【正文】 p1R X D /P 3. 02T X D /P 3. 13X T A L 24X T A L 15I N T 0/ P 3. 26I N T 1/ P 3. 37T 0/ P 3. 48T 1/ P 3. 59GND10V C C20P 1. 719P 1. 618P 1. 517P 1. 416P 1. 315P 1. 214P 1. 1/ A I N 113P 1. 0/ A I N 012P 3. 71189 C 20 51 圖 從機通信電路圖 為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，采用光電耦合器 TLP521對通信系統(tǒng)進行光電隔離。模塊的數據輸入和輸出端與單片機的串行口連接，即模塊的串行數據發(fā)射 端 TXD與單片機的串行數據輸入端 RXD連接；模塊的串行數據接收端 RXD與單片機的串行數據輸出端 TXD連接。 e） 傳輸距離遠。 h） 雙串口， 3種接口方式。 接收電流 20mA，發(fā)射電流 40mA,休眠時電流僅為20uA。在照明控制系統(tǒng)中，硬件設備的功能是由軟件來定義的，如系統(tǒng)要控制分布的照明燈具，通過有線與無線串行通信程序來完成控制功能，通過軟件定義鍵盤功能，通過編程完成 LED數碼顯示等等，由此可見，軟件是控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分。 鍵盤掃描程序設計 本系統(tǒng)的鍵盤采用的是 4 4矩陣式鍵盤，矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點上。即先令 0，然后讀入列值，若列值等于 FH,說明該行無鍵按下，再令 0，對下一行進行掃描；若掃描某一行讀入的列值不等于 FH,則說明該行有鍵按下，求出鍵值。 系統(tǒng)通過軟件方法實現(xiàn)該功能，即定義開、關、增值、減值、定時、確認等命令鍵，利用鍵盤掃描程序獲取對應命令鍵的鍵值，然后執(zhí)行相應的子程序，實現(xiàn)所要求的控制功能。 在這個多機系統(tǒng)中采用的是主從式通信方式，主機即主控制器處于主導和支配地位，從機即分控制器一般以中斷方式來接收和發(fā)送數據。主機向從機發(fā)送廣播地址信息時，廣播地址為 00H，所有分機都接收到廣播地址信息，然后進入正常通信狀態(tài)，清除 SM2位，開始 接收主機發(fā)送來的命令。如果呼叫本機則進入正式通信狀態(tài)，清除 SM2，并把本機地址號發(fā)送給主機作為應答，然后才開始接收主機發(fā)送來的信息。在一定頻率的方波中，調整高電平和低電平的占空比，即可實現(xiàn)。 單獨亮度控制程 序設計 單獨照明亮度控制系統(tǒng)通信原理基本上與單獨照明啟停控制系統(tǒng)相同，也是開始時所有從機處于 偵聽 狀態(tài)，等待主機的呼叫，當主機發(fā)出某一從機的地址時，所有從機將接收到的地址與本機地址相比較，如果相符，說明主機在呼叫自己，然后發(fā)回應答信號，表示準備好開始接收后面的命令，否則不予理睬，繼續(xù) 偵聽 呼叫地址。 RST輸入有兩種功能：首先， RST接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數據的傳送手段。單獨定時控制的主機程序流程圖同圖 ，從機程序流程圖如圖 。 c） 從機接收到地址幀后，如果是廣播地址幀，則所有從機都將其 SM2位置 0，準備接收主機發(fā)送的數據或命令；如果不是廣播地址幀，則將本機地址與幀中地址進行比較。 單片機的串口工作在方式 3下，其波特率由定時器 1（ T1）的溢出率決定，計算公式為： 波特率 = 322SMOD ? T1 的溢出率 定時器 T1的溢出率的計算公式為： 溢出率 = 32oscf ? （ k2 T1的初始值） 則波特率的公式變?yōu)椋? 波特率 = 322SMOD ? 32oscf ? （ k2 T1的初始值） 系統(tǒng)所采用的晶振頻率為 ， T1工作在模式 3下，波特率 =9600b/s。 b） 如果串口有數據接收（收到地址幀），則從機會將該幀中的地址信息先與廣等待從機應答 開始 結束 發(fā)送地址幀 調用發(fā)送函 數發(fā)送數據 等待從機應答 是廣播地址嗎 發(fā)送成功嗎 應答信息與發(fā)送的地址相符嗎 Y Y Y N N N 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 30 播地址進行比較，如果是廣播地址，則做好接收數據的準備，如果是其它地址，則與本機地址比較，如果相同，則發(fā)送應答信息，應 答信息內容應為本機地址，否則丟棄當前數據，從機繼續(xù)處于等待呼叫狀態(tài)。 這些工作都 需要通信協(xié)議來完成，可保證在任何一個瞬間，通信網中只有一個模塊處于發(fā)送狀態(tài)，避免相互干擾。