【文章內(nèi)容簡介】 . 138P 0. 039T1158 9 C 5 1I N T 012R E S E T9RD17WR16E A /V P P31A L E /P30P S E N29V C C40GND20T L P 5 2 1 4 BT L P 5 2 1 4 C+ 5V+ 5V5 . 1 K Ω 5 . 1 K Ω 470Ω+ 5V3 . 3 K Ω3 . 3 K Ω120Ω20Ω20Ω12V7V12V7VM A X 4 8 55 . 1 K Ω5 . 1 K Ω 圖 34 主機通信電路圖 本系統(tǒng)的有線通信方式采用 RS485總線 進行 通信， RS485標(biāo)準(zhǔn)支持 半雙工通畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 信， 只需三根線就可以進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，同時具有抑制共模干擾的能力，接收靈敏度可達(dá)177。 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。在這里使用的是主從式通信方式，主機由主控制器充當(dāng)，從機為分控制器。主機處于主導(dǎo)和支配地位，從機以中斷方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，主機發(fā)送的信息可以傳送到所有的從機或指定的從機，從機發(fā)送的信息只能為主機接收，從機之間不能直接通信。主機與從機的通信電路圖分別如圖 34與圖 35所 示。 ROREDEDI GNDABV C CT L P 5 2 1 4 A5 . 1 K ΩT L P 5 2 1 4 BT L P 5 2 1 4 C+ 5V+ 5V5 . 1 K Ω 5 . 1 K Ω 470Ω+ 5V3 . 3 K Ω3 . 3 K Ω120Ω20Ω20Ω12V7V12V7VM A X 4 8 55 . 1 K Ω5 . 1 K ΩR S T /V pp1R 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 35 從機通信電路圖 主機與從機選用的 RS485通信收發(fā)器芯片為 MAX485，它是 MAXIM公司生產(chǎn)的用于 RS485通信的低功率收發(fā)器件， 采用單一電源 +5V工作，額定電流為 300μA ，采用半雙工通 信 方式。它完成將 TTL電平轉(zhuǎn)換為 RS485電平的功能。 MAX485芯片內(nèi)部含有一個驅(qū)動器和接收器。 RO和 DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動器的輸入端，與單片機連接時只需分別與單片機的 RXD和 TXD相連即可； RE和 DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng) RE端 為邏輯 0時，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng) DE端 為邏輯 1時， 器件處于發(fā)送狀態(tài)，因為 MAX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機的一個管腳控制這兩個引腳即可 ，主機與從機分別使用 ； A端和 B端分別為畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 接收和發(fā)送的差分信號端 ,當(dāng) A引腳的電平高于 B時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 1；當(dāng) A的電平低于 B端時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 0。 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。同時將 A和 B端之間加匹配電阻， 這里 選 用 120Ω 的電阻。 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。從機使用單片機的 MAX485的工作狀態(tài)，平時置 電平，使從機串行口處于偵聽狀態(tài)。當(dāng)有串行中斷產(chǎn)生時判別是否是本機號，若為本機地址則置 ，發(fā)送應(yīng)答信息，然后再置 指令，繼續(xù)保持 ，使串行收發(fā)器處于接收狀態(tài)；若不是本機地址，使 ，使串行收發(fā)器處于接收偵聽狀態(tài)。 無線數(shù)傳電路的設(shè)計 無線數(shù)據(jù)傳輸需要通過無線數(shù)傳模塊來實現(xiàn)。本系統(tǒng)選用的是上海桑銳電子科技有限公司生產(chǎn)的 SRWF1型微功率無線數(shù)傳模塊。該模塊的通信信道是半雙工的，最適合點對多點的通信方式。單片機 與無線數(shù)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。 無線數(shù)傳電路的連接 主控制器與分控制器各使用一個無線數(shù)傳模塊，形成發(fā)送與接收的無線通信通道。模塊的數(shù)據(jù)輸入和輸出端與單片機的串行口連接，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與單片機的串行數(shù)據(jù)輸出端 TXD連接。單片機與無線數(shù)傳模塊 SRWF1的電路連接如圖 36所示。 圖 36 單片機與無線數(shù)傳模塊的連接 SRWF1模塊的特性 （ 1） 微發(fā)射功率 :最大 10dbm（ 10mW）的發(fā)射功率。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) （ 2） ISM頻段工作頻率，無需申請頻點。 載頻頻率 429438MHz，也可提供315/868/915MHz等載頻 。 （ 3） 高抗干擾能力和低誤碼率?；?FSK的調(diào)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。 （ 4）完善的通訊協(xié)議。 （ 5） 傳輸距離遠(yuǎn)。在視距情況下，天線高度 3米，可靠傳輸距離 300m。 （ 6） 透明的數(shù)據(jù)傳輸。 