【正文】 遇到的問題及其解決 在本設(shè)計(jì)中做了兩個(gè)控制板作為模擬， 所以兩個(gè)板的電路是完全一樣的。 在本設(shè)計(jì)的 PCB 布線中，本人按照以上的規(guī)定進(jìn)行布線，前幾次布線，結(jié)果不盡人意，后來查閱了相關(guān)指導(dǎo)性的資料和在同學(xué)的幫助下，讓我終于完成較好的布線。 采取的措施 是在電源、地線之間加上去耦電容。一 般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線，快速地把短線連通，然后進(jìn)行迷宮式布線，先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu)化，它可以根據(jù)需要斷開已布的線。 盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。 確定 PCB 的大小 首先，要考慮 PCB 尺寸大小。 第 27 頁(yè) 共 46 頁(yè) （ 7） 注解、修飾 在原理圖上增加一定的注解，使原理圖更易懂、更具有可讀性。步驟如下： （ 1） 建立原理圖 首先必須新建原理圖，禁屠原理圖編輯器，才能進(jìn)行電路圖設(shè)計(jì)。 (2)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)， 根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能編程。 當(dāng)晶振 OSCf =12MHz，設(shè)置波特率為 9600 b/s，定時(shí)器工作模式 2， SMOD=0，則 定時(shí)器的初值可以由公式 求出，為 0FDH 。如果地址不符，則發(fā)復(fù)位信號(hào)（數(shù)據(jù)幀中 TB8=1）；如果地址相符，則清 TB8，開始發(fā) 送數(shù)據(jù)。 （ 3）從機(jī)接收到地址幀后，各自將接收的地址與本機(jī)的地址比較。比如，作為發(fā)送方，必須知道什么時(shí)候發(fā)送信息，發(fā)什么；對(duì)方是否收到，收到的內(nèi)容有沒有錯(cuò)，要不要重發(fā)；怎樣通知對(duì)方結(jié)束等等。 串口接口電路 MAX485 是用于 RS422/485 通信的差分平衡收發(fā)器， 由 MAXIM 公司生產(chǎn)。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。在整個(gè)系統(tǒng)中，這 8 個(gè)引腳還具有專門的第二功能 。具有較高的抗干擾性能。 可以串行口取電，可以驅(qū)動(dòng) max232 與 max485 實(shí)現(xiàn)通信。 圖 MAX485 封裝引腳圖 MAX485 采用單一電源 +5 V 工作，額定電流為 300 μ A，采用半雙工通訊方式。 P3 是控制信號(hào)及 I/O 信號(hào)復(fù)用口，它除了用作 1/O 口之外， 還用于傳送控制信號(hào)。它和 ALU 部件形成了 89S51 的 CPU。 本設(shè)計(jì)的主控制 電路由 89S51 作為 核心 。而且 CAN 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，從而保證不會(huì)因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，使得總線處于“死鎖”狀態(tài)。 RS485 采用半雙工工作方式，支持多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信。其收發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)都是相對(duì)于地信號(hào)的。本系統(tǒng)并不需要進(jìn)行復(fù)雜數(shù)學(xué)模型的計(jì)算工作，數(shù)據(jù)容量也不 多，非常適合使用單片機(jī)作為本系統(tǒng)的微處理器。 方案二：采用 AT89S51 單片機(jī) 作為 控制 系統(tǒng)的方案。 FPGA 采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的 處理速度，適合作為大規(guī)模實(shí)時(shí)系統(tǒng)的控制核心。 家庭最多可以有八個(gè)房間或者樓層，每個(gè)房間或者樓層中有八個(gè)照明燈和一個(gè)控制板，而各個(gè)控制板是互相通信的，可以互相進(jìn)行通信控制。 接收端為實(shí)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)，可以執(zhí)行以下步驟： ⑴ 在接收端設(shè)置一采樣時(shí)鐘頻率計(jì)數(shù)器，當(dāng)檢測(cè)到起始位下降沿時(shí)，將其清零，并開始對(duì)采樣時(shí)鐘計(jì)數(shù)，即每來一個(gè)時(shí)鐘，計(jì)數(shù)器加 1?？臻e位可以沒有，此時(shí)異步傳送的效率為最高。 圖 串行異步數(shù)據(jù)格式 從圖中可以看到以下幾點(diǎn)： ⑴ 起始位：起始位必須是持續(xù)一個(gè)比特時(shí)間的邏輯“ 0”電平，標(biāo)志傳送一個(gè)字符的開始。設(shè)發(fā)送或接收時(shí)鐘的周期為 Tc，頻率為 F的位傳 輸時(shí)間為 Td，則： Tc = 1/F , Td = 1/B 得到： Tc = Td /n 在實(shí)際串行通信中，波特率因子可以設(shè)定。 Td = 1/波特率 = 1/B 例如： B=110 波特 /秒 ， 則 Td = 1/110 ≈ 。所以邏輯 1的頻率比邏輯 0的頻率大一 倍。 ④ 60mA 電流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)。遠(yuǎn)程通信時(shí)，發(fā)送的數(shù)字信息，如 二進(jìn)制數(shù)據(jù)，首先要調(diào)制成模擬信息。 串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫炔⑿袀鬏斅枚啵?適用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信， 對(duì)于覆蓋面極其廣 闊的公用電話系統(tǒng)來說具有更大的現(xiàn)實(shí)意義。計(jì)算 機(jī)內(nèi)的總線結(jié)構(gòu)就是并行通信的例子。本 設(shè)計(jì) 的重點(diǎn)是 串行通信的 設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的家庭燈控制系統(tǒng)往往是一個(gè)房間一個(gè)控制開關(guān) ， 每個(gè)開關(guān)固定地對(duì)應(yīng)控制著一個(gè)燈的亮滅，各個(gè)開關(guān)和房間之間彼此獨(dú)立。 26 系統(tǒng) PCB板的設(shè)計(jì) 11 主控制器的選擇 .................................................................................................................11 控制器的選定及 其簡(jiǎn)介 .................................................................................................... 13 總線芯片的選定及其簡(jiǎn)介 ................................................................................................ 15 電路原理圖設(shè)計(jì) 10 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ......................................................................................... 