【正文】 驅(qū) 動 電 路通 信 接 口 電 路電 源 圖 主控制器硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 8 9 C 2 0 5 1看門狗晶 振時 鐘 電 路電 源零 點 檢 測 電 路可 控 硅 控 制 電 路 圖 分控制器硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)在單片機的控制之下完成數(shù)據(jù)的通信、顯示，同時能夠控制照明 燈具，其硬件電路只是系統(tǒng)的實施工具，大量的工作是由軟件來完成的。分控制器接收主控制器的發(fā)來的數(shù)據(jù)和命令，通過可控硅電路對照明燈具進(jìn)行開關(guān)、亮度控制，并且利用實時時鐘芯片對照明燈具進(jìn)行定時開關(guān)控制。 主 控 制 器 無 線 數(shù) 傳 模 塊分 控 制 器無 線 數(shù) 傳 模 塊分 控 制 器 無 線 數(shù) 傳 模 塊 圖 無線數(shù)傳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)的主控制器通過 RS485 總線或無線數(shù)傳模塊將數(shù)據(jù)或命令發(fā)送給分控制器，同時將信息送給數(shù)碼顯示單元進(jìn)行顯示，并有看門狗電路對運行 程序進(jìn)行有效監(jiān)視。 主 控 制 器R S 4 8 5 接 口分 控 制 器R S 4 8 5 接 口分 控 制 器R S 4 8 5 接 口分 控 制 器R S 4 8 5 接 口R S 4 8 5 總 線 圖 有線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)也是由主控制器和分控制器兩部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。有線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 。 2． 2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由三部分組成：（ 1）上位機系統(tǒng)；（ 2）下位機系統(tǒng)；（ 3）通信系統(tǒng)。此編程工具相比匯編語言具有結(jié)構(gòu)化、適用范圍大、可移植性好等特點。硬件電路設(shè)計還包括輸入輸出接口設(shè)計，畫出詳細(xì)電路圖，標(biāo)出芯片的型號、器件參數(shù)值，根據(jù)電路圖在仿真機上進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)計不當(dāng)及時修改，最終達(dá)到設(shè)計目的。硬件電路是采用 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計方法，該方法保證設(shè)計電路的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。軟件設(shè)計部分，首先在總體設(shè)計中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計，擬定詳細(xì)的工作計劃；然后進(jìn)行具體設(shè)計，包括各模塊的流程圖，選擇合適的編程語言和工具，進(jìn)行代碼設(shè)計等；最后是對軟件進(jìn)行調(diào)試、測試，達(dá)到所需功能要求。 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 9 第二章 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 的設(shè)計框架與性能 2． 1 系統(tǒng)設(shè)計要點 系統(tǒng)設(shè)計主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計。本文所研究的照明控制系統(tǒng)主要使用了單片機應(yīng)用技術(shù)、有線通信技術(shù)和無線數(shù)傳技術(shù)。 1． 4 本章小結(jié) 本章介紹了照明控制系統(tǒng)在智能樓宇中的應(yīng)用、發(fā)展以及所使用的主要專業(yè)技術(shù)。無線數(shù)字傳輸系統(tǒng)安裝簡便、使用效率高，可應(yīng)用于各個領(lǐng)域，例如，無線數(shù)據(jù)傳輸、無線數(shù)據(jù)采集、無線抄表、工業(yè)遙控、樓宇自動化、高檔玩具等等。 1． 3 無線數(shù)傳技術(shù) 有線傳輸?shù)姆绞诫m然使用非常廣泛且可靠性較高，但由于各方面的局限性，已經(jīng)在眾多方面被無線傳輸方式所取代。RS23 RS422 與 RS485 標(biāo)準(zhǔn)只對接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。其后發(fā)展起來的 RS42 RS485 是平衡傳送的電氣標(biāo)準(zhǔn)，比起 RS232 非平衡的傳送方式在電氣指標(biāo)上有了大幅度的提高。目前，有多種接口標(biāo)準(zhǔn)可用于串行通信，最常用的接口有 RS23RS42 RS485。軟件 系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成完整的單片微型計算機系統(tǒng)，兩者相輔相成，缺一不可。 CPU 配上存放程序和數(shù)據(jù)的存儲器、輸入 /輸出（ Input/Output，簡稱 I/O）接口電路以及外部設(shè)備即構(gòu)成單片機的硬件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微 機系統(tǒng)的實體與裝置，通常由運算器、控制器、存儲器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。它已成為工業(yè)控制領(lǐng)域、智能儀器儀表、尖端武器、日常生活中最廣泛使用的計算機。 單片微型計算機就是將中央處理單元、存儲器、定時 /計數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。 本系統(tǒng)是以單片機為控制器的核心，其中上位機是以 AT89C51 為基礎(chǔ)，下位機是以AT89C2051 為基礎(chǔ)，再連接外圍電路，通過現(xiàn)場總線 RS485 通信方式實現(xiàn)照明燈具的智能控制，也可以通過無線數(shù)傳模 塊實現(xiàn)無線通信，從而達(dá)到照明燈具的智能控制。隨著微電子技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出了智能化水平更高的專業(yè)照明控制的獨立系統(tǒng)，從而能節(jié)約能源、延長燈具壽命、提高照明質(zhì)量。由于照明控制系統(tǒng)在 樓宇 自控系統(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。 照明控制系統(tǒng)傳統(tǒng)是以照明配電箱通過手動開關(guān)來控制照明燈具的通斷，或通過回路中串入接觸器，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。在樓宇的照明數(shù)量與質(zhì)量兩個方面均有顯著的變化與提高，特別是隨著人民生活水平進(jìn)入小康水平，樓宇照明水平提高很快，追求人工照明光環(huán)境的舒適性、個性化、安全、節(jié)能等方面日見突出。 