首先根據設計要求用 Protel DXP軟件繪制出原理圖，然后依據原理圖選擇元器件，在實驗板上布置元器件并連接線路，對硬件電路進行測試，檢查串行口是否選錯，測量電源是否正常，復位電平是否正確，單片機是否起振等等。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過 大學 生活的 電子系的所有同學 ，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 P0 = 0xff。 init_serial()。 RI = 0。 } void send_data(unsigned char *buf) unsigned char len。 TI = 0。 TI = 0。 tmp = (int)((100*_MHZ_)/12)。 } end if （ 2）從機部分 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 38 include include define __MAX_LEN_ 64 define _MHZ_ 11 /* 以下為程序協(xié)議中使用的握手信號 */ define __SUCC_ 0x0f define __ERR_ 0xf0 void init_serial()。 init_serial()。 } RI = 0。 while(tmp == 0xff) { tmp = recv_data(buf)。 } unsigned char recv_data(unsigned char *buf) { 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 40 unsigned char len。 ecc = len。 buf++。 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 41 TI = 0。 SBUF = __SUCC_。 TL1= PCON=0x80。 } TI = 0。 ecc = tmp^ecc。 ecc = ecc^(*buf)。 len = SBUF。 PCON = 0x80。 SM2 = 0。 tmp = SBUF。 P1 = 0xff。 ktmp。 unsigned char j。 buf++。 SBUF = len。 PCON = 0x80。 while(!RI)。 P0 = 0xff。 unsigned char tmp。從課題的選擇到項目的最終完成， 劉 老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。 無線數傳的通信協(xié)議與流程基本上與 RS485通信程序相同，因此主機和從機的數河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 31 據通信程序流程圖分別如圖 。 無線數傳通信程序設計 這里所設計的無線數據傳輸系統(tǒng)是采用主從式通信方式，主控制器設為主站，所有分控制器設為從站，所有從站都編一個唯一的地址。 圖 主機數據通信流程圖 從機部分通信程序設計 從機通信程序也被分為預定義及全局變量部分、程序初始化部分、數據通信流程和接收數據部分 4個部分。 表 43 數據 傳輸 格式 字節(jié)數 N 字節(jié)數 1 字節(jié)數 2 …… 數據 N 字節(jié)奇偶校驗 在程序中，第 9位發(fā)送數據位 SCON中的 TB8位，第 9位接收數據位為 SCON的 RB8位，因此，發(fā)送數據前，可以通過對 TB8位置 1或 0來確定要發(fā)送的是地址幀還是數據幀。利用這一功能，可以按照如下步驟進行數據通信 圖 全部定時控制從機程序流程圖 中斷 入口程序 初始化 接收主機發(fā)送的地址 讀出 DS1302 芯片的數據 關閉照明燈 地址是 00H 嗎 時間到了嗎 返回 接收主機發(fā)送的數據 將數據寫入 DS1302 芯片 Y Y N N 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 27 圖 單獨定時控制從機控制程序流程圖 a） 將所有 SM2位置 1，使其處于只接收地址幀的狀態(tài)。該系統(tǒng)的主機控制流程圖同圖 ，從機的控制流程圖如圖 。DS1302的控制字如表 42所示。 全部亮度控制程序設計 全部照明亮度控制系統(tǒng)就是主機向從機發(fā)送廣播地址，所有從機都接收主機發(fā)送來的數據信息，然后根據命令是調亮還是調暗來進行相應的燈泡亮度控制。 照明亮度控制程序設計 照明亮度控制系統(tǒng)是利用主控制器鍵盤上的增值與減值鍵，通過串口通信方式來控制分控制器所控制的照明燈的亮度。其具體的工作過程是：所有的從機在通信之前都把 SM2位置 1，隨時處于偵聽狀態(tài)。工作方式：定時器 T1設置為方式 2，串口設置為工作方式 3。 