【正文】 檢測元器件 采用萬用表檢測所有元器件的是否正常工作 、導(dǎo)線是否導(dǎo)通等。 ⑵ 印制導(dǎo)線拐彎處取圓弧形，因直角或夾角在高頻電路中會影響 電氣性能。 PCB 布局 第 一次布局時，為了美觀，把電容、電阻排放在一起，沒有圍繞核心元件布局，沒有考慮實際的元件連接，因此連線復(fù)雜而且本來可以短線連接的變成長線連接。根據(jù)元件之間的走線，在工作面板上需對元件進行位置的調(diào)整、屬性的設(shè)置等。 平時所有的控制板都處于接收信息的狀態(tài)， 并對接鍵和狀態(tài)標(biāo)志不斷地進行循環(huán)的查詢， 一旦有按鍵按下就進行相應(yīng)的處理：如，有房間選擇鍵按下則將相應(yīng)房間的燈狀態(tài)讀入，有燈控鍵按下則改變相應(yīng)的燈的狀態(tài)并同時將燈的狀態(tài)送回相應(yīng)的房間； 如查詢到標(biāo)志位為 1 則調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)進行數(shù)據(jù)的收發(fā)；如有信息收到也進行串行的中斷，在中斷服務(wù)程序中進行是不是本機地址的判斷然后根據(jù)判斷的結(jié)果對標(biāo)志位進行置位?？辔督邮諑?RB8=0，則原數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)，并準(zhǔn)備接收下幀信息。 （ 6） 供電電源： +5V。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。這些收發(fā)器在驅(qū)動器禁用的空載或滿載狀態(tài)下，吸取的電源電流在 120μ A至 500μ A 之間。按鈕復(fù)位又分為按鈕電平復(fù)位和按鈕脈 沖復(fù)位。 89S51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括有 ALU 部件、定時和控制部件、并行 I/O 接口、串行 I/O接口、定時器部件、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器等七個部分。 方案三：采用 CAN 標(biāo)準(zhǔn)。通過以上分析， 在本設(shè)計中采用 AT89S51 處理輸入的數(shù)據(jù)并控制 照明燈，其完全是勝任的 ， 故最終選擇方案三來實現(xiàn)該設(shè)計。 它的主要功能是邏輯控制、定時控制、計數(shù)控制、 步進控制、 PID 控制、數(shù)據(jù)控制、通信和聯(lián)網(wǎng)等。若停止位采樣值為 0，說明同步或傳輸有問題，此次采樣所得字符作廢 ,不被接收 。 第 7 頁 共 46 頁 ⑶ 奇偶位：奇偶校驗位僅占一位，用于進行奇校驗或偶校驗，也可以不設(shè)奇偶位。通常是在發(fā)送時鐘的下降沿將移位寄存器中的數(shù)據(jù)串行輸出，每個數(shù)據(jù)位的時間間隔由發(fā)送時鐘的周期來劃分。這種標(biāo)準(zhǔn)兼有電平變化和頻率變化來表示二進制數(shù)的 0和 1。在串行口傳送 1 位的時間內(nèi)， 并行口可以傳送一個字節(jié)。 并行通信 并行通信傳輸中有多個數(shù)據(jù)位，同時在兩個設(shè)備之間傳輸。 16 單片機的引腳控制功能設(shè)計 ............................................................................................ 16 系統(tǒng)時鐘電路 .................................................................................................................... 17 復(fù)位電路 ............................................................................................................................ 18 串口接口電路 .................................................................................................................... 18 輸出控制和狀態(tài)顯示電路 ................................................................................................ 19 4 軟件部分 .................................................................................................. 20 單片機通信的軟件設(shè)計 最后，對本次設(shè)計進行了總結(jié) 。傳統(tǒng)的家庭燈控制系統(tǒng)往往是一個房間一個控制開關(guān) ， 每個開關(guān)固定地對應(yīng)控制著一個燈的亮滅，各個開關(guān)和房間之間彼此獨立。 