【正文】 本協(xié)議所支持的工作方式，無需上層協(xié)議的支持。在主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的通信方式下，整個系統(tǒng)的通信活動要依靠主站中的調(diào)度器來安排。所以采取主從式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò) 都需要采取必要的措施去解決瓶頸問題。 在該系統(tǒng)的設(shè)計中我們將這兩種通信方式綜合起來使用 ,來方便控制各個節(jié)點的工作 ,并適時的接受各節(jié)點傳送的數(shù)據(jù)。 （ 1） 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層包括邏輯鏈路控制子層 LLC 和媒體訪問控制子層 MAC。 ②確認(rèn)由 LLC 子層 接受的報文實際已被接收。 介質(zhì)訪問控制子層 MAC 的作用主要是傳送的規(guī)則，也就是控制幀的結(jié)構(gòu)，執(zhí)行仲裁，錯誤檢測，出錯的標(biāo)定，故障界定。定時特性也是 MAC 子層的一部分。物理層規(guī)定了CAN 總線電平的兩種狀態(tài)：“顯性 (Dominant)，和“隱性 (Ressive)。 VCANH 和 VCANL 為總線收發(fā)器與總線之間兩接口引腳，信號以兩線之間的差分電壓形式出現(xiàn)。在總線空閑或隱性位期間，發(fā)送隱性位，顯性位以大于最小閥值的差分電壓表示。但無論是哪種幀格式，都含有以下 4種不同類型的幀 : （ 1）數(shù)據(jù)幀 (Data Frame):數(shù)據(jù)幀將數(shù)據(jù)從發(fā)送器傳輸?shù)浇邮掌鳌? （ 3）錯誤幀 (Error Frame):任何單元檢測到總線錯誤就發(fā)出錯誤幀。 數(shù)據(jù)幀 數(shù)據(jù)幀由 7個不同的位場組成，即幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、 CRC場、應(yīng)答場和幀結(jié)束。只在總線處于空 閑狀態(tài)時，才允許節(jié)點開始發(fā)送。 2)仲裁場 :在標(biāo)準(zhǔn)格式中，仲裁場由 11 位標(biāo)識符和遠(yuǎn)程發(fā)送請求位 RTR 組成，標(biāo)識符為 。標(biāo)識符的最高位 最先被發(fā)送 RTR 位在數(shù)據(jù)幀中必須是顯位，而在遠(yuǎn)程幀中必須為隱位。 IDE位在標(biāo)準(zhǔn)格式中以顯性電 平發(fā)送，而在擴展格式中為隱性電平。兩個保留位必須發(fā)送顯性位，但接收器認(rèn)可顯位與隱位的全部組合。一個數(shù)據(jù)幀允許發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)目為 08，不能使用其他數(shù)值。首先發(fā)送的是第一個字節(jié)的最高位。 6)應(yīng)答場 (ACK):為兩位，包括應(yīng)答間隙和應(yīng)答界定符。一個正確接收到有效報文的接收器，在應(yīng)答間隙，將此信息通過發(fā)送一個顯性位報告給發(fā)送器，此時發(fā)送器發(fā)出的隱性位被改寫為顯性位，表明至少有一個接收器已經(jīng)正確接收。因此，應(yīng)答間隙被兩個隱性位 (CRC 界定符和應(yīng)答界定符 )包圍。 當(dāng)一個節(jié)點希望接收某些信息時，可以借助于傳送一個遠(yuǎn)程幀啟動信息源節(jié)點數(shù)據(jù)的發(fā)送。不同于數(shù)據(jù)幀，遠(yuǎn)程幀的 RTR 位 是隱性位，也不存在數(shù)據(jù)場。 出錯幀 出錯幀由兩個不同場組成，第一個場由來自各節(jié)點的錯誤標(biāo)志疊加得到，隨后的第二個場是出錯界定符?；顒渝e誤標(biāo)志由 6 個連續(xù)的顯性位組成，而認(rèn)可錯誤標(biāo)志由 6 個連續(xù)的隱性位組成，除非被來自其他節(jié)點的顯性位沖掉重寫。這一出錯標(biāo)注形式違背了適用于由幀起始至 CRC 界定符所有場的填充規(guī)則，或者破壞了應(yīng)答場或幀結(jié)束場的固定形式。