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基于單片機實現(xiàn)的照明控制系統(tǒng)設(shè)計-資料下載頁

2024-11-03 19:34本頁面

【導讀】近十幾年來,隨著我國城市建設(shè)的快速發(fā)展,樓宇照明也相應(yīng)飛速發(fā)展?;?、安全、節(jié)能等方面日見突出。樓宇中人工光環(huán)境對于滿足人們的生活、學習、娛樂以及工作方面有著重要的意義。通過回路中串入接觸器,實現(xiàn)遠距離控制。觸點來實現(xiàn)區(qū)域控制、定時通斷、中央監(jiān)控等功能。控系統(tǒng)中并非獨立,同時控制功能簡單,因此使用上有一定的局限性。自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,照明系統(tǒng)亦受到影響。長燈具壽命、提高照明質(zhì)量。根據(jù)使用客戶的經(jīng)驗,不僅使照明管理與設(shè)備維修。簡單及降低費用外,還對環(huán)境改善、提高工作效率都有著顯著的效果。硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機系統(tǒng)的實體與裝。意圖完成預(yù)定的任務(wù)。目前,有多種接口標準可用于串行通信,最。RS-232、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規(guī)定,而不涉及接。EIARS-485成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標準。發(fā)來的命令或數(shù)據(jù)并做出回應(yīng)。息、接收應(yīng)答信息等,分控制器接收數(shù)據(jù)與遙控指令,完成對照明燈具的控制。

  