42 附錄 40 致謝 39 本章小結(jié) 37 從機部分通信程序設(shè)計 34 RS485通信程序設(shè)計 33 全部定時控制程序設(shè)計 30 單獨亮度控制程序設(shè)計 28 照明亮度控制程序設(shè)計 25 照明 啟停控制程序設(shè)計 20 本章小結(jié) 20 無線數(shù)傳電路的連接 16 RS485通信電路的設(shè)計 14 分控制器的電路設(shè)計 14 看門狗監(jiān)控電路的設(shè)計 13 鍵盤的接口設(shè)計 13 主控制器的電路設(shè)計 11 本章小結(jié) 9 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 7 本章小結(jié) 6 有線通信技 術(shù) 2 第一章 序言 1 Abstract無線數(shù)傳程序設(shè)計的功能是：通過無線數(shù)傳模塊實現(xiàn)照明燈的無線遙控，同樣實現(xiàn)有線方式控制的功能。對于軟件設(shè)計主要有主控制器、分控制器的有線通信程序設(shè)計與無線數(shù)字傳輸程序設(shè)計以及燈光控制、定時控制、鍵盤掃描與 LED 顯示等程序設(shè)計。該照明 控制系統(tǒng)的主控制器、分控制器分別是以 AT89C51 與 AT89C2051單片機為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了有線通信、無線數(shù)傳、控制與顯示等功能。 本文闡述了照明的有線、無線控制方式設(shè)計原理與實現(xiàn)方法。基于單片機的照明控制系統(tǒng) 1 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 摘 要 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，基于單片機的控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力、電子、智能樓宇等行業(yè)，微型計算機作為嵌入式控制系統(tǒng)的主體與核心，代替了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的常規(guī)電子線路。同時樓宇智能化的發(fā)展與成熟，也為基于單片機的照明控制系統(tǒng)的普及與應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。以設(shè)計過程為主線，分別從硬件和軟件兩個方面描述設(shè)計過程，即從硬件電路的設(shè)計方法到實現(xiàn)所要求功能的軟件技術(shù)。文中詳細(xì)地描述了控制電路的設(shè)計過程，包括：鍵盤與 LED 顯示電路、 RS485 通信電路、無線數(shù)傳電路、照明燈控制電路以及看門狗電路等。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)、定時控制等功能。 關(guān)鍵詞： 主控制器，分控制器，單片機，有線通信，無線數(shù)傳，燈光亮度控制，定時控制 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 2 The Control System for Lighting Based on Single–chip Microputer Abstract With the rapid development of electronic technology, the system of control based on Singlechip Microputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microputer, as the subject and core of the embedded system of control, replaces the traditional system—electronic circuit. At the same time, the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on singlechip microputer. The paper expatiates on the designing theories and implementation method of the control system for lighting by wired or wireless munications. Taking the designing process as mainline, it describes the process of designing from two respects— hardware and software. In another word, the paper describes the process from the method of circuit designing to the software technology of realizing the demanded functions. The host controller of the control system for lighting is based on AT89C51 singlechip microputer, and the auxiliary ones are based on AT89C2051. The system can do many jobs, such as wired munication, wireless data transmitting, controlling and display. The paper describes the designing process of the circuit at length, including: keyboard and LED display circuit, RS485 munication circuit, wireless transmitting circuit, control circuit of lighting, watchdog circuit, etc. The designing of software mainly includes the several programming, such as wired munication, wireless data transmitting, lamplight controlling, timed controlling, keyboard scanning and LED displaying. The wired munication programming function is that through Masterslave munication method based on RS485 the host controller sends orders to the all auxiliary controllers or each one, including: turning 基于單片機的照明控制系統(tǒng) 3 on lighting, turning off lighting, regulating brightness of lighting, controlling timed lighting, etc. The wi