這樣，在總線上被監(jiān)視到的顯性位序列是由各個節(jié)點單獨發(fā)送的出錯標(biāo)志疊加而成的。一個檢測到出錯條件的“錯誤認(rèn)可”節(jié)點試圖發(fā)送一個錯誤認(rèn)可標(biāo)志進行標(biāo)注。當(dāng)檢測到 6 個相同極性的連續(xù)位后，認(rèn)可錯誤標(biāo)志即告完成。錯誤標(biāo) 志發(fā)送后，每個節(jié)點都送出隱性位，并監(jiān)視總線，直到檢測到隱性位。 超載幀 超載幀包括兩個位場 :超載標(biāo)志和超載界定符。另一個是在間歇場檢測到顯性位。在大多數(shù)情況下，為延遲下一個數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀，兩種超載幀均可產(chǎn)生。全部形式對應(yīng)于活動錯誤標(biāo)志形式。第 6 個顯性位違背了引起出錯條件的位填充規(guī)則。超載界定符與錯誤界定符具有相同的形式。在此節(jié)點上，總線上的每一個節(jié)點均完成送出其超載標(biāo)志，并且所有節(jié)點一致地開始發(fā)送剩余的 7 個隱性位。 (l)發(fā)送監(jiān)視。 (2)填充錯誤。 (3)CRC 錯誤。 (4)格式錯。 (5)應(yīng)答錯誤。發(fā)現(xiàn)錯誤時，接收站將發(fā)送活動出錯標(biāo)志，而發(fā)送站將發(fā)送認(rèn)可出錯標(biāo)志。分析本系統(tǒng)的特點是數(shù)據(jù)傳輸較低，且各節(jié)點間的通訊規(guī)律性較強。通訊的主要方式是控制臺向各控制器發(fā)送控制數(shù)據(jù)， 各控制器向控制臺發(fā)回應(yīng)答信號和檢測信息。根據(jù)這個特點，總體上作如下選擇： 圖 CAN總線的總線式結(jié)構(gòu) （ 1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用總線式結(jié)構(gòu)。 （ 2）由于 CAN 總線采用多主站仲裁結(jié)構(gòu)，（分地址優(yōu)先級，非破壞方式仲裁），支持主從或廣播方式，經(jīng)過擴展可支持 95*8 個節(jié)點，最高通訊速率 1MBPS，最遠(yuǎn)通訊距離可達 10公里（若接專用 CAN 中繼器，傳輸距離會更遠(yuǎn)，但通訊速率將下降）。 (3)CAN 遵循 ISO 標(biāo)準(zhǔn)模式。 CAN 總線控制器通常有兩類 :一類是在片內(nèi)的 CAN 微控制器 ,采用這種器件可以方便用戶制作印刷板 ,電路圖也比較緊湊 。本系統(tǒng)選擇獨立的 CAN 控制器。由于 PC 機有 多條擴展槽 ,利用局域網(wǎng)通信卡 ,使得該系統(tǒng)很容易與其他部門連網(wǎng) ,便于統(tǒng)一調(diào)度和管理。該系統(tǒng)的控制臺由 PC機、 PC 總線適配卡和相應(yīng)的軟件組成。為了進一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力 ,在控制器與傳輸介質(zhì)之間采取光電隔離。該系統(tǒng)的主要通信方式是控制臺向各個控制器發(fā)送控制數(shù)據(jù)以及各控制器向控制臺發(fā)回各種檢測信息。智能照明的控制終端由調(diào)光模塊、控制面板、照度動態(tài)檢測器及動靜探測器等單元構(gòu)成，主控制器和終端之間通過信息接口等元件來連接，實現(xiàn)控制信息的傳輸。 CAN 通信接口模塊的設(shè)計 芯片介紹 (1)SJA1000 芯片 圖 SJA1000引角圖 引腳說明： AD7AD0：多路地址 /數(shù)據(jù)總線線。 CS：片選輸入，低電平允許訪問 SJAI00000。 WR：微控制器的 /WR 信寫 (INTEL 模式 )或 RD/(/WR)信號 (MOTOROLA 模式 )。 VSS1:接地。注 :XTAL1 引腳必須通 過 15pF 的電容連到 VSS1。注 :XTAL2 引腳必須通過 15pF 的電容連到 VSS1。 VDD3：輸出驅(qū)動的 5V電壓源。 TX1：從 CAN輸出驅(qū)動器 1輸出到物理線路上。 INT：中斷輸 出，用于中斷微控制器， INT 在內(nèi)部中斷寄存器各位都被置位時低電平有效 。 