family lights。 假如 房間較大，樓層較高，則必須步行到每個樓層和房間進行照明燈 的關(guān)斷或者開啟。這種方法的優(yōu)點是傳輸速度快，處理簡單。 ⑴ 調(diào)幅方式 第 4 頁 共 46 頁 幅度調(diào)制是用某種電平或電流來表示邏輯“ 1”，稱為傳號（ mark）；而用另一種電平或電流來表示邏輯“ 0”，稱為空號（ space）。曼徹斯特編碼標(biāo)準(zhǔn)通常用在兩臺計算機之間的同步通信。在異步傳送時， n = 1， 16， 64，實際常采用 n = 16，即發(fā)送或接收時鐘的頻率要比數(shù)據(jù)傳送的波特率高 n倍。 串行異步通信時的數(shù)據(jù)接收 串行異 步通信時，接收方不斷地檢測或監(jiān)視串行輸入線上的電平變化，當(dāng)檢測到有效起始位出現(xiàn)時，便知道接著是有效字符位的到來，并開始接收有效字符，當(dāng)檢測到停止位時，就知道傳輸?shù)淖址Y(jié)束了。 無主從機的通信 系統(tǒng)解決方案 每個單片機中的程序都是一樣的，平時都處于接收信息的狀態(tài)，一旦有 按鍵按下則調(diào)用相應(yīng)的處理程序進行相應(yīng)的選擇房間或者照明燈的狀態(tài)處理。單片機算術(shù)運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制。所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線的分布電容，其傳輸距離最大 約為 15M，最高速率為 20KBPS，且其只能支持點對點通信。再者， CAN 具有完 善的通信協(xié)議，可由 CAN 控制器芯片及其接口芯片來實現(xiàn)，從而大大降低了系統(tǒng)的開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期。 89S51 有四個 并行 I/O 接口 分別為 P0、 P P2 和 P3，它們都是 8位并行端口。它完成將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS－ 485 電平的功能。 MAX485 與單片機的連接如 圖所示： 圖 MAX485 與單片機的連接圖 電路 原理圖設(shè)計 單片機的引腳控制功能 設(shè)計 本控制系統(tǒng)設(shè)計中單片機的各管腳的控制功能闡述如下： （ 1） P0 口 是 一組 雙向 I/O 端口 。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下圖 所示。在發(fā)送與接收方之間的這些約定，就叫通信協(xié)議，必須在編程前確定下來。 波特率的設(shè)置 在串行通信中，一個重要的指標(biāo)是波特率，它反映了串口通信的數(shù)率，也反映了對傳輸通道的要求。 (3)應(yīng)用程序的仿真調(diào)試， 指用仿真器對硬件進行在線調(diào)試或軟件仿真調(diào)試，在調(diào)試中不斷修改、完善硬件及軟件。 （ 8） 檢查修改 利用 PROTEL 99 提供的各種校驗工具，對原理圖進行檢查，并對原理圖進行進一步的調(diào)整和修改，確保原理圖的準(zhǔn)確無誤。 ⑶ 盡可能使元器件平行排列。 由于線寬有以下關(guān)系： 地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為： ～ ,最 細(xì)寬度可達 ～ ,電源線為 ～ mm，所以，要使地線寬度比電源線寬。但在初次燒程序進去進行簡單測試的時候發(fā)現(xiàn)兩個板的工作狀態(tài)不一樣，接著我對整個電路板進行了檢查，發(fā)現(xiàn)有的元器件的引腳虛焊了，導(dǎo)致信號沒有正常地輸出。也有在 PCB 上不共地的，這 由系統(tǒng)設(shè)計來決定。自動布線的布通率，依賴于良好的布局，布線規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定，包括走線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進的數(shù)目等。以后我 要想很好地掌握它，還需 自己好好去體會。在這一過程中，要充分利用 protel 99 se 所提供的各種原理圖繪圖工具、各種編輯功能，來實現(xiàn)我們的目的，即得到一張正確、精美的電路原理圖。其波特率公式為： （ ） T1 在設(shè)置波特率時，一般都采用模式 2，因為當(dāng) T1 益出后，參數(shù)自動裝入，可避免不必要的中斷請求。該位置 1 表示該幀為地址信息。在圖中可以看出，上電瞬時 RST 端的電位與VCCC 等電位， RST 為電平，隨著電容器充電電流的減少， RST 的電位不斷下降，其充電時間常數(shù)為 10 106 103s＝ 82 103s=82ms,此時間常數(shù)足以使 RST 在保持為高電平的時間內(nèi)完成復(fù)位操作。 （ 4） P3 口 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。