【正文】 機(jī)傳送數(shù)據(jù)，從機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)信息執(zhí)行相應(yīng)的命令。單片機(jī)的工作方式同全部照明啟停控制系統(tǒng)。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)。當(dāng)主機(jī)發(fā)送從機(jī)的地址信息時(shí)，每幀數(shù)據(jù)的第9位都為1，所有從機(jī)都接收到地址信息，然后判斷主機(jī)是否呼叫本機(jī)。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。而其它從機(jī)由于地址號(hào)不符，他們的SM2位仍然為1，仍處于偵聽(tīng)狀態(tài)，無(wú)法接收主機(jī)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)信息。主機(jī)收到從機(jī)發(fā)送來(lái)的回應(yīng)信息后，比較主機(jī)已發(fā)送的地址號(hào)與剛接收的地址號(hào)是否相符，如果不符，則發(fā)出錯(cuò)誤信息；如果相符，則正式發(fā)送數(shù)據(jù)信息，這時(shí)發(fā)送的每幀的第9位都為0。只有SM2=0的從機(jī)才能接收到主機(jī)發(fā)送的信息。從機(jī)根據(jù)命令執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，如果為打開(kāi)命令，則輸出高電平驅(qū)動(dòng)可控硅動(dòng)作，開(kāi)啟照明燈；如果為關(guān)閉命令，則輸出低電平使可控硅截止，停掉照明燈。該系統(tǒng)的主機(jī)和從機(jī)控制程序流程圖分別如圖46與47所示。圖46單獨(dú)啟?？刂浦鳈C(jī)程序流程圖圖47單獨(dú)啟?？刂茝臋C(jī)程序流程圖照明亮度控制系統(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。在這里對(duì)于燈泡亮度的調(diào)節(jié)是通過(guò)PWM方式來(lái)進(jìn)行的，分控制器選用的是AT89C2051單片機(jī)，這種單片機(jī)本身沒(méi)有PWM輸出，只能通過(guò)軟件方法實(shí)現(xiàn)。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)。假設(shè)把一個(gè)周期分為10個(gè)時(shí)間等份，如果方波中的高低電平占空比是1:9，這時(shí)就是一個(gè)比較暗的亮度，如果占空比是5:5，就是一個(gè)中間亮度，如果高低電平占空比是9:1，這時(shí)就是一個(gè)比較亮的亮度，高低電平占空比為0:10時(shí)，燈泡是滅的，高低電平占空比為10:0時(shí)，燈泡最亮。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)中，將定時(shí)器1的溢出定為1/20000秒，每10次脈沖輸出一個(gè)2KHz頻率。這每10次脈沖再用來(lái)控制高低電平的10個(gè)比值。這樣，在每個(gè)1/2000秒的方波周期中，都可以改變方波的輸出占空比，從而控制燈泡的10個(gè)亮度級(jí)別。在主控制器鍵盤(pán)上每次按增值與減值鍵改變占空比的值就可以控制燈泡的亮度。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。該系統(tǒng)的主機(jī)控制程序流程圖同圖44所示，從機(jī)控制程序流程圖如圖48所示。 圖48全部亮度控制從機(jī)程序流程圖單獨(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)處于監(jiān)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)監(jiān)聽(tīng)呼叫地址。主機(jī)收到從機(jī)的應(yīng)答后，則開(kāi)始一次通信，通信完畢，從機(jī)繼續(xù)處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，等待呼叫。從機(jī)在收到調(diào)亮或調(diào)暗的命令后，利用零點(diǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)電源過(guò)零點(diǎn)。該系統(tǒng)的主機(jī)控制程序流程圖同圖46所示，從機(jī)控制程序流程圖如圖49所示。圖49單獨(dú)亮度控制從機(jī)程序流程圖照明定時(shí)控制系統(tǒng)是利用從機(jī)即單片機(jī)AT89C2051和時(shí)鐘芯片DS1302進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，讀取和寫(xiě)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，主機(jī)采用串口通信方式對(duì)從機(jī)進(jìn)行定時(shí)時(shí)間的設(shè)置，從機(jī)然后根據(jù)設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行照明燈的啟?？