【正文】 ................................................................................... 35 致謝 ............................................................................................. 36 5 緒論 隨 著 中 國 城 市 和 經(jīng) 濟(jì) 的 迅 速 發(fā) 展 ，城 市 照 明 交 通 安 全 和 燈 飾 美 化 工程 也 越 來 越 受 到 普 遍 關(guān) 注 ，同 時 為 了 符 合 節(jié) 約 型 、可 持 續(xù) 性 發(fā) 展 社 會 的標(biāo) 準(zhǔn) ，產(chǎn) 生 了 對 路 燈 、燈 飾 工 程 監(jiān) 管 改 革 的 需 求 。 LED 照明 作為 一 種 較 新 的 技 術(shù) ， 廣 泛 用 于 各 種 照 明 中 。 設(shè)置開 關(guān) 燈 時 間 表 ， 可 實(shí) 現(xiàn) 路 燈 全 夜 燈 和 半 夜 燈 自 動 定 時 控 制 ，管 理 人 員 可針 對 具 體 的 情 況 對 某 一 個 或 多 個 終 端 隨 時 進(jìn) 行 開 關(guān) 控 制 (分 組 、 分 區(qū) 、全 部 開關(guān)等方式 )；還可根據(jù) 日光 的 變 化 進(jìn) 行 的 “光控 ”，通過 主 站控制器 采 樣 個 時段 日 照 強(qiáng) 度 ， 通過 RS4 85 通 信 的 方 式 控 制 從 站 實(shí) 現(xiàn) 路 燈 的光 照 強(qiáng) 度 的 改 變 ，達(dá) 到 “光控 ”的 目 的 ， 這 樣 不 僅 節(jié) 約 電 能 ， 而 且 也 保 護(hù)了 路 燈 ，延 長 了 它 們 的 使 用 壽 命 ；還 可 根 據(jù) 分 站 控 制 器 的 傳 感 器 感 應(yīng) 公路 上 行 車 和 行 人 ，將 這 些 信 息 反 饋 給 主 站 控 制 中 心 ，由 主 站 智 能 控 制 器決 定 是 否 打 開 燈 ， 以 及 打 開 燈 的 數(shù) 量 和 光 照 強(qiáng) 度 。 驅(qū) 動 部 分 利 用 MCU 產(chǎn)生 P WM 信號 調(diào) 制 恒 流 源 來 驅(qū)動多 路 白 光 LED 進(jìn) 行 照 明 （ 使 用 多 路 LED 是 為 了 保 證 照 明 的 亮 度 ） 。 該 模 擬 控 制 系 統(tǒng) ，能 有 效 的 節(jié) 約 能 源 ，減 少 照 明 燈 具 的 損 耗 。 （ 5） 當(dāng) 路 燈 出 現(xiàn) 故 障 時 （ 燈 不 亮 ） ， 支 路 控 制 器 應(yīng) 發(fā) 出 聲 光 報 警信 號 ， 并 顯 示 有 故 障 路 燈 的 地 址 編 號 。 10 第二章 硬件設(shè)計(jì)方案 主控芯片 控 制 芯 片 采 用 AT MEL 公司的 AT 89S 52 單 片 機(jī) ， AT 89S5 2 是 一 種低 功 耗 、高 性 能 CMOS8 位 微 控 制 器 ，具 有 8K 在 系 統(tǒng) 可 編 程 F las h 存儲器 ， 可 反 復(fù) 擦 寫 1000 次 。 單片機(jī)及外圍電路原理圖 11 單片機(jī)的電源設(shè)計(jì) AT 89S5 2 的 工 作 電 壓 4. 0 V5. 5 V， 電 源 電 路 采 用 線 性 穩(wěn) 壓 電 源 ， 電源 電 路 如 圖 33 所 示 。 74LS164 是 一 個 串 入 并出 的 芯 片 其 邏 輯 封 裝 圖 如 圖 所 示 。 矩 陣 式 鍵 盤 結(jié) 構(gòu) 由 圖 可 知 ，一 個 4x3 的 行 列 結(jié) 構(gòu) 可 以 構(gòu) 成 一 個 含 有 12 按 鍵 的 鍵 盤 。 采 用 三 線 接 口 與 CP U 進(jìn)行 同 步 通 信 ， 并 可 采 用 突 發(fā) 方 式 一 次 傳 送 多 個 字 節(jié) 的 時 鐘 信 號 或 RAM數(shù) 據(jù) 。 X1 和 X2 是 振 蕩源 ， 外 接 32. 768kHz 晶振。 S CLK 為 時 鐘 輸 入 端 。 此 外 ， DS1302 還 有 年 份 寄 存 器 、 控 制 寄 存 器 、 充 電 寄 存 器 、 時 鐘突 發(fā) 寄 存 器 及 與 RAM 相 關(guān) 的 寄 存 器 等 。 LM393 系 列 可 直 接 與 TT L 及 CMOS 邏 輯 電 路 接 口 。 LM257 6 系 列 器 件 使 用 簡 單 ， 只 需 極 少 的 外 部 元 件 ， 且 包 含 內(nèi) 置 頻率 補(bǔ) 償 和 一 個 固 定 頻 率 的 晶 振 。 L M 2 5 76 特性 ： (1)3 . 3V, 5 V, 1 2 V, 1 5 V, 以 及 可 調(diào) 節(jié) 輸 出 版 ( 2)可 調(diào) 節(jié) 版 輸 出 電 壓 范 圍 ： 1. 