圖 LED數碼顯示程序流程圖 照明啟?？刂瞥绦蛟O計 照明的啟停控制主要是由主控制器發(fā)出指令，通過 RS485通信方式或無線數傳方式控制全部或部分分控制器所控制照明燈具的啟停，因此照明啟?？刂瞥绦蛴蓛刹糠纸M成，即全部啟停控制與單獨啟?？刂苾刹糠?。 c） 利用增值、減值鍵控制照明燈具的亮度。 c)若確實有鍵按下，則求出按下鍵的鍵值。 圖 照明控制系統(tǒng)軟件程序總體結構圖 人機交互程序設計 系統(tǒng)的人機交互程序設計，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。 ATMega8L的看門狗監(jiān)控內部功能，改變了傳統(tǒng)產品的組織結構，提高了產品 的可靠性。 即使是半雙工通信，用戶也無需編制多余的程序，只要從接口收 /發(fā)數 據即可，其它如空中收 /發(fā)轉換，網絡連接，控制等操作， SRWF1型模塊能夠自動完成。 SRWF1型模塊標準配置提供 8個信道，根據用戶需要，可擴展到 16/32信道，滿足用戶多種通信組合方式的需求?；?FSK的調制方式，采用高效 無線 通信協(xié)議，在信道誤碼 率為 102時，可得到實際誤碼率 105～ 106。單片機與無線數傳模塊之間可以進行信息的傳送與回饋，即所謂的雙向通信。在進行通信時 只需要一個信號控制 MAX485的接收和發(fā)送即可。 200mV，大大提高了通信距離，在 100K bps 速率下通信距離可達 1200m，如果通信距離縮短，最大速率可達 10M bps。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通角成比例，這樣通過調節(jié) PWM 信號的占空比來控制可控硅的導通角。當 VCC1 大于 VCC2+ 時， VCC1 給 DS1302 供電。 RST 接在 上，此引腳為高電平時，選中該芯片，可對其進行操作。 d）手動復位：如果需要對系統(tǒng)進行手動復位，只要按下手動復位按鈕，就能對系統(tǒng)進行有效的復位。由單片機的 ～ 口輸出的四位BCD 碼，經 7447 芯片后，翻譯成 7 段數碼管 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 相應的段，并輸出點亮數碼管相應的段。 主控制器系統(tǒng)的外圍接口電路由鍵盤、數碼顯示及驅動電路、晶振、看門狗電路、通信接口電路等幾部分組成。主控制器是發(fā)送遙控指令、發(fā)送數據信息、接收應答信息等，分控制器接收數據與遙控指令，完成對照明燈具的控制。軟件 設計的方法與開發(fā)環(huán)境的選取有著直接的關系，本系統(tǒng)由于是采用 51 系列單片機，因此使用 Keil C 語言進行開發(fā)。軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構成完整的單片微型計算機系統(tǒng)，兩者相輔相成，缺一不可。 單片微型計算機就是將中央處理單元、存儲器、定時 /計數器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。但總的來說，RS23 RS422 與 RS485 最初都是由電子工業(yè)協(xié)會（ EIA）制訂并發(fā)布的， EIA 于1983 年在 RS422 基礎上制定了 RS485 標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上，同時增加了發(fā)送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為 TIA/EIA485A 標準。故當樓宇自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，照明系統(tǒng)亦受到影響。在樓宇的照明數量與質量兩個方面均有顯著的變化與提高，特別是隨著人民生活水平進入小康水平，樓宇照明水平提高很快，追求人工照明光環(huán)境的舒適性、個性化、安全、節(jié)能等方面日見突出。 本系統(tǒng)是以單片機為控制器的核心，其中上位機是以 AT89C51 為基礎，下位機是以 AT89C2051 為基礎，再 連接外圍電路，通過現(xiàn)場總線 RS485 通信方式實現(xiàn)照明燈具的智能控制，也可以通過無線數傳模塊實現(xiàn)無線通信，從而達到照明燈具的智能控制。 1． 4 無線數傳技術 有線傳輸的方式雖然使用非常廣泛且可靠性較高，但由于各方面的局限性，已經在眾多方面被無線傳輸方式所取代。 單片機由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)組成。軟件設計部分，首先在總體設計中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設