刂啤S1302的控制字節(jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到DS1302中；位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5～位1指示操作單元的地址；最低有效位（位0）如為0表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開(kāi)始輸出。DA1302的控制字如表41所示。 在DS1302芯片中，通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。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。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中置RST為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被寫(xiě)入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開(kāi)始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位至高位7。全部定時(shí)控制程序設(shè)計(jì)在全部定時(shí)控制系統(tǒng)中是通過(guò)主控制器向所有的分控制器發(fā)送廣播地址，分控制器在收到廣播地址后，使自己處于接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，然后主控制器向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送時(shí)間數(shù)據(jù)信息，分控制器在收到時(shí)間數(shù)據(jù)后寫(xiě)入DS1302芯片，等到設(shè)定時(shí)間到達(dá)后，單片機(jī)發(fā)出命令關(guān)閉照明燈。，從機(jī)的控制流程圖如圖410所示。圖410全部定時(shí)控制從機(jī)程序流程圖單獨(dú)定時(shí)控制程序設(shè)計(jì)主控制器使用鍵盤(pán)輸入被呼叫分控制器的地址，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向所有分控制器傳送，在分控制器將該地址與本機(jī)地址進(jìn)行比較后，判斷是否是呼叫自己，如果是呼叫本機(jī)，就將本機(jī)地址傳送給主控制器，進(jìn)一步接收傳送的數(shù)據(jù)，然后分控制器就將數(shù)據(jù)寫(xiě)入DS1302芯片，等到設(shè)定的時(shí)間到達(dá)時(shí)就執(zhí)行關(guān)閉照明燈的命令。單獨(dú)定時(shí)控制的主機(jī)程序流程圖同圖46所示，從機(jī)程序流程圖如圖411所示。圖411單獨(dú)定時(shí)控制從機(jī)控制程序流程圖RS485通信程序設(shè)計(jì)由于RS485總線是異步半雙工的通信總線，在某一個(gè)時(shí)刻總線只可能呈現(xiàn)一種狀態(tài)，所以這種方式一般適用于主機(jī)對(duì)從機(jī)的查詢方式通信。在通信中，主機(jī)與各個(gè)從機(jī)進(jìn)行通信，必須能對(duì)各個(gè)從機(jī)進(jìn)行識(shí)別，這一識(shí)別功能是利用串口控制寄存器SCON的SM2位實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)串口以方式3工作時(shí)，發(fā)送和接收的每一幀信息都是11位，其中第9位數(shù)據(jù)位是可編程的，通過(guò)對(duì)SCON寄存器的TB8位置1或置0，以區(qū)別發(fā)送的是地址幀還是數(shù)據(jù)幀（規(guī)定地址幀的第9位為1，數(shù)據(jù)幀的第9位為0）。若從機(jī)的控制位SM2被設(shè)為1，則當(dāng)接收的是地址幀時(shí)，數(shù)據(jù)裝入SBUF，并置RI=1，向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)，若接收的是數(shù)據(jù)幀，則不產(chǎn)生中斷，信息被拋棄。若SM2被設(shè)為0，則無(wú)論是地址幀還是數(shù)據(jù)幀都將產(chǎn)生RI=1中斷標(biāo)志，數(shù)據(jù)裝入SBUF。利用這一功能，可以按照如下步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)通信：（1） 將所有SM2位置1，使其處于只接收地址幀的狀態(tài)。（2） 主機(jī)發(fā)送一幀地址信息，其中前8位數(shù)據(jù)位表示通信的從機(jī)地址，第9位為1，表示當(dāng)前幀為地址幀。（3） 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。如果地址相同，則將其SM2位置0，并發(fā)送本機(jī)地址幀，然后準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。如果地址不同，則丟棄當(dāng)前數(shù)據(jù)，SM2位不變。（4） 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，相應(yīng)的從機(jī)接收，其他從機(jī)則不受影響。（5） 當(dāng)主機(jī)需要與其他從機(jī)通信時(shí)，可以再次發(fā)出地址幀尋呼從機(jī)，重復(fù)這一過(guò)程。