同時將 A 和 B 端之間加匹配電阻，一般可選 100Ω 的電阻。 P1 是一個純 I/O 口，它只用于數(shù)據(jù)的輸入輸出。 控制器的選定及其簡介 由 上述 方案論證 得出所用的控制器為 89S51 單片機，單片機（ MICROCONTROLLER，又稱 為 微控制器）是在一塊硅片上集成了各種部件的微型機算機，這些部件包括中央處理器 CPU、數(shù)據(jù)存貯器 RAM、程序存貯器 ROM、定時器 /計數(shù)器和多種 I/O 接口電路。 RS485/422 最大 的通信距離約為 1219M，最大傳輸速率為 10Mb/S，傳輸速率與傳輸距離成反比，在 100Kb/S 的傳輸速率下，才可以達到最大的通信距離，如果需傳輸更長的距離，需要加 485 中繼器 。而 單片機的設(shè)計在滿足大多數(shù)測控參數(shù)對數(shù)據(jù)處理速度和數(shù)據(jù)容量相對要求不高的前提下，大力發(fā)展了其控制功 第 12 頁 共 46 頁 能和 控制運行的可靠性，因而更適合于檢測、控制型應(yīng)用場合。 方案一：采用 FPGA 為系統(tǒng)的控制器， FPGA 可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，模塊大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減少了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可應(yīng)用 EDA軟件仿真、調(diào)試，易于進行功能控制。相當(dāng)精確地確定起始位的中間點，從而提供一個時間基準(zhǔn)，從這個基準(zhǔn)開始，每隔 16 個 Tc 對其余數(shù)據(jù)位采樣，以確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性。串行異步傳輸時的數(shù)據(jù)格式如 圖 所示。在計算機中，一個符號的含義為高低電平，它們分別代表邏輯“ 1”和邏輯“ 0”，所以每個符號 所含的信息量剛好為 1 比特，因此在計算機通信中，常將比特率稱為波特率，即： 1 波特（ B） = 1 比特（ bit） = 1 位 /秒（ 1bps） 例如 :電傳打字機最快傳輸率為每秒 10 個字符 /秒，每個字符包含 11 個二進制位 ,則數(shù)據(jù)傳輸率為 :11位 /字符 10 個字符 /秒 =110 位 /秒 =110 波特（ Baud）計算機中常用的波特率是： 1 300、600、 1200、 2400、 4800、 9600、 19200、 28800、 33600，目前最高可達 56Kbps. ⑶ 位時間 Td 位時間是指傳送一 個二進制位所需時間，用 Td 表示。線路中存在 20mA 電流表示邏輯 1，不存在 20mA 電流表示邏輯 0。 傳輸?shù)拿恳晃粩?shù)據(jù)占據(jù)一個固定的時間長度，其只需要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息。 本文介紹了 家庭燈控 系統(tǒng)的總體設(shè)計、工作原理 ； 闡述了軟硬件電路設(shè)計，并給出了詳細(xì)電路圖。本設(shè)計方案就是在一個 家庭中 采用 多個控制板連接在總線上 。該方案設(shè)計出一種具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作性能可靠 等 特點的 家庭燈控 系統(tǒng)。 2 并行通信 .............................................................................................................................. 2 串行通信 .............................................................................................................................. 2 通信的選擇 .......................................................................................................................... 3 串行數(shù)據(jù)在傳輸線上的形式和標(biāo)準(zhǔn) 27 確定 PCB 的大小 .............................................................................................................. 27 PCB 布局 ........................................................................................................................... 27 布線 ...............