到 0X0F數(shù)據(jù)，表示發(fā)送成功，通信結(jié)束，否則主機(jī)將重新發(fā)送數(shù)據(jù)，直至發(fā)送成功。如果函數(shù)返回 0，表示數(shù)據(jù)被成功接收，向主機(jī)發(fā)送成功信號(hào)，隨后，程序?qū)?SM2位置 1，重新開(kāi)始下一個(gè)數(shù)據(jù)通信流程。 首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求用 Protel 99SE 軟件繪制出原理圖， 然后依據(jù)原理圖選擇元器件，在實(shí)驗(yàn)板上布置元器件并連接線路，對(duì)硬件電路進(jìn)行測(cè)試，檢查串行口是否選錯(cuò)，測(cè)量電源是否正常， 復(fù)位電平是否正確，單片機(jī)是否起振等等。隨后在中期階段，杜老師每周都要問(wèn)詢我們的進(jìn)程，很多不懂的東西