RST：復(fù)位輸入，用于復(fù)位 CAN 接口 (低電平有效 ),把 RST 引腳通過電容連到 VSS,通過電阻連到 VDD 可自動上電復(fù)位。 RXO：從物理的 CAN 總線輸入到 SJA1000 的輸入比較器，支配 (控制 )電平將會喚醒 SJA1000 睡眠模式，如果 RX1 比 RX0 電平高就讀支配 (控制 )電平，反之讀弱勢電平 。這種情況下只有 RXO 是激活的，弱勢電平被認(rèn)為是高而支配電平被認(rèn)為是低。 VDD1：邏輯電路的 5V電壓源。它是 PHILIPS 公司早期 CAN控制器 PCA82C200 的替代產(chǎn)品 ,并且增加了一種新的工作模式 PELICAN,這種模式支持具有很多新特性的 協(xié)議 ,因此功能更加強大。 (2)具有擴展的接收緩沖器為 64 字節(jié) ,先進先出 (FIFO)。 (4)位速率可達 1Mbps； 24MHz 的時鐘頻率。 (6)支持與不同微處理器的接口。 (8)增強了溫度范圍 (40～ 125℃ )。 GND：接地。 RXD：接收數(shù)據(jù)輸出。 CANL：低電平 CAN 電壓輸入 /輸出。 Rs:Slope 電阻輸入。 CAN 核心模塊負(fù)責(zé) CAN 信息幀的收發(fā)和 CAN 協(xié)議的實現(xiàn)。主控 制器可直接將標(biāo)識符和數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖區(qū)然后置位命令寄存器 CMR中的發(fā)送請求位 TR啟動 CAN核心模塊讀取發(fā)送緩沖 區(qū)中的數(shù)據(jù) ,按 CAN 協(xié)議封裝成一完整 CAN 信息幀通過收發(fā)器發(fā)往總線 ,驗收濾波器單元完成接收信息的濾波 ,只有驗收濾波通過且無差錯才把接收的信息幀送入接收 FIFO 緩沖區(qū)且置位接收緩沖區(qū)狀態(tài)標(biāo)志 表明接收緩沖區(qū)中已有成功接收的信息幀。本身不帶 CAN控制器 ,所以要實現(xiàn)與 CAN 總線之間的通信需外加 CAN 控制 器和 CAN 驅(qū)動器。 由于 MB89P857 不具備 CAN控制器，本設(shè)計中采用 SJA1000 型 CAN 總線通信控制器。SJA1000 的 RD、 WR、 ALE 分別與 MB89P857 對應(yīng)的引腳相連， INT接 MB89P857 的INT0 使 MB89P857 可以通過中斷方式訪問 SJA1000。從圖 可以看出 ,硬件電路主要由微控制器 89C5 SJA1000、 CAN 總線收發(fā)器和高速光電耦合器 6N137 組成。 為了增強總線節(jié)點的抗干擾能力 ,SJA1000 的 TX0 和 RX0 并不直接與PCA82C250 的 TXD 和 RXD 相接 ,而是通過 6N137與 PCA82C250 相接 ,這樣 ,很好地實現(xiàn)了總線上各節(jié)點間的電氣隔離。電源的完全隔離可采用小功率電源隔離模塊實現(xiàn)。 82C250 與 CAN 總線的接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施， 82C250的 CANH 和 CANL 引腳各自通過一個 5Ω的電阻與 CAN 總線連接，電阻可起到一定的限流作用，保護 82C250 免受過流的沖擊。另外，兩根 CAN 總線接入端與地之間分別反接了一個保護 二極管，當(dāng) CAN總線有較高的負(fù)電壓時，通過二極管的短路可起到一定的保護作用， 82C250 的RS腳上接有一個斜率電阻，電阻的大小可根據(jù)總線的通訊速度適當(dāng)調(diào)整，一般在 16K140K 之間。 采用 MAX232 芯片接口ＰＣ機與單片機的連接 圖 PC機通過 MAX232與單片機的電路連接 MAX232 芯片是美信（ MAXIM）公司專為 RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用 +5v 單電源供電。由 6腳和 4 只電容構(gòu)成。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。 