【正文】 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。 （ 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。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)。 （ 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。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。當串口以方式 3工作時，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，通過對 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）。 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 35 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)返 回NYY時 間 到 了 嗎N向 主 機 發(fā) 送 本 機 地 址將 數(shù) 據(jù) 寫 入 D S 1 3 0 2 芯 片讀 出 D S 1 3 0 2 芯 片 的 數(shù) 據(jù)關(guān) 閉 照 明 燈 圖 單獨定時控制從機控制程序流程圖 RS485通信程序設(shè)計 由于 RS485總線是異步半雙工的通信總線，在某一個時刻總線只可能呈現(xiàn)一種狀態(tài)，所以這種方式一般適用于主機對從機的查詢方式通信。 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 34 中 斷 程 序 入 口初 始 化接 收 主 機 發(fā) 送 的 地 址地 址 是 0 0 H 嗎接 收 主 機 發(fā) 送 的 數(shù) 據(jù)返 回NYY時 間 到 了 嗎N將 數(shù) 據(jù) 寫 入 D S 1 3 0 2 芯 片讀 出 D S 1 3 0 2 芯 片 的 數(shù) 據(jù)關(guān) 閉 照 明 燈 圖 全部定時控制從機程序流程圖 單獨定時控制程序設(shè)計 主控制器使用鍵盤輸入被呼叫分控制器的地址，并通過網(wǎng)絡(luò)向所有分控制器傳送，在分控制器將該地址與本機地址進行比較后，判斷是否是呼叫自己，如果是呼叫本機，就將本機地址傳送給主控制器，進一步接收傳送的數(shù)據(jù)，然后分控制器就將數(shù)據(jù)寫入 DS1302芯 片，等到設(shè)定的時間到達時就執(zhí)行關(guān)閉照明燈的命令。 全部定時控制程序設(shè)計 在全部定時控制系統(tǒng)中是通過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)送時間數(shù)據(jù)信息，分控制器在收到時間數(shù)據(jù)后寫入 DS1302芯片，等到設(shè)定時間到達后，單片機發(fā)出命令關(guān)閉照明燈。在控制指令字輸入后的下一個 SCLK時鐘的上升沿時數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0開始。當 RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302進行操作。 7 6 5 4 3 2 101R A MC KA 4 A 3 A 2 A 1 A 0R DW表 4 1D S 1 3 0 2 的 控 制 字 在 DS1302芯片中，通過把 RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 DS1302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)寫入到 DS1302中；位 6如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(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表示要進行寫操作，為 1表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。該系統(tǒng)的主機控制程序流程圖同圖 ，從機控制程序流 程圖如圖 。主機收到從機的應(yīng)答后，則開始一次通信，通信完畢，從機繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)，等待呼叫。該系統(tǒng)的主機控制程序流程圖同圖 ，從機控制程序流程圖如圖 。在主控制器鍵盤上 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。這每 10次脈沖再用來控制基于單片機的照明控制系統(tǒng) 31 高低電平的 10個比值。假設(shè)把一個 周期分為 10個時間等份，如果方波中的高低電平占空比是 1:9，這時就是一個比較暗的亮度，如果占空比是 5:5，就是一個中間亮度，如果高低電平占空比是 9:1，這時就是一個比較亮的亮度，高低電平占空比為 0:10時，燈泡是滅的，高低電平占空比為 10:0時，燈泡最亮。在這里對于燈泡亮度的調(diào)節(jié)是通過 PWM方式來進行的，分控制器選用的是 AT89C2051單片機，這種單片機本身沒有 PWM輸出，只能通過軟件方法實現(xiàn)。該系統(tǒng)的主機和從機控制程序流程圖分別如圖 。只有 SM2=0的從機才能接收到主機發(fā)送的信息。而其它從機由于地址號不符，他們的 SM2位仍然為 1，仍處于偵聽狀態(tài)，無法 接收主機發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息。當主機發(fā)送從機的地址信息時，每幀數(shù)據(jù)的第 9位都為 1，所有從機都接收到地址信息，然后判斷主機是否呼叫本機。單片機的工作方式同全部照明啟?？刂葡到y(tǒng)。 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 數(shù) 據(jù) 給 從 機返 回YN 圖 全部啟停控制主機程序流程圖 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 28 中 斷 程 序 入 口初 始 化接 收 主 機 發(fā) 送 的 地 址地 址 是 0 0 H 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 圖 全部啟?？