【正文】 采用光電耦合器 TLP521對通信系統(tǒng)進行光電隔離。 在進行通信時 只需要一個信號控制 MAX485的接收和發(fā)送即可。 MAX485芯片內部含有一個驅動器和接收器。 ROREDEDI GNDABV C CT L P 5 2 1 4 A5 . 1 K ΩP 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78I N T 113R X D10T X D11X T A L 218X T A L 119T014P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039T1158 9 C 5 1I N T 012R E S E T9RD17WR16E A /V P P31A L E /P30P S E N29V C C40GND20T L P 5 2 1 4 BT L P 5 2 1 4 C+ 5V+ 5V5 . 1 K Ω 5 . 1 K Ω 470Ω+ 5V3 . 3 K Ω3 . 3 K Ω120Ω20Ω20Ω12V7V12V7VM A X 4 8 55 . 1 K Ω5 . 1 K Ω 圖 主機通信電路圖 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 19 ROREDEDI GNDABV C CT L P 5 2 1 4 A5 . 1 K ΩT L P 5 2 1 4 BT L P 5 2 1 4 C+ 5V+ 5V5 . 1 K Ω 5 . 1 K Ω 470Ω+ 5V3 . 3 K Ω3 . 3 K Ω120Ω20Ω20Ω12V7V12V7VM A X 4 8 55 . 1 K Ω5 . 1 K ΩR S T /V pp1R X D /P 3. 02T X D /P 3. 13X T A L 24X T A L 15I N T 0/ P 3. 26I N T 1/ P 3. 37T 0/ P 3. 48T 1/ P 3. 59GND10V C C20P 1. 719P 1. 618P 1. 517P 1. 416P 1. 315P 1. 214P 1. 1/ A I N 113P 1. 0/ A I N 012P 3. 71189 C 20 51 圖 從機通信電路圖 主機與從機選用的 RS485通信收發(fā)器芯片為 MAX485，它是 MAXIM公司生產的用于 RS 485通信的低功率收發(fā)器件， 采用單一 電源 +5 V工作，額定電流為 300 μA ，采用半雙工通 信 方式。主機處于主導和支配地位，從機以中斷方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，主機發(fā)送的信息可以傳送到所有的從機或指定的從機，從機發(fā)送的信息只能為主機接收，從機之間不能直接通信。200mV，大大提高了通信距離，在 100K bps速率下通信距離可達 1200m，如果通信距離縮短，最大速率可達 10M bps。當檢測到交流電的過零點時，就去觸發(fā)雙向可控硅，同時通過 PWM信號的基于單片機的照明控制系統(tǒng) 18 輸出控制雙向可控硅的導通時間，最終達到控制燈泡亮度的目的。當調制頻率大于市電頻率，可控硅將處于連續(xù)導通狀態(tài)而不能達到調壓的目的，因此必須使用過零檢測作為觸發(fā)可控硅的基點。 由于 89C2051單片機沒有 PWM信號輸出功能，所以在這里采用單片機定時器配合軟件的方法來實現(xiàn) PWM信號的輸出 。燈泡的亮度與加在燈泡兩端的電壓成比例，而燈泡兩端的電壓與可控硅的導通角成比例，這樣通過調節(jié) PWM信號的占空比來控制可控硅的導通角。 T 1T 2T 圖 脈沖波形圖 則輸出電壓的平均值為： U=VCC T1/T=α VCC 其中α =T1/T（正脈沖的持續(xù)時間與脈沖周期的 比值）稱為占空比，α的變化范圍為 0≤α≤ 1， VCC為電源電壓。對于基于單片機的照明控制系統(tǒng) 17 照明燈的亮度 調節(jié)，這里采用 PWM（ Pulse Width Modulation） 方式 ,即脈沖寬度調制的簡稱，PWM是一種周期一定而高低電平的占空比可以調制的方波信號，當輸出脈沖周期一定時，輸出脈沖的占空比越大相對應的輸出有效電壓越大。 零點檢測與可控硅控制電路的設計 這部分電路的設計采用單片機的 I/O口灌電流的方法控制可控硅實現(xiàn)開關與調光控制，用光電耦合器 M0C3021作為可控硅的驅動器，同時實現(xiàn)強、弱電的隔離。當 VCC1大于 VCC2+， VCC1給 DS1302供電。 DS1302采用雙電源系統(tǒng)供電， VCC1在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運用方式下 VCC2連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時間信息以及數(shù)據(jù)。其中位 7必須為 1；位 0為 0時向芯片寫入數(shù)據(jù)，為 1時從芯片讀出數(shù)據(jù)；位 6～位 1選定芯片中的地址。在本系統(tǒng)中， 89C2051為主器件， DS1302為從器件，主器件在總線上產生時鐘脈沖、尋址信號、數(shù)據(jù)信號等，而從器件則相應接收數(shù)據(jù)、 送出數(shù)據(jù)。 RST接在 ，此引腳為高電平時，選中該芯片，可對其進行操作。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小于 31日時可自動調整。 