其中 13腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT 送到電腦 DB9 插頭； DB9插頭的 RS232 數(shù)據(jù) 從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。它有一般場景調(diào)用面 板、可編程場景調(diào)用面板、時序場景調(diào)用面板和區(qū)域聯(lián)接場景調(diào)用面板等。這種燈場景可以預(yù)設(shè)置和記憶在調(diào)光模塊和開關(guān)模塊中用戶可以從控制面板或液晶顯示觸摸屏上 ,調(diào)動種燈光場景以達到某個照明效果。 控制面板主要包括單片機、鍵盤和顯示這幾部分。單片機在智能照明的 控制電路中擔(dān)任著重要的角色 ,它的選型決定了控制電路的實現(xiàn)方案。 74HC164 芯片說明 74HC164 為 8 位移位寄存器 ,串行輸入 ,并行輸出 .74HC164 的引腳分布如圖(1)所示 .兼容 TTL 電平 ,最高工作時 鐘頻率 20MHz,扇出系數(shù) 10,散耗功率為500mW,輸出電流 Io(每端 )25mA,可以直接驅(qū)動 LED顯示器件 . 圖 74HC164引腳圖 圖 功能圖 引腳說明： 符號 引腳 說明 DSA 1 數(shù)據(jù)輸入 DSB 2 數(shù)據(jù)輸入 Q0Q3 36 輸出 GND 7 地 (0 V) CP 8 時鐘輸入（低電平到高電平邊沿觸發(fā)） /M/R 9 中央復(fù)位輸入（低電平有效） Q4Q7 1013 輸出 VCC 14 正電源 數(shù)據(jù)通過兩個輸入端（ DSA或 DSB）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。時 鐘 (CP) 每次由低變高時，數(shù)據(jù)右移一位，輸入到 Q0， Q0是兩個數(shù)據(jù)輸入端（ DSA 和 DSB）的邏輯與，它將上 升時鐘沿之前保持一個建立時間的長度。 顯示部分設(shè)計 單片機應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器 ,簡稱 LED(Light Emitting Diode)。近幾年也有配置 CRT 顯示器的。在本設(shè)計中我們采用發(fā)光二極管顯示器。在這種顯示共有共陽極和共陰極兩種，發(fā)光二極管的陽極連接在一起的（公共端 K0）成為共陽極顯示器，發(fā)光二極管的陰極連接在一起的（公共端 K0）成為共陰極顯示器。 LED 顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。 LED 工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的共陰極接地；若為共陽極，則接 +5V 電源。動態(tài)顯示就是將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個 8 位 I/O 口控制。在本次設(shè)計中我們采用靜態(tài)顯示。鍵盤按結(jié)構(gòu)可以分為線性鍵盤和矩陣鍵盤兩種。因此 ,線性鍵盤只適用于按鍵少的場合 ,在系統(tǒng)日益復(fù)雜的今天 ,這種鍵盤的應(yīng)用逐漸減少。 M。矩陣鍵盤 ,并通過行列掃描法、反轉(zhuǎn)法等技術(shù)實現(xiàn)。但是 ,這樣的矩陣鍵盤存在兩個問題。由于 AT89C51 的 P3 口有重要的復(fù)用功能 ,因此 ,真正能作為 I/O 端口的只有 24 個引腳。第二 ,執(zhí)行效 率不高。掃描的間隔時間不能太長 ,否則無法正確識別是否有按鍵按下。因此 ,應(yīng)該采用中斷技術(shù)節(jié)省 CPU資源 ,提高系統(tǒng)效率。此外 ,每個按鍵同時接到單片機的中斷 INT0,提高系統(tǒng)執(zhí)行效率、加快鍵盤掃描速度。串行鍵盤的鍵盤掃描原理和傳統(tǒng)矩陣鍵盤類似 ,只是由于單片機和 74HC164 的串行通信方式 ,因此 ,單片機需要依次發(fā)送若干次按鍵檢測數(shù)據(jù)才能判斷出是哪個按鍵被按下。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，當(dāng)按