提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議。自動過濾掉空中產(chǎn)生的噪音信號及假數(shù)據(jù)（所發(fā)即所收）。 （ 7） 多信道，多速率。 SRWF1型模塊標(biāo)準(zhǔn)配置提供 8個信道，根據(jù)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。 SRWF1型模塊可提供1200bps、 2400bps、 4800bps、 9600bps、 19200bps等多種通信波特率，并且無線傳輸速率與接口波特率成正比，以滿足客戶設(shè)備對多種波特率的需要。 （ 8） 雙串口， 3種接口方式。 SRWF1型模塊提供 2個串口 3種接口方式， COM1為 TTL電平 UART接口。 COM2由用戶自定義為標(biāo)準(zhǔn)的 RS232/RS485接口（用戶只需要拔 /插 短路器再上電即可改變接口類型）。 （ 9） 高速無線通訊和大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)?？?1次傳輸無限長度的數(shù)據(jù)，用戶編程更加靈活。 （ 10） 智能數(shù)據(jù)控制，用戶無需編制多余的程序 。 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(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型模塊能夠自動完成。 （ 11） 低功耗及休眠功能。 接收電流 20mA，發(fā)射電流 40mA,休眠時電流僅為 20uA。 （ 12） 高可靠性，體積小、重量輕。采用高性能單片處理器 ATMega8L,外圍電路少，可靠性高，故障率低。 （ 13） 兩種接口收發(fā)等待時間?？稍O(shè)置的接口等待時間使模塊既能用于高速用戶設(shè)備（如 DSP系統(tǒng)）也可適用低速系統(tǒng)（如 51系統(tǒng)）。 （ 14） 看門狗實時監(jiān)控。 ATMega8L的看門狗監(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。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 基于單片機的照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 軟件是計算機系統(tǒng)的靈魂，沒有軟件計算機不能充分發(fā)揮其功能，這是軟件在計算機中的地位，而在計算機控制系統(tǒng)中，軟件也是非常重要的。在照明控制系統(tǒng)中，硬件設(shè)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(shù)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。 該照明控制系統(tǒng)的軟件程序包括：照明啟停控制程序、照明 亮度控制程序、照明定時控制程序、人機交互程序以及 RS485串行通信與無線數(shù)傳通信程序等。本著軟件設(shè)計的基本方法，照明控制程序的軟件設(shè)計方法是利用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計方法來完成的。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法雖然是早期的程序設(shè)計方法，但該方法還一直被廣泛地使用。結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析與設(shè)計貫穿整個軟件設(shè)計過程，遵循“自頂向下，逐步求精”的基本原則。本照明控制系統(tǒng)軟件程序總體結(jié)構(gòu)如圖 41所示。 圖 41 照明控制系統(tǒng)軟件程序總體結(jié)構(gòu)圖 人機交互程序設(shè)計 系統(tǒng)的人機交互程序設(shè)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。鍵盤用來輸入指令，發(fā)光數(shù)碼管用來顯示單片機的狀態(tài)，這是一個比較簡 單的人機交互形式。 鍵盤掃描程序設(shè)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，畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 按鍵位于行、列線的交叉點上。一個 4 4 的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個含有 16個按鍵的鍵盤，顯然，在按鍵數(shù)量較多時，矩陣式鍵盤較之獨立式按鍵鍵盤要節(jié)省很多 I/O 口。 矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，在進行鍵盤掃描時，首先把矩陣鍵盤列線的第一根線置高，然后分別再檢測矩陣鍵盤行線是否有高電平的信 號，如果有信號，那么就證明這根行線與第一根列線相交處的按鍵被按下了，單片機就讀入這個鍵值。如果所有的四根行線都沒有信號，那么就把第一根列線置低，把第二根列線置高，再一次檢測行線有沒有信號，然后依次類推。 由于鍵盤掃描的速度很快，而人按鍵總會持續(xù)一定的時間，因此只要單片機處在等待輸入的狀態(tài)，這個鍵盤掃描程序基本上不會錯過任何一個按鍵信號。由于一般人按鍵會有抖動，抖動信號造成鍵盤掃描時會出現(xiàn)一些錯誤的信號，要不就是掃描不進數(shù)據(jù)，要不就是重復(fù)輸入很多次數(shù)據(jù)，因此需要有一個消除抖動的程序。讓單片機不響應(yīng)一些相關(guān)的抖 動信號，而只響應(yīng)一次確實存在的按鍵信號。消抖動程序是這樣實現(xiàn)的，當(dāng)檢測到一個脈沖信號時，并不立即認(rèn)為是一次按鍵，而是延時一段時間以后再進行檢測，如果三次檢測都有信號，那么就認(rèn)為有一次按鍵動作發(fā)生了。延時的選擇非常重要，太快了，起不到消除抖動的效果，太慢了又讓鍵盤太不靈活，錯過較多的按鍵信號。鍵盤掃描程序的流程圖如圖 42所示。 系統(tǒng)的按鍵定義除了基本的數(shù)字鍵（ 0～ 9）外，將其它的鍵