30pF30pF1 2 M H zR S T /V pp1R X D /P 2T X D /P 3X T A L 24X T A L 15I N T 0/ P 6I N T 1/ P 7T 0/ P 8T 1/ P 9GND10V C C20P 19P 18P 17P 16P 15P 14P 13P 12P 1189 C 20 51V C C 1R S TS C L KI / OV C C 2X1X2GNDD S 1 3 0 2+ 5V20pF20pF3 2 .7 6 8 K H z+ 5V330Ω330Ω39Ω0 .0 1 u F100Ω+ 5 V7404M O C 3 0 2 11246~ 2 2 0 VB T 1 3 1B A T T E R Y3 . 6 VW D OR E S E TW D IMRV C CGNDM A X 8 1 3 L+ 5VD220nFVIVOGND220nFL M 7 8 0 5123V C C+ 5 V~ 2 2 0 VD1D210V+1 K Ω+ 5 VD3D41 .5 K Ω+ 5 VL M 3 1 1 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 16 圖 分控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖 時鐘芯片的接口設計 本系統(tǒng)利用單片機 89C2051和時鐘芯片 DS1302進行串行數(shù)據(jù)通信，讀取和寫入實時數(shù)據(jù)，用于定時控制照明燈具的啟停。 分控制器系統(tǒng)的外圍接口電路由晶振、 實時時鐘芯片、可控硅控制電路、零點檢測電路、看門狗電路、通信接口電路等組成。 （ 4）手動復位： 如果需要對系統(tǒng)進行手動復位，只要按下手動復位按鈕，就能對系統(tǒng)進行有效的復位。 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 15 （ 2）對 +5V電源進行監(jiān)視：當 +5V電源正常時， RESET為低電平，單片機正常工作；當 +5V電源電壓降至 +， RESET輸出高電平，對單片機進行復位。 MR 與 WDO 經過一個二極管連接起來， WDI接單片機的 口，RESET接單片機的復位輸入腳 RESET， MR經過一個復位按鈕接地。 4個 7段數(shù)碼管都被接成共陽極方式。由單片機的 ～ BCD碼，經 7447芯片后，翻譯成 7段數(shù)碼管 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g相應的段，并輸出點亮數(shù)碼管相應的段。每當按下一個鍵時，對應 的行線與列線就會連通，這樣單片機就能檢測出信號，并通過鍵盤掃描程序對鍵盤進行掃描，以識別被按鍵的行、列位置。該形式的鍵盤，每個按鍵開關位于行列的交叉處，采用逐行掃描的方法識別鍵碼。 P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8I N T 113R X D10T X D11X T A L 218X T A L 119T014P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28P 32P 33P 34P 35P 36P 37P 38P 39T11589 C 51I N T 012R E S E T9RD17WR16E A /V P P31A L E /P30P S E N29V C C40GND20P 1 . 0 P 1 . 1 P 1 . 2 P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7abcdefgABCD744710 0Ω 7D4A 10 15 4RBIRBOLTGNDV C C30pF30pF1 2 M H zD3 D2 D1V C C+ 5 VABCV C CG 2 AG 2 BY0Y1Y2Y3 K Ω 47 4 L S 1 3 8W D OR E S E TW D IMRV C CGNDM A X 8 1 3 L+ 5V+ 5V1 2 3 45 6 7 89 0 開 關確認定時↓↑+ 5VＤ 圖 主控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 14 鍵盤的接口設計 鍵盤的結構形式有兩種，即獨立式按鍵和矩陣式鍵盤。 主控制器系統(tǒng)的外圍接口電路由鍵盤、數(shù)碼顯示及驅動電路、晶振、看門狗電路、通信接口電路等幾部分組成。 2． 3 系統(tǒng)性能指標及技術要求 （ 1） 照明啟停控制系統(tǒng) 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 12 ① 全開 ② 全關 ③ 單獨開 ④ 單獨關 （ 2） 照明亮度控制系統(tǒng) ① 全部亮度調節(jié) ② 單獨亮度調節(jié) （ 3） 定時控制系統(tǒng) ① 對全部照明燈進行定時控制 ② 對 每個照明燈進行定時控制 2． 4 本章小結 本章主要從系統(tǒng)設計要點、系統(tǒng)的結構、系統(tǒng)性能指標及技術要求三方面對所研究的照明控制系統(tǒng)的設計框架和性能進行了闡述，該系統(tǒng)由一個主控制器與若干個分控制器組成， 系統(tǒng)的設計首先要從硬件方面著手，在繪制出正確的電路圖后，再按功能要求編制出相應的軟件程序，最終要達到所要求的性能指標。 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 11 8 9 C 5 1晶 振鍵 盤看 門 狗數(shù) 碼 顯 示 及