23V～ 37 V， 177。一 是 通 信 數(shù) 據(jù) 收 發(fā) 的 可 靠性 問 題 ；二 是 在 多 機(jī) 通 信 方 式 下 ， 一 個 節(jié) 點(diǎn) 的 故 障（ 如 死 機(jī) ）， 往 往 會使 得 整 個 系 統(tǒng) 的 通 信 框 架 崩 潰 ，而 且 給 故 障 的 排 查 帶 來 困 難 。設(shè) 備 地 址 通 過 手 工 撥 動 開 關(guān) 設(shè) 定 ，由 系 統(tǒng) 的 初 始 化 程 序 通 過 讀取 I/O 端 口 得 到 。 這 樣 本 機(jī) 的 硬 件 故 障 就 不 會 使 整 個 總線 的 通 信 受 到 影 響 。 將 21 總 線 上 差 分 信 號 的 正 端 A+和 +5 電 源 間 接 一 個 10K 的 電 阻 。 限 制 通 信 波 特 率提 高 的 “ 瓶 頸 ”，并 不 是 現(xiàn) 場 的 導(dǎo) 線（ 現(xiàn) 場 施 工 一 般 使 用 5 類 非 屏 蔽 的雙 絞 線 ），而 是 在 與 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 信 號 隔 離 的 光 耦 電 路 上 。在 任 意 時 刻 只 允 許 一 臺 單 機(jī) 處 于 發(fā) 送 狀 態(tài) 。 一 般 使 用 單 片 機(jī) 的 一 根 口 線 連 接 RE*， DE 端 。 23 發(fā) 送 時 ，檢 測 TI 是 否 建 立 起 來 ，當(dāng) TI 為 高 電 平 后 關(guān) 閉 發(fā) 送 功 能 轉(zhuǎn)為 接 收 功 能 。 所 以 ， 接 收 端 必 須 延 時 大 于 2 位 數(shù) 據(jù) 位 的時間 (1 位 數(shù) 據(jù) 位 時 間 =1 /波 特 率 )， 再 作 應(yīng) 答 ， 否 則 會 發(fā) 生 總 線 沖 突 。其 中 引 導(dǎo) 碼 是 用 于 同 步 每 一 包 數(shù) 據(jù)的 引 導(dǎo) 頭 ；長 度 碼 是 這 一 包 數(shù) 據(jù) 的 總 長 度 ；命 令 碼 是 主 機(jī) 對 分 機(jī)（ 或 分機(jī) 應(yīng) 答 主 機(jī) ）的 控 制 命 令 ；地 址 碼 是 分 機(jī) 的 本 機(jī) 地 址 號 ；“ 內(nèi) 容 ”是 這一 包 數(shù) 據(jù) 里 的 各 種 信 息 ；校 驗(yàn) 碼 是 這 一 包 數(shù) 據(jù) 的 校 驗(yàn) 標(biāo) 志 ，可 以 采 用 奇 偶校 驗(yàn) 、 和 校 驗(yàn) 等 不 同 的 方 式 。 25 開 始準(zhǔn) 備 數(shù) 據(jù)T I = 1 ？延 時 T 秒發(fā) 送 完 畢 ？關(guān) 閉 發(fā) 送 控 制結(jié) 束打 開 發(fā) 送 控 制寫 S B U FY e sN oY e sN o開 始處 于 接 受 狀 態(tài)R I = 1 ？延 時 T 秒結(jié) 束讀 S B U F接 受 完 畢 ？Y e sN oY e sN oa 發(fā) 送 流 程 圖b 接 受 流 程 圖 圖 4 程序流程圖 注 ： 延 時 T 秒 的 取 值 (1) 傳 送 地 址 幀 時 ， T 2X( 1/波 特 率 ),可 以 選 取 T =2. 5X( 1/波特率 ) 。 26 第三章 軟件設(shè)計(jì)流程圖 開 始初 始 化T 0 方 式 3 , T 1 方 式 2 , 串 口 方 式 3總 中 斷 開 ， T 1 中 斷 開 ，鍵 盤 輸 入M o d e = 1支 路 時 控 模 式M o d e = 3光 控 模 式M o d e = 4檢 測 定 位 模 式M o d e = 2單 元 時 控 模 式S w i t c h 判 斷模 式 M o d e 值主 機(jī) 主 程 序 流 程 圖 27 T 0 中 斷讀 時 鐘 芯 片顯 示 時 間中 斷 返 回是 否 正 在設(shè) 置 ？N oY e sT 1 中 斷裝 初 值裝 初 值是 否 到 超 時時 間 ？提 示 “ 系 統(tǒng) 超 時 ”中 斷 返 回Y e sN o 主 機(jī) 定 時 中 斷 采 集 時 間 并 顯 示 主 機(jī) 定時 中 斷 規(guī) 定 超 時 時 間 28 鍵 盤 輸 入 單 元鍵 盤 識 別開 啟 支 路時 控 模 式開 啟 單 元時 控 模 式開 啟 光 控模 式k e y = 2 ?k e y = 1 ?k e y = 4 ?