主機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，按照表42的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行傳輸。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。而接收數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)地址幀的判斷則是通過(guò)讀取RB8位來(lái)獲得的，RB8=1，當(dāng)前幀為地址幀，RB8=0，當(dāng)前幀為數(shù)據(jù)幀。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： 定時(shí)器T1的溢出率的計(jì)算公式為：則波特率的公式變?yōu)椋?，T1工作在模式3下，波特率=9600b/s。系統(tǒng)中的主機(jī)通信程序分為4個(gè)部分，分別為預(yù)定義及全局變量部分、程序初始化部分、數(shù)據(jù)通信流程和發(fā)送數(shù)據(jù)部分。主機(jī)的數(shù)據(jù)通信的基本流程如下：（1） 主機(jī)首先向所有從機(jī)發(fā)送地址幀對(duì)要通信的從機(jī)進(jìn)行呼叫，發(fā)送地址幀時(shí)需將TB8位置1。（2） 發(fā)送地址幀后，如果發(fā)送的是廣播地址幀，則不需要從機(jī)應(yīng)答，待延遲一段時(shí)間后，調(diào)用發(fā)送函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)；如果發(fā)送的是非廣播地址幀，主機(jī)則要接收應(yīng)答，若應(yīng)答信號(hào)中的地址與前面發(fā)送的地址并不相同，主機(jī)將重新發(fā)送地址幀呼叫，否則調(diào)用發(fā)送函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)。（3） 發(fā)送完數(shù)據(jù)后，主機(jī)等待從機(jī)的校驗(yàn)信號(hào)，如果接收到0X0F數(shù)據(jù)，表示發(fā)送成功，通信結(jié)束，否則主機(jī)將重新發(fā)送數(shù)據(jù)，直至發(fā)送成功。該部分程序?qū)?yīng)的流程圖如圖412所示。圖412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。其基本的流程如下：（1）初始化完成后，從機(jī)設(shè)置SM2位為1，串口只接收第9位數(shù)據(jù)位為1的地址幀，數(shù)據(jù)幀將被直接拋棄。（2）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)。（3）接收到的數(shù)據(jù)保存至Buf指向的緩沖區(qū)中。如果接收函數(shù)返回0xff,表示數(shù)據(jù)校驗(yàn)失敗，程序等待主機(jī)重新發(fā)送數(shù)據(jù)。如果函數(shù)返回值為0xfe，表示從機(jī)在數(shù)據(jù)接收過(guò)程中發(fā)現(xiàn)主機(jī)發(fā)送地址幀，程序?qū)⒎艞壆?dāng)前接收過(guò)程，將SM2位重新置1，開(kāi)始下一個(gè)。如果函數(shù)返回0，表示數(shù)據(jù)被成功接收，向主機(jī)發(fā)送成功信號(hào)，隨后，程序?qū)M2位置1，開(kāi)始下一個(gè)數(shù)據(jù)通信流程。如圖413圖413從機(jī)數(shù)據(jù)通信流程圖無(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。通信的協(xié)調(diào)完全由主站控制，主站先發(fā)送地址幀，所有從站都接收，如果是接收的是廣播地址碼，則所有從站都做好接收主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)或命令的準(zhǔn)備，然后主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)或命令；如果接收的是其它地址碼，則從站將接收到的地址幀與本地地址碼相比較，若不同則將數(shù)據(jù)全部丟掉，不做任何響應(yīng)；若地址碼相同，則證明是呼叫本站，從站將自己的地址碼發(fā)送回去，主站收到自己剛發(fā)出去的地址碼后，接著發(fā)送數(shù)據(jù)或命令。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。SRWF1模塊在使用之前要進(jìn)行無(wú)線信道、接口類(lèi)型、接口速率、接口參數(shù)等的設(shè)定，在設(shè)置完成后便可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)模塊收到單片機(jī)發(fā)來(lái)的第一個(gè)數(shù)據(jù)后自動(dòng)進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)同步等工作，因此第一個(gè)數(shù)據(jù)將在5個(gè)字節(jié)時(shí)間延遲后從接收方串口輸出。如要傳送1個(gè)數(shù)據(jù)幀，此時(shí)間延遲將逐漸減少。