【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(jī)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(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行光電隔離。模塊的數(shù)據(jù)輸入和輸出端與單片機(jī)的串行口連接，即模塊的串行數(shù)據(jù)發(fā)射 端 TXD與單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)輸入端 RXD連接；模塊的串行數(shù)據(jù)接收端 RXD與單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)輸出端 TXD連接。 e） 傳輸距離遠(yuǎn)。 h） 雙串口， 3種接口方式。 接收電流 20mA，發(fā)射電流 40mA,休眠時(shí)電流僅為20uA。在照明控制系統(tǒng)中，硬件設(shè)備的功能是由軟件來(lái)定義的，如系統(tǒng)要控制分布的照明燈具，通過(guò)有線與無(wú)線串行通信程序來(lái)完成控制功能，通過(guò)軟件定義鍵盤(pán)功能，通過(guò)編程完成 LED數(shù)碼顯示等等，由此可見(jiàn)，軟件是控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。 鍵盤(pán)掃描程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的鍵盤(pán)采用的是 4 4矩陣式鍵盤(pán)，矩陣式鍵盤(pán)由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點(diǎn)上。即先令 0，然后讀入列值，若列值等于 FH,說(shuō)明該行無(wú)鍵按下，再令 0，對(duì)下一行進(jìn)行掃描；若掃描某一行讀入的列值不等于 FH,則說(shuō)明該行有鍵按下，求出鍵值。 系統(tǒng)通過(guò)軟件方法實(shí)現(xiàn)該功能，即定義開(kāi)、關(guān)、增值、減值、定時(shí)、確認(rèn)等命令鍵，利用鍵盤(pán)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。 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(lái)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。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(kāi)始 接收主機(jī)發(fā)送來(lái)的命令。如果呼叫本機(jī)則進(jìn)入正式通信狀態(tài)，清除 SM2，并把本機(jī)地址號(hào)發(fā)送給主機(jī)作為應(yīng)答，然后才開(kāi)始接收主機(jī)發(fā)送來(lái)的信息。在一定頻率的方波中，調(diào)整高電平和低電平的占空比，即可實(shí)現(xiàn)。 單獨(dú)亮度控制程 序設(shè)計(jì) 單獨(dú)照明亮度控制系統(tǒng)通信原理基本上與單獨(dú)照明啟?？刂葡到y(tǒng)相同，也是開(kāi)始時(shí)所有從機(jī)處于 偵聽(tīng) 狀態(tài)，等待主機(jī)的呼叫，當(dāng)主機(jī)發(fā)出某一從機(jī)的地址時(shí)，所有從機(jī)將接收到的地址與本機(jī)地址相比較，如果相符，說(shuō)明主機(jī)在呼叫自己，然后發(fā)回應(yīng)答信號(hào)，表示準(zhǔn)備好開(kāi)始接收后面的命令，否則不予理睬，繼續(xù) 偵聽(tīng) 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(shù)據(jù)的傳送手段。單獨(dú)定時(shí)控制的主機(jī)程序流程圖同圖 ，從機(jī)程序流程圖如圖 。 c） 從機(jī)接收到地址幀后，如果是廣播地址幀，則所有從機(jī)都將其 SM2位置 0，準(zhǔn)備接收主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)或命令；如果不是廣播地址幀，則將本機(jī)地址與幀中地址進(jìn)行比較。 單片機(jī)的串口工作在方式 3下，其波特率由定時(shí)器 1（ T1）的溢出率決定，計(jì)算公式為： 波特率 = 322SMOD ? T1 的溢出率 定時(shí)器 T1的溢出率的計(jì)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(shù)據(jù)接收（收到地址幀），則從機(jī)會(huì)將該幀中的地址信息先與廣等待從機(jī)應(yīng)答 開(kāi)始 結(jié)束 發(fā)送地址幀 調(diào)用發(fā)送函 數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù) 等待從機(jī)應(yīng)答 是廣播地址嗎 發(fā)送成功嗎 應(yīng)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(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 30 播地址進(jìn)行比較，如果是廣播地址，則做好接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，如果是其它地址，則與本機(jī)地址比較，如果相同，則發(fā)送應(yīng)答信息，應(yīng) 答信息內(nèi)容應(yīng)為本機(jī)地址，否則丟棄當(dāng)前數(shù)據(jù)，從機(jī)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(lái)完成，可保證在任何一個(gè)瞬間，通信網(wǎng)中只有一個(gè)模塊處于發(fā)送狀態(tài)，避免相互干擾。首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求用 Protel DXP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。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò) 大學(xué) 生活的 電子系的所有同學(xué) ，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)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(jī)部分 河北工業(yè)大學(xué) 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(hào) */ 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(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 40 unsigned char len。 ecc = len。 buf++。 河北工業(yè)大學(xué) 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(xiàng)目的最終完成， 劉 老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 無(wú)線數(shù)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(jī)和從機(jī)的數(shù)河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 31 據(jù)通信程序流程圖分別如圖 。 無(wú)線數(shù)傳通信程序設(shè)計(jì) 這里所設(shè)計(jì)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是采用主從式通信方式，主控制器設(shè)為主站，所有分控制器設(shè)為從站，所有從站都編一個(gè)唯一的地址。 