開 啟 檢 測定 位 模 式k e y = 5 ? k e y = 7 ?k e y = 6 ?k e y = 3 ?S e t 加 1S e t = 8 ? S e t = 0Y e sY e sY e sY e sY e sY e sN oY e ss e t = 2 設(shè) 定 支路 定 時 開 時 間s e t = 3 設(shè) 定 支路 定 時 關(guān) 時 間s e t = 4 設(shè) 定 單 元 1定 時 開 時 間s e t = 8 設(shè) 定P W M 寄 存 器s e t = 1 設(shè) 定 時鐘S w i t c h 判 斷模 式 s e t 值s e t = 5 設(shè) 定 單 元 1定 時 關(guān) 時 間s e t = 6 設(shè) 定 單 元 2定 時 開 時 間s e t = 7 設(shè) 定 單 元 2定 時 開 時 間Y e s+ —結(jié) 束 主機(jī)鍵盤輸入單元程序流程圖 29 支 路 時 控 模 式發(fā) 送 “ 讀 從 機(jī) 狀 態(tài) 寄存 器 ” 消 息時 鐘 = 支 路 定時 開 燈 時 間 ？發(fā) 送 “ 廣 播 強(qiáng) 制 開 啟 ”消 息時 鐘 = 支 路 定時 關(guān) 燈 時 間 ？發(fā) 送 “ 廣 播 強(qiáng) 制 關(guān) 閉 ”消 息令 發(fā) 送 過一 次 ？發(fā) 送 過一 次 ？結(jié) 束N oN oY e s Y e sY e s Y e sN o N o顯 示 故 障 地 址蜂 鳴 器 報 警故 障 ？ 主機(jī)支路時控模式流程圖 30 光 控 模 式光 感 輸 入 = 0 ？發(fā) 送 “ 廣 播 強(qiáng)制 開 啟 ” 消 息發(fā) 送 過一 次 ？發(fā) 送 “ 廣 播 強(qiáng)制 關(guān) 閉 ” 消 息發(fā) 送 過一 次 ？結(jié) 束N oN oN oY e sY e sY e s 主機(jī)光控模式程序流程圖 31 單 元 時 控 模 式時 鐘 = 單 元 1 定時 開 啟 時 間 ？發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 開 啟單 元 1 ” 消 息時 鐘 = 單 元 1 定時 關(guān) 閉 時 間 ？發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 關(guān) 閉單 元 1 ” 消 息發(fā) 送 過一 次 ？發(fā) 送 過一 次 ？結(jié) 束Y e sN oY e sY e s Y e sN oN oN o發(fā) 送 “ 讀 單 元 1 狀 態(tài)寄 存 器 ” 消 息時 鐘 = 單 元 2 定時 開 啟 時 間 ？發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 開 啟單 元 2 ” 消 息時 鐘 = 單 元 2 定時 關(guān) 閉 時 間 ？發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 關(guān) 閉單 元 2 ” 消 息發(fā) 送 過一 次 ？發(fā) 送 過一 次 ？Y e sN oY e sY e s Y e sN oN oN o發(fā) 送 “ 讀 單 元 2 狀 態(tài)寄 存 器 ” 消 息 主機(jī)單元 時控模式程序流程圖 32 檢 測 定 位 模 式A 點(diǎn) 檢 測到 物 體發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 關(guān) 閉單 元 1 ” 消 息B 點(diǎn) 檢 測到 物 體Y e sY e sN o發(fā) 送 “ 讀 從 機(jī) 檢 測 定位 寄 存 器 ” 消 息發(fā) 送 “ 讀 從 機(jī) 狀態(tài) 寄 存 器 ” 消 息L E D 2 亮 ？發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 開 啟單 元 1 ” 消 息結(jié) 束Y e s發(fā) 送 “ 讀 從 機(jī) 狀態(tài) 寄 存 器 ” 消 息C 點(diǎn) 檢 測到 物 體Y e s“ 讀 從 機(jī) 狀 態(tài) 寄 存 器 ” 指令 裝 入 通 訊 發(fā) 送 緩 存N oL E D 1 亮 ？Y e sN oL E D 2 亮 ？Y e sN oL E D 2 亮 ？Y e s發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 關(guān) 閉單 元 1 ” 消 息發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 開 啟單 元 1 ” 消 息發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 關(guān) 閉單 元 2 ” 消 息發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 開 啟單 元 1 ” 消 息發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 開 啟單 元 1 ” 消 息發(fā) 送 “ 強(qiáng) 制 開 啟單 元 1 ” 消 息 主機(jī)檢測定位程序流程圖