11 主要元器件的選取 s lifestyle. With the continuous development of science and technology, human society entered the electronic information age. Therefore , with modern hightech electronics and munications technology , this paper is designed home lighting control system . This paper’s design is according to the requirements of the design task and to determine the optimal design. The program to design a household lamp control system of simple, low cost and reliable performance characteristics. In the design there are many of panels connected to the bus in a family. The panels can municate with each other and it is an equal relationship ,there are not Host puter and Slave puter. According to the design, I designed and manufactured two prototypes for demonstration . and further prove that the design of practical application. In the paper mainly discusses the home light control system’s design, the hardware and software design. Focus on narrative the structure of the system, related circuit module design, system programming and system expansion. Finally, a summary of this design. Key words: munication。 各個(gè)控制板間可以互相通信，彼此之間關(guān)系對(duì)等，沒有主從機(jī)之分。 方便、快捷、簡(jiǎn)單，已經(jīng)成為 如今 各種燈控系統(tǒng)的研發(fā)目標(biāo)。 本文根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，并確定出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。 關(guān)鍵字 ： 通信 ； 家庭燈 ； AT89S52； MAX485 Abstract With the improvement of people39。 5 串行通信的發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘 20 通信協(xié)議 ............................................................................................................................ 20 波特率的設(shè)置 .................................................................................................................... 20 單片機(jī)的軟件流程 21 5 硬件系統(tǒng)制作及調(diào)試 ................................................................................ 26 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 通過按鍵選擇所要控制的樓層房間的照明燈，并控制其是關(guān)斷還是開啟 ，取代了必須到各個(gè)房間進(jìn)行控制的繁瑣勞動(dòng) 。發(fā)送設(shè)備將這些數(shù)據(jù)位通過 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線傳送給接收設(shè)備，還可附加一位數(shù)據(jù)校驗(yàn)位。從制造成本的角度來說，增加位寬無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致主板和擴(kuò)充板上的布線數(shù)目隨之增加，成本隨之攀升。當(dāng)并行口完成單詞 “advanced”的傳送任務(wù)時(shí)，串行口中僅傳送了這個(gè)單詞的首字母 “a”。 ② RS232 標(biāo)準(zhǔn)：用 5V— 15V 之間的任意電平表示邏輯“ 1” ；用 +5V — +15V 電平表示邏輯“ 0”，這里采用的是負(fù)邏輯。從圖中可看出。 ⑴比特率：比特率是指每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，用 bps （ bit/s)表示。 ⑵ 接收時(shí)鐘 在接收串行數(shù)據(jù)時(shí)，接收時(shí)鐘的上升沿對(duì)接收數(shù)據(jù)采樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)位檢測(cè)，并將其移入接收器的移位寄存器中，最后組成并行數(shù)據(jù)輸出。收、發(fā)雙方取得同步的方法是采用在字符格式中設(shè)置起始位和停止位。 ⑷ 停止位：停止位為 1位、 位或 2位，可有軟件設(shè)定。接收器的采樣時(shí)鐘的每個(gè)上升沿對(duì)輸入 信號(hào)進(jìn)行采樣，檢驗(yàn)接收數(shù)據(jù)線上的低電平是否保持 8或 9 個(gè)連續(xù)的時(shí)鐘周期，以確定傳輸線上的低電平是否是真的起始位。 第 9 頁(yè) 共 46 頁(yè) 2 燈控系統(tǒng) 的總體設(shè)計(jì) 家庭燈控 系統(tǒng)一般應(yīng)用于小范圍區(qū)域， 機(jī)與機(jī)之間沒有主從之分， 屬于一個(gè)典型的小范圍內(nèi)的分布式應(yīng)用。 單個(gè)控制板的總體原理圖 圖 2. 總體 原理 圖 按鍵 主控制器 控制 輸出 RS485 器件 狀態(tài)顯示 第 11 頁(yè) 共 46 頁(yè) 3 系統(tǒng) 的硬件設(shè)計(jì) 主要元 器件的選取 主控制器的選擇 硬件設(shè)計(jì)過程中控制器是系統(tǒng)的核心部分，它能夠控制系統(tǒng)的信號(hào)的采集及處理功能，它的性能的好壞決定著系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成敗與否，因此 ，必須對(duì) 主控制器從功能和應(yīng)用性能進(jìn)行選擇。 因此它的 抗 干 擾能力強(qiáng)，工作可靠，但其無(wú)法讀取外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)。 綜合上述 三 種方案， 方案一和二功能強(qiáng)大、控制編成復(fù)雜且成本較高，與 方案 三對(duì)比，方案三硬件簡(jiǎn)單、靈活度大、成本較低，而且就目前所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)， AT89S51 單片機(jī)自帶功能基本都能滿足設(shè)計(jì)需求 。 （ 2）總線 標(biāo)準(zhǔn) 的選擇 方案一： 采用 RS232。由于傳輸線通常使用雙絞線，又是差分傳輸，所以又極強(qiáng)的抗共模干擾的能力，總線收發(fā)器靈敏度很高，