圖 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。 表 43 數(shù)據(jù) 傳輸 格式 字節(jié)數(shù) N 字節(jié)數(shù) 1 字節(jié)數(shù) 2 …… 數(shù)據(jù) N 字節(jié)奇偶校驗(yàn) 在程序中，第 9位發(fā)送數(shù)據(jù)位 SCON中的 TB8位，第 9位接收數(shù)據(jù)位為 SCON的 RB8位，因此，發(fā)送數(shù)據(jù)前，可以通過(guò)對(duì) TB8位置 1或 0來(lái)確定要發(fā)送的是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。利用這一功能，可以按照如下步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 圖 全部定時(shí)控制從機(jī)程序流程圖 中斷 入口程序 初始化 接收主機(jī)發(fā)送的地址 讀出 DS1302 芯片的數(shù)據(jù) 關(guān)閉照明燈 地址是 00H 嗎 時(shí)間到了嗎 返回 接收主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù) 將數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DS1302 芯片 Y Y N N 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 27 圖 單獨(dú)定時(shí)控制從機(jī)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(jī)控制流程圖同圖 ，從機(jī)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(shè)計(jì) 全部照明亮度控制系統(tǒng)就是主機(jī)向從機(jī)發(fā)送廣播地址，所有從機(jī)都接收主機(jī)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)信息，然后根據(jù)命令是調(diào)亮還是調(diào)暗來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的燈泡亮度控制。 照明亮度控制程序設(shè)計(jì) 照明亮度控制系統(tǒng)是利用主控制器鍵盤(pán)上的增值與減值鍵，通過(guò)串口通信方式來(lái)控制分控制器所控制的照明燈的亮度。其具體的工作過(guò)程是：所有的從機(jī)在通信之前都把 SM2位置 1，隨時(shí)處于偵聽(tīng)狀態(tài)。工作方式：定時(shí)器 T1設(shè)置為方式 2，串口設(shè)置為工作方式 3。 圖 LED數(shù)碼顯示程序流程圖 照明啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì) 照明的啟?？刂浦饕怯芍骺刂破靼l(fā)出指令，通過(guò) RS485通信方式或無(wú)線數(shù)傳方式控制全部或部分分控制器所控制照明燈具的啟停，因此照明啟停控制程序由兩部分組成，即全部啟?？刂婆c單獨(dú)啟停控制兩部分。 c） 利用增值、減值鍵控制照明燈具的亮度。 c)若確實(shí)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(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。 ATMega8L的看門(mén)狗監(jiān)控內(nèi)部功能，改變了傳統(tǒng)產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)，提高了產(chǎn)品 的可靠性。 即使是半雙工通信，用戶也無(wú)需編制多余的程序，只要從接口收 /發(fā)數(shù) 據(jù)即可，其它如空中收 /發(fā)轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)連接，控制等操作， SRWF1型模塊能夠自動(dòng)完成。 SRWF1型模塊標(biāo)準(zhǔn)配置提供 8個(gè)信道，根據(jù)用戶需要，可擴(kuò)展到 16/32信道，滿足用戶多種通信組合方式的需求?；?FSK的調(diào)制方式，采用高效 無(wú)線 通信協(xié)議，在信道誤碼 率為 102時(shí)，可得到實(shí)際誤碼率 105～ 106。單片機(jī)與無(wú)線數(shù)傳模塊之間可以進(jìn)行信息的傳送與回饋，即所謂的雙向通信。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。 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。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。當(dāng) VCC1 大于 VCC2+ 時(shí)， VCC1 給 DS1302 供電。 RST 接在 上，此引腳為高電平時(shí)，選中該芯片，可對(duì)其進(jìn)行操作。 d）手動(dòng)復(fù)位：如果需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，只要按下手動(dòng)復(fù)位按鈕，就能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的復(fù)位。由單片機(jī)的 ～ 口輸出的四位BCD 碼，經(jīng) 7447 芯片后，翻譯成 7 段數(shù)碼管 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 相應(yīng)的段，并輸出點(diǎn)亮數(shù)碼管相應(yīng)的段。 主控制器系統(tǒng)的外圍接口電路由鍵盤(pán)、數(shù)碼顯示及驅(qū)動(dòng)電路、晶振、看門(mén)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(shù)據(jù)信息、接收應(yīng)答信息等，分控制器接收數(shù)據(jù)與遙控指令，完成對(duì)照明燈具的控制。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 Keil C 語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成完整的單片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，兩者相輔相成，缺一不可。 單片微型計(jì)算機(jī)就是將中央處理單元、存儲(chǔ)器、定時(shí) /計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。但總的來(lái)說(shuō)，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)。故當(dāng)樓宇自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，照明系統(tǒng)亦受到影響。在樓宇的照明數(shù)量與質(zhì)量?jī)蓚€(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(jiàn)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(guò)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(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，從而達(dá)到照明燈具的智能控制。 1． 4 無(wú)線數(shù)傳技術(shù) 有線傳輸?shù)姆绞诫m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(jīng)在眾多方面被無(wú)線傳輸方式所取代。 單片機(jī)由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)組成。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)