【正文】 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，需要我們做大量的工作和時間的檢驗。 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。接著就要按照功能要求編制程序，這里采用 Keil C編程工具，需先根據(jù)要求劃分模塊，優(yōu)化結(jié)構(gòu)；再根據(jù)各模塊特點確定何為主程序，何為子程序，何為中斷服務(wù)程序，相互間如何調(diào)用；再根據(jù)各模塊性質(zhì)和功能將各模塊細化，設(shè)計出程序流程圖；最后才根據(jù)各模塊流程圖編制具體程序。而照明啟?？刂啤⒘炼瓤刂埔约岸〞r控制程序又分為全部控制和單獨控制兩部分， 人機交互程序由鍵盤掃描程序與 LED顯示程序組成 ，而串行通信程序由 RS485通信程序 和 無線數(shù)傳程序組成。 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)。 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。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。 （ 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） 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。( 2 T 1 的 初 值 )k 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。 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 驗表 4 2 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。如果地址不同，則丟棄當前數(shù)據(jù)， SM2位不變。利用這一功能，可以按照如下步驟進行數(shù)據(jù)通信： [9] （ 1） 將所有 SM2位置 1，使其處于只接收地址幀的狀態(tài)。在通信中，主機與各個從機進行通信，必須能對各個從機進行識別，這一識別功能是利用串口控制寄存器 SCON的 SM2位實現(xiàn)34 的。該系統(tǒng)的主機控制流程圖同圖 ，從機的控制流程圖如圖 。如果在傳送過程中置 RST為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 DA1302的控制字如表 41所示。從機在收到調(diào)亮 或調(diào)暗的命令后，利用零點檢測電路檢測電源過零點， 一旦 單片機的 ，就會向 PWM信號以調(diào)高或調(diào)低燈泡的亮度。 [8] 全部亮度控制程序 設(shè)計 全部照明亮度控制系統(tǒng)就是主機向從機發(fā)送廣播地址，所有從機都接收主機發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息，然后根據(jù)命令是調(diào)亮還是調(diào)暗來進行相應(yīng)的燈泡亮度控制。在進行實驗中，將定時器 1的溢出定為 1/20200秒，每 10次脈沖輸出一個 2KHz頻率。 [7] 開 始初 始 化調(diào) 用 鍵 盤 掃 描 子 程 序取 鍵 值有 鍵 按 下 嗎發(fā) 送 地 址 給 從 機返 回YN接 收 從 機 返 回 的 地 址兩 個 地 址 相 符 嗎發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 給 從 機 送 顯 錯 誤 信 息 “ 0 E ”YN 圖 單獨 啟停 控制主機程序流程圖 28 中 斷 程 序 入 口初 始 化接 收 主 機 發(fā) 送 的 地 址與 本 機 地 址 相 符 嗎接 收 主 機 發(fā) 送 的 數(shù) 據(jù)是 打 開 命 令 嗎向 P 3 . 7 口 輸 出 高 電 平返 回是 關(guān) 閉 命 令 嗎向 P 3 . 7 口 輸 出 低 電 平NYYNYN向 主 機 發(fā) 送 本 機 地 址 圖 單獨 啟停 控制從機程序流程圖 照明亮度控制程序設(shè)計 照明亮度控制系統(tǒng)是利用主控制器鍵盤上的增值與減值鍵，通過串口通信方式來控制分控制器 所控制的照明燈的亮度。主機收到從機發(fā)送來的回應(yīng)信息后，比較主機已發(fā)送的地址號與剛接收的地址號是否 相符，如果不符，則發(fā)出錯誤信息； 如果相符，則正式發(fā)送數(shù)據(jù)信息，這時發(fā)送的每幀的第 9位都為 0。其具體的工作過程是：所有的從機在通信之前都把 SM2位置 1， 隨時處于偵聽狀態(tài)。 該系統(tǒng)的主機和從機的控制程序流程圖如圖 。工作方式：定時器 T1設(shè)置為方式 2，串口設(shè)置為工作方式 3。在 本系統(tǒng)中采用廣播式 命令， 不需要從機返回信息，從機之間也不能直接通信。 子 程 序 入 口初 始 化返 回YN查 表 取 段 碼段 碼 送 驅(qū) 動 顯 示位 碼 送 譯 碼 器 選 通 低 位數(shù) 碼 管數(shù) 字 是 否 顯 示 完顯 示 緩 沖 區(qū) 左 移關(guān) 顯 示 圖 LED 數(shù)碼顯示程序流程圖 照明啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計 照明的啟?？刂浦饕怯芍骺刂破靼l(fā)出指令，通過 RS485通信方式或無線數(shù)傳方式控制全部或部分分控制器所控制照明燈具的啟停，因此照明啟?？刂瞥绦蛴蓛刹糠纸M成，即24 全部啟?？刂婆c單獨 啟?？刂苾刹糠帧．斈扯悟?qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。 （ 3） 利用 增 值 、減 值 鍵控制照明燈具的亮度。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。 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。 [5] 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，按鍵位于行、列線的交叉點上。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。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。主控制器的外圍電路主要有鍵盤接口、 LED數(shù)碼顯示接口、看門狗接口、RS485通信接口、 無線數(shù)傳接口以及 晶振等。 （ 14） 看門狗實時監(jiān)控。 （ 12） 高可靠性，體積小、重量輕。 （ 10） 智能數(shù)據(jù)控制，用戶無需編制多余的程序 。 SRWF1型模塊提供 2個串口 3種接口方式， COM1為 TTL電平 UART接口。 （ 7） 多信道，多速率。