【正文】 現(xiàn)在的系統(tǒng)還沒有達(dá)到真正的智能化，還需要增加很多新的功能和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，才能達(dá)到真正意義上的智能化控制。軟件部分的編制也是力求簡單實(shí)用，即本著實(shí)用、有效、方便的原則進(jìn)行編制。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(fù)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(xì)的設(shè)計還有待于解決。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，在輸入廣播地址后，所有的分控制器都正確地執(zhí)行了后續(xù)的命令，實(shí)現(xiàn)了燈泡的啟停、亮度調(diào)節(jié)、定時關(guān)閉功能；在輸入某個分機(jī)地址后，該分機(jī)也正 37 常地執(zhí)行了相應(yīng)的命令，同樣達(dá)到了所要求的功能。 調(diào)試時應(yīng)先調(diào)主程序，實(shí)現(xiàn)最基本最主要的功能，在此基礎(chǔ)上再將各模塊功能往主程序上堆砌，直至各模塊聯(lián)調(diào)、統(tǒng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)全部功能。首先根據(jù)設(shè)計要求用 Protel DXP軟件繪制出原理圖，然后依據(jù)原理圖選擇元器件，在實(shí)驗(yàn)板上布置元器件并連接線路，對硬件電路進(jìn)行測試，檢查串行口是否選錯，測量 電源是否正常，復(fù)位電平是否正確，單片機(jī)是否起振等等。 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(jī)和從機(jī)的數(shù)據(jù)通信程序流程圖分別如圖 。 當(dāng)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)。如要傳送 1個數(shù)據(jù)幀，此時間延遲將逐漸減少。 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。 35 開 始將 S M 2 位 置 為 1 只 接 收地 址 幀串 口 有 數(shù) 據(jù) 接 收是 廣 播 地 址 嗎發(fā) 送 應(yīng) 答 信 號信 號 內(nèi) 容 為 本 機(jī) 地 址調(diào) 用 接 收 函 數(shù) 接 收 數(shù) 據(jù)接 收 函 數(shù) 返 回 值 為 0 x f f接 收 函 數(shù) 返 回 值 為 0 x f e向 主 機(jī) 發(fā) 送 成 功 信 號YNNYYN接 收 的 地 址 與 本 機(jī)地 址 相 同 嗎Y 圖 從機(jī)數(shù)據(jù)通信流程圖 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。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，隨后，程序?qū)?SM2位置 1，重新開始下一個數(shù)據(jù)通信流程。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)。 （ 2） 如果串口有數(shù)據(jù)接收（收到地址幀），則從機(jī)會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)。 開 始發(fā) 送 地 址 幀等 待 從 機(jī) 應(yīng) 答應(yīng) 答 信 息 與 發(fā) 送 的地 址 相 符 嗎調(diào) 用 發(fā) 送 函 數(shù) 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)等 待 從 機(jī) 應(yīng) 答發(fā) 送 成 功 嗎結(jié) 束YNN是 廣 播 地 址 嗎YNY 圖 主機(jī)數(shù)據(jù)通信流程圖 34 從機(jī)部分通信程序設(shè)計 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個部分。 （ 3） 發(fā)送完數(shù) 據(jù)后，主機(jī)等待從機(jī)的校驗(yàn)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(jī)將重新發(fā)送數(shù)據(jù)，直至發(fā)送成功。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)送地址幀對要通信的從機(jī)進(jìn)行呼叫，發(fā)送地址幀時需將 TB8位置 1。( 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。 單片機(jī)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，計算公式為： 3 22S M O DT 1 的 溢 出 率=波 特 率 定時器 T1的溢出率的計算公式為： 3 2f=溢 出 率o s c247。 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(yàn)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。 （ 5） 當(dāng)主機(jī)需要與其他從機(jī)通信時，可以再次發(fā)出地址幀尋呼從機(jī)，重復(fù)這一過程。如果地址不同，則丟棄當(dāng)前數(shù)據(jù)， SM2位不變。 （ 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。 鐘完成時間日歷的顯示。 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(biāo)志，數(shù)據(jù)裝入 SBUF。當(dāng)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）。 31 中 斷 程 序 入 口初 始 化接 收 主 機(jī) 發(fā) 送 的 地 址與 本 機(jī) 地 址 相 符 嗎接 收 主 機(jī) 發(fā) 送 的 數(shù) 據(jù)返 回NYY時 間 到 了 嗎N向 主 機(jī) 發(fā) 送 本 機(jī) 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(dú)定時控制從機(jī)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(jī)對從機(jī)的查詢方式通信。 30 中 斷 程 序 入 口初 始 化接 收 主 機(jī) 發(fā) 送 的 地 址地 址 是 0 0 H 嗎接 收 主 機(jī) 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(jī)程序流程圖 單獨(dú)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(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)寫入 DS1302芯片，等到設(shè)定的時間到達(dá)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(dá)后，單片機(jī)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(dāng) RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302進(jìn)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(jìn)行寫操作，為 1表示進(jìn)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(jī)控制程序流程圖同圖 ，從機(jī)控制程序流程圖如圖 。主機(jī)收到從機(jī)的應(yīng)答后，則開始一次通信，通信完畢，從機(jī)繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)，等待呼叫。該系統(tǒng)的主機(jī)控制程序流程圖同圖 ，從機(jī)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(jìn)行的，分控制器選用的是 AT89C2051單片機(jī)，這種單片機(jī)本身沒有 PWM輸出，只能通過軟件方法實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的主機(jī)和從機(jī)控制程序流程圖分別如圖 。只有 SM2=0的從機(jī)才能接收到主機(jī)發(fā)送的信息。而其它從機(jī)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(jī) 25 發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)主機(jī)發(fā)送從機(jī)的地址信息時，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)。單片機(jī)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(jī)返 回YN 圖 全部啟?？刂浦鳈C(jī)程序流程圖 24 中 斷 程 序 入 口初 始 化接 收 主 機(jī) 發(fā) 送 的 地 址地 址 是 0 0 H 嗎接 收 主 機(jī) 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 全部啟停控制從機(jī)程序流程圖 單獨(dú)啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計 單獨(dú)照明啟停控制系統(tǒng)是通過主機(jī)發(fā)送給指定的從機(jī)命令信息，來實(shí)現(xiàn)照明燈的啟?？刂?。從機(jī)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(diǎn)亮了燈泡；同理，如果收到的命令是關(guān)燈時，向 輸出低電平，封閉 MOC3021使雙向可控硅截止，也就達(dá)到了關(guān)閉燈泡的目的。 本系統(tǒng)的通信原理為：從機(jī)在建立與主機(jī)通信之前所有分機(jī)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(jī)發(fā)送來的機(jī)號信息。單片機(jī)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(jī)由 AT89C51單片機(jī)充當(dāng)，從機(jī)為 AT89C2051 單片機(jī)。在主 23 從式多機(jī)系統(tǒng)中主機(jī)發(fā)送的信息可以傳送到所有的從機(jī)或指定的從機(jī)，在這里是要發(fā)送給所有的從機(jī)，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(dá)到分控制器，分控制器再依據(jù)命令向 ，來達(dá)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 所示。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 。 21 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(jìn)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 所示。消抖動程序是這樣實(shí)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(jìn)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。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(jìn)數(shù)據(jù)，要不就 20 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