當(dāng)最后一個(gè)數(shù)據(jù)被發(fā)送后，模塊將處于等待狀態(tài)直到模塊所設(shè)置的接收等待時(shí)間延遲之后，模塊將自動(dòng)通知所有接收設(shè)備斷開(kāi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接、轉(zhuǎn)入空閑狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送方最后一個(gè)數(shù)據(jù)被發(fā)送后需延遲68個(gè)字節(jié)才能接收空中其他模塊的數(shù)據(jù)。其他模塊在此時(shí)間內(nèi)也不能向空中發(fā)射數(shù)據(jù)，即使有用戶數(shù)據(jù)輸入也是被緩沖在模塊中，而沒(méi)有發(fā)送到無(wú)線鏈路中，以避免引起數(shù)據(jù)通訊混亂。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)據(jù)通信程序流程圖分別如圖412與413所示。本章主要闡述了照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)的軟件程序主要由照明啟?？刂瞥绦?、照明亮度控制程序、照明定時(shí)控制程序、人機(jī)交互程序、串行通信程序等組成。而照明啟?？刂?、亮度控制以及定時(shí)控制程序又分為全部控制和單獨(dú)控制兩部分，人機(jī)交互程序由鍵盤(pán)掃描程序與LED顯示程序組成，而串行通信程序由RS485通信程序和無(wú)線數(shù)傳程序組成。在這里分別對(duì)每個(gè)子程序的工作流程、工作原理以及過(guò)程都做了詳細(xì)的論述。5干擾分析（1）數(shù)據(jù)采集誤差的加大。當(dāng)干擾侵入單片機(jī)系統(tǒng)的前向通道疊加在信號(hào)上，會(huì)使數(shù)據(jù)采集誤差增大，特別是前向通道的傳感器接口是小電壓輸入時(shí)，此現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重。（2）程序運(yùn)行失常：①控制狀態(tài)失靈。在單片機(jī)系統(tǒng)中，由于干擾的加人使輸出誤差加大，造成邏輯狀態(tài)改變，最終導(dǎo)致控制失常。②死機(jī)。在單片機(jī)系統(tǒng)受強(qiáng)干擾后，造成程序計(jì)數(shù)器（PC）值的改變，破壞程序正常運(yùn)行。（3）系統(tǒng)被控對(duì)象誤操作。①單片機(jī)內(nèi)部程序指針錯(cuò)亂，指向了其它地方，運(yùn)行了錯(cuò)誤的程序；②DRAM中的某些數(shù)據(jù)被沖亂或者特殊寄存器的值被改變，使程序計(jì)算出錯(cuò)誤的結(jié)果。③中斷誤觸發(fā)，使系統(tǒng)進(jìn)行錯(cuò)誤的中斷處理。（4）被控對(duì)象狀態(tài)不穩(wěn)定。鎖存電路與被控對(duì)象間的線路（包括驅(qū)動(dòng)電路）受干擾，從而造成被控對(duì)象狀態(tài)不穩(wěn)定。（5）定時(shí)不準(zhǔn)。①單片機(jī)內(nèi)部程序指針錯(cuò)亂，使中斷程序運(yùn)行超出定時(shí)時(shí)間；②RAM中計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)被沖亂，使程序計(jì)算出錯(cuò)誤的結(jié)果。（6）數(shù)據(jù)發(fā)生變化。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，由于外部RAM是可讀寫(xiě)的，在干擾的侵入下，RAM中數(shù)據(jù)有可能發(fā)生改變，雖然ROM能避免干擾破壞，但單片機(jī)片內(nèi)RAM以及片內(nèi)各種特殊功能寄存器等狀態(tài)都有可能受干擾而變化，甚至EPROM中的數(shù)據(jù)也可能誤讀寫(xiě),使程序計(jì)算出錯(cuò)誤的結(jié)果。針對(duì)以上出現(xiàn)的問(wèn)題，本系統(tǒng)分別從硬件和軟件兩個(gè)方面來(lái)探討一些提高單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾能力的方法。合理地使用軟件和硬件抗干擾技術(shù)，可使系統(tǒng)最大限度地避免干擾的產(chǎn)生和受干擾后能使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地工作。（1）供電系統(tǒng)。①防止從電源系統(tǒng)引入干擾，可采取交流穩(wěn)壓器保證供電的穩(wěn)定性，防止電源的過(guò)壓和欠壓。使用隔離變壓器濾掉高頻噪聲，低通濾波器濾掉工頻干擾。②采用開(kāi)關(guān)電源并提供足夠的功率余量，主機(jī)部分使用單獨(dú)的穩(wěn)壓電路，必要時(shí)I/O供電分別采用DCDC模塊隔離，以避免各個(gè)部分相互干擾。（2）注意印制電路板的布線與工藝。①盡量采用多層印制電路板，多層板可提供良好的接地網(wǎng)，可防止產(chǎn)生地電位差和元件之間的耦合。②印制電路板要合理分區(qū)。模擬電路區(qū)、數(shù)字電路區(qū)、功率驅(qū)動(dòng)區(qū)要盡量分開(kāi)，地線不能相混，分別和電源端的地線相連。③元件面和焊接面應(yīng)采用相互垂直、斜交、或者彎曲走線，避免相互平行以減小寄生耦合：避免相鄰導(dǎo)線平行段過(guò)長(zhǎng)；加大信號(hào)線間距。高頻電路互聯(lián)導(dǎo)線盡量短，使用45176?；蛘邎A弧折線布線，不要使用90176。折線，以減小高頻信號(hào)的發(fā)射。④印制電路板要按單點(diǎn)接電、單