【正文】 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)。若從機的控制位 SM2被設(shè)為 1,則當接收的是地址幀時,數(shù)據(jù)裝入 SBUF,并置RI=1,向 CPU發(fā)出中斷申請,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,則無論是地址幀還是數(shù)據(jù)幀都將產(chǎn)生 RI=1中斷標志,數(shù)據(jù)裝入SBUF。利用這一功能,可以按照如下步驟進行數(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)位表示通信的從機地址,第 9位為 1,表示當前幀為地址幀。 ( 3)從機接收到地址幀后 ,如果是廣播地址幀,則所有從機都將其 SM2位置0,準備接收主機發(fā)送的數(shù)據(jù)或命令;如果不是廣播地址幀,則將本機地址與幀中地址進行比較。如果地址相同,則將其 SM2位置 0,并發(fā)送本機地址幀,然后準備接收數(shù)據(jù)。如果地址不同,則丟棄當前數(shù)據(jù), SM2位不變。 ( 4)主機發(fā)送數(shù)據(jù)幀,相應(yīng)的從機接收,其他從機則不受影響。 ( 5)當主機需要與其他從機通信時,可以再次發(fā)出地址幀尋呼從機,重復這一過程。 主機在發(fā)送數(shù)據(jù)時,按照表 42的數(shù)據(jù)格式進行傳輸。 表 42 傳輸數(shù)據(jù)格式 字節(jié)數(shù) n 數(shù)據(jù) 1 數(shù)據(jù) 2 數(shù)據(jù) n 字節(jié)奇偶校驗 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,可以通過對 TB8位置 1或 0來確定要發(fā)送的是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。而接收數(shù)據(jù)時,對地址幀的判斷則是通過讀取 RB8位來獲得的,RB8=1,當前幀為地址幀, RB8=0,當前幀為數(shù)據(jù)幀。 單片機的串口工作在方式 3下,其波特率由定時器 1( T1)的溢出率決定,計畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 算公式為: 波特率 = 的溢出率T1322 S M O D ? ( 4— 1) 定時器 T1的溢出率的計算公式為: )12(32 的初值溢出率 Tf ko s c ??? ( 4— 2) 則波特率的公式變?yōu)椋? )T12(32322 S M O D 的初值波特率 ???? ko s cf ( 4— 3) 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。 主機部分通信程序設(shè)計 圖 411 主機數(shù)據(jù)通信流程圖 系統(tǒng)中的主機通信程序分為 4個部分,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。主機的數(shù)據(jù)通信的基本流程如下: ( 1)主機首先向所有從機發(fā)送地址幀對要通信的從機進行呼叫,發(fā)送地址幀時需將 TB8位置 1。 ( 2)發(fā)送地址幀后,如果發(fā)送的是廣播地址幀,則不需要從機應(yīng)答,待延遲一段時間后,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,主機則要畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 接收應(yīng)答,若應(yīng)答信號中的地址與前面發(fā)送的地址并不相同,主機將重新發(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,主機等待從機的校驗信號,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 411所示。 從機部分通信程序設(shè)計 圖 412 從機數(shù)據(jù)通信流程圖 從機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個部分。從機部分的數(shù)據(jù)通信過程受主機控制,其基本的流程如下: ( 1) 初始化完成后,從機設(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),則從機會將該幀中的地址信息先與廣播地址進行比較,如果是廣播地址,則做好接收數(shù)據(jù)的準備,如果是其它地址,則與本機 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)為本機地畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 址,否則丟棄當前數(shù)據(jù),從機繼續(xù)處于等待呼叫狀態(tài)。 ( 3)程序調(diào)用接收函數(shù)接收主機發(fā)送的數(shù)據(jù)部分并作出應(yīng)答,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)校驗失敗,程序等待主機重新發(fā)送數(shù)據(jù)。如果函數(shù)返回值為 0xfe,表示從機在數(shù)據(jù)接收過程中發(fā)現(xiàn)主機發(fā)送地址幀,程序?qū)⒎艞壆斍敖邮者^程,將 SM2位重新置 1,開始下一通信過程。如果函數(shù)返回 0,表示數(shù)據(jù)被成功接收,向主機發(fā)送成功信號,隨后,程序?qū)?SM2位置 1,重新開始下一個數(shù)據(jù)通信流 程。該部分程序?qū)?yīng)的流程圖如圖412所示。 無線數(shù)傳通信程序設(shè)計 這里所設(shè)計的無線數(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發(fā)送數(shù)據(jù)或命令的準備,然后主機發(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 完成,可保證在任何一個瞬間,通信網(wǎng)中只有一個模塊處于發(fā)送狀態(tài),避免相互干擾。 SRWF1模塊 在使用之前要進行無線信道、接口類型、接口速率、接口參數(shù)等的設(shè)定,在設(shè)置完成后便可以進行數(shù)據(jù)傳輸,當模塊 收到單片機發(fā)來的第一個數(shù)據(jù)后自動進行無線網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)同步等工作,因此第一個數(shù)據(jù)將在 5個字節(jié)時間延遲后從接收方串口輸出。如要傳送 1個數(shù)據(jù)幀,此時間延遲將逐漸減少。當最后一個數(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)置的接收等待時間延遲之 后,模塊將自動通知所有接收設(shè)備斷開無線網(wǎng)絡(luò)連接、轉(zhuǎn)入空閑狀態(tài)。 當發(fā)送方最后一個數(shù)據(jù)被發(fā)送后需延遲 68個字節(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,而沒有發(fā)送到無線鏈路中,以避免引起數(shù)據(jù)通訊混亂。 無線數(shù)傳的通信協(xié)議與流程基本上與 RS485通信程序相同,因此主機和從機的數(shù)據(jù)通信程序流程圖分別如圖 411與 412所示。 通信程序見附錄二。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 系統(tǒng)仿真 前面已經(jīng)把單片機系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計完成了,下一步就可以著手進行仿真,因為在設(shè)計的過 程之中肯定有許多的錯誤,需要進行仿真來發(fā)現(xiàn)錯誤和調(diào)試錯誤。這樣才能使單片機低功耗計數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計更加完善,本次系統(tǒng)仿真采用的是軟件仿真,使用的是 proteus 軟件。 Proteus軟件由 ISIS和 ARES兩個軟件構(gòu)成,其中 ISIS是原理圖編輯與仿真軟件, ARES是布線編輯軟件。本次系統(tǒng)的硬件設(shè)計其中的原理圖編輯和 PCB布線就是在這個軟件環(huán)境中完成的,至于軟件設(shè)計,則是采用 proteus軟件中的 ISIS和Keil uVision進行聯(lián)合調(diào)試。 當硬件設(shè)計和軟件設(shè)計都完成的時候就可以看到虛擬的基于單片機的低功耗計數(shù) 系統(tǒng)的運行,以下為仿真效果: ( 1)編譯結(jié)束,添加 HEX文件單擊 PROTEUS運行按鈕,本系統(tǒng)的定時( 10分鐘)顯示仿真圖如圖 51。 6 結(jié)論 照明控制系統(tǒng)的設(shè)計遵循了節(jié)約能源、提高照明質(zhì)量的原則。主要分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。由于系統(tǒng)采用的是 RS485通信與無線數(shù)傳通信方式,如果使用在現(xiàn)場環(huán)境中必然存在干擾的問題,所以抗干擾與可靠性設(shè)計就顯得尤為重要。雖然系統(tǒng)已經(jīng)考慮了可靠性設(shè)計問題,如看門狗技術(shù)、復位電路、光電耦合等在電路設(shè)計中的應(yīng)用,但這也只是針對部分問題做了解決,一些詳細的設(shè)計還有待于解決, 離真正的現(xiàn)場應(yīng)用還有一定的距離。軟件部分的編制也是力求簡單實用,即本著實用、有效、方便的原則進行編制。但一個較好的和較完善的應(yīng)用軟件不是在短時間內(nèi)就可以完成的,它需要不斷的完善和發(fā)展,需要做大量的工作和時間的檢驗?,F(xiàn)在的系統(tǒng)還沒有達到真正的智能化,還需要增加很多新的功能和先進的科學技術(shù),才能達到真正意義上的智能化控制。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 參考文獻 [1] 王幸之,鐘愛琴等 . 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