在視距情況下，天線高度 3米，可靠傳輸距 離 300m。 （ 3） 高抗干擾能力和低誤碼率。單片機與無線數(shù)傳模塊 SRWF1的電路連接如圖 。 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。從機使用單片機的 MAX485的工作狀態(tài)，平時置 ，使從機串行口處于偵聽狀態(tài) 。 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 RE端 為邏輯 0時，器件處于接收狀態(tài)；當 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 控制 ； A端和 B端分別為接收和發(fā)送的差分信號端 ,當 A引腳的電平高于 B時，代表發(fā)送的數(shù)17 據(jù)為 1；當 A的電平低于 B端時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 0。 主機與從機的通信電路圖分別如圖 。 RS485通信電路 的設(shè)計 本系統(tǒng)的有線通信方式采用 RS485總線 進行通信， RS485標準支持 半雙工通信 ， 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177。 使用 PWM方法 進行可控硅控制時，調(diào)制頻率不能低于市電頻率，因為當頻率低于 50Hz時，超過了人眼視覺暫留效應(yīng)， 用于調(diào)光將產(chǎn)生閃爍的現(xiàn)象。 當電源電壓 VCC不變的情況下，輸出電壓的平均值 U取決與占空比α的大小，改變α的大小就可 以改變輸出電壓的平均值 ，這就是 PWM的工作原理。光電耦合器M0C3021通過一個非門與 89C2051的 ， 當此腳輸出高電平時，將會封鎖住MOC3021，使雙向可控硅 BT131不導通，這樣就會使照明燈關(guān)閉；當 ，使光電耦合器 MOC3021打開驅(qū)動雙向可控硅 ，從而將雙向可控硅觸發(fā)導通，這樣就開啟了所要控制的照明燈。 DS1302由兩者中的較大者供電。對 DS1302的每一次讀寫需 16個時鐘脈沖，前 8個脈沖輸入操作地址和讀寫命令。 DS1302與單片機的連接 僅需要 3根線，即 SCLK、 I/O、 RST。 分控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖如圖 。 （ 3）看門狗定時器被清零 ， WDO維持高電平；當程序跑飛或死機時， CPU不能在 1． 6s內(nèi)給 出 “喂狗”信號 ， WDO跳變?yōu)榈碗娖?，由?MR端 有一個內(nèi)部 250mA的上拉電流， D導通 MR獲得有效低電平， RESET端輸出復位脈沖，單片機復位， 看門狗定時器清零， WDO又恢復成高電平。 看門狗監(jiān)控電路 的設(shè)計 本系統(tǒng)采用 MAXIM 公司的低成本微處理器監(jiān)控芯片 MAX813L 構(gòu)成硬件狗，與 AT89C51的接口電路如圖 。 LED 數(shù)碼 顯 示 的接口設(shè)計 數(shù)碼顯示與驅(qū)動電路由 74LS138 譯碼器、 7447 TTL BCD7段高有效譯碼器 /驅(qū)動器、 4個數(shù)碼管以及 5 個 A1015 三極管組成。本系統(tǒng)使用的是 4 4矩陣式鍵盤，第一行從左到右為 4，第二行為 8，第三行為 0、開、 關(guān)，第11 四行為 增值 、 減值 、 定時 、確認。 三 基于單片機的照明控制系統(tǒng)的硬件 電路 設(shè)計 主控制器的電路設(shè)計 [1] 主控制器采用 AT89C51 單片機 作 為微處理器， AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi) 含 4K bytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和10 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元。分控制器硬件電路結(jié)構(gòu)如圖 所示。主控制器是發(fā)送遙控指令、發(fā)送數(shù)據(jù)信息、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。這三部分共同完成了主控制器通過有線、無線通信方式與分控制器進行信息交換，達到控制照明燈具的目的。 軟件設(shè)計的方法與開發(fā)環(huán)境的選取有著直接的關(guān)系，本系統(tǒng)由于是采用 51 系列單片機，因此使用 Keil C語言進行開發(fā)。 在系統(tǒng)設(shè)計中設(shè)計方法的選用是系統(tǒng)設(shè)計能否成功的關(guān)鍵。在這里主要 對這三種技術(shù)的組成、功能、發(fā)展以及使用領(lǐng)域 等方面 進行了 簡要 的 闡述。 無線數(shù)傳技術(shù)是通過單片機的串口與無 線數(shù)傳模塊連接， 將要發(fā)送的數(shù)據(jù)由無線數(shù)傳模塊向空中發(fā)出，然后由另一個終端設(shè)備的無線數(shù)傳模塊從空中接收數(shù)據(jù)，這樣就實現(xiàn)了預(yù)期的任務(wù)。正因為 RS485 的 遠距離、多節(jié)點（ 32個）、可以自行定義協(xié)議以及傳輸線成本低的特性，使得 EIA RS485 成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標準。 RS232 是最早的串行接口標準，在短距離、較低波特率串行通信中得到了廣泛應(yīng)用。 軟件系統(tǒng)是微機系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱，人們通過它對微機進行控制并與微機系統(tǒng)進行信息交換，使微機按照人的意圖完成預(yù)定的任務(wù)。 單片機由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)組成。 單片機的應(yīng)用技術(shù) 電子技術(shù)和微型計算機的迅速發(fā)展，促進微型計算機測量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，單片機（單片微型計算機）的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的各個部門和領(lǐng)域，它起到了越來越重要的作用。故當 樓宇 自控 系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，照明系統(tǒng)亦受4 到影響。 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。有線通信程序的功能是：通過 RS485主從通信方式，由主控制器發(fā)出命令對全部或單個分控制器所控制的照明燈實現(xiàn)開啟、關(guān)閉、燈光亮度調(diào)節(jié)、定