刂茝臋C程序流程圖 單獨啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計 單獨照明啟停控制系統(tǒng)是通過主機發(fā)送給指定的從機命令信息，來實現(xiàn)照明燈的啟?？刂啤臋C收到的命令是開燈時，向 ，打開 MOC3021驅(qū)動雙向可控硅，從而就點亮了燈泡；同理，如果收到 的命令是關(guān)燈時，向 平，封閉 MOC3021使雙向可控硅截止，也就達到了關(guān)閉燈泡的目的。 本系統(tǒng)的通信原理為：從機在建立與主機通信之前所有分機的 SM2都置 1，即隨時處于對通信線路監(jiān)聽的狀態(tài)，只能收到主機發(fā)送來的機號信息。單片機的數(shù)據(jù)通信由串口完成，定時器 T1為波特發(fā)生器，數(shù)據(jù) 傳送格式為 1位起始位， 8位數(shù)據(jù)位， 1位停止位， 1位可編程位（ TB8）。主機由 AT89C51單片機充當，從機為 AT89C2051單片機。在主從式多機系統(tǒng)中主機發(fā)送的信息可以傳送到所有的從機或指定的從機，在這里是要發(fā)送給所有的從機，來控制照明燈的啟停。 全部啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計 全部照明啟?？刂葡到y(tǒng)是利用主控制器上的開、關(guān)按鍵來控制全部照明燈的啟停，控制命令是通過串口通信方式傳達到分控制器，分控制器再依據(jù)命令向 ，來達到控制燈泡亮和滅的目的。 LED數(shù)碼顯示程序的流程圖如圖 。此時，要求段驅(qū)動電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻，這里的限流電阻選為 100Ω 。 開 始初 始 化將 第 一 根 列 線 置 高依 次 掃 描 行 線有 信 號 嗎延 時 一 次有 信 號 嗎再 延 時 一 次有 信 號 嗎將 上 一 根 列 線 置 低將 下 一 根 列 線 置 高依 次 掃 描 行 線有 信 號 嗎延 時 一 次有 信 號 嗎再 延 時 一 次有 信 號 嗎是 第 四 根 列 線 嗎將 第 四 根 列 線 置 低返 回 對 應(yīng) 鍵 值返 回 對 應(yīng) 鍵 值返 回 一 個 值YYYNNNYYYNNNYN 圖 鍵盤掃描程序流程圖 LED數(shù)碼顯示程序設(shè)計 本系統(tǒng)采用了四位共陽極七段數(shù)碼管，共陽極數(shù)碼管的 8個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。 （ 4） 通過定時鍵來對照明燈具進行 定時控制的設(shè)置。 （ 2） 利用開、關(guān)鍵控制照明燈具的啟停。鍵盤掃描程序的流程圖如圖 。消抖動程序是這樣實現(xiàn)的，當檢測到一個脈沖信號時，并不立即認為是一次按鍵，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，那么就認為有一次按鍵動作發(fā)生了。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。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。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。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。本照明控制系統(tǒng)軟件程序總體結(jié)構(gòu)如圖 。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。 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。 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 23 第四章 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。分控制器的外圍電路主要有時鐘芯片接口、零點檢測電路、可控硅控制電路、 RS485通信電路、無線數(shù)傳電路以及看門狗與晶振等。系統(tǒng)的主控制器和分控制器分別是以 AT89C51與 AT89C2051單片機為基礎(chǔ)，按照所要求的功能配上相應(yīng)的外圍電路。 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。 可設(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)）。 采用高性能單片處理器 ATMega8L,外圍電路少，可靠性高，故障率低。 接收電流 20mA，發(fā)射電流 40mA,休眠時電流僅為 20uA。 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。 可 1次傳輸無限長度的數(shù)據(jù)，用戶 編程更加靈活。 COM2由用戶自定義為標準的 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）。 （ 8） 雙串口， 3種接口方式。 SRWF1型模塊標準配置提供 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。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）。 （ 6） 透明的數(shù)據(jù)傳輸。 （ 5） 傳輸距離遠?；?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。 載頻頻率 429438MHz，也可提供315/868/915MHz等載頻 。 R X DT X DR X DT X DV C CGNDS G N D8 9 C 5 18 9 C 2 0 5 1 S R W F 1+ 5 V 圖 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。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)傳模塊之間可以進行信息的傳送與回饋，即所謂的雙向通信。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。當有串行中斷產(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 ，繼續(xù)保持 ，使串行收發(fā)基于單片機的照明控制系統(tǒng) 20 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)。 為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，