【正文】 23 從節(jié)點軟件結(jié)構(gòu) ................................................................................................... 23 系統(tǒng)程序模塊設(shè)計 ...................................................................................................... 24 主節(jié)點程序模塊設(shè)計 ........................................................................................... 24 初始化模塊程序設(shè)計 ................................................................................... 25 CAN 協(xié)議模塊設(shè)計 ........................................................................................ 27 廣西科技大學(xué) (籌 )畢業(yè)設(shè)計論文 目錄 IV TFT 液晶顯示模塊設(shè)計 ................................................................................ 31 觸摸屏模塊程序設(shè)計 ................................................................................... 34 SD 驅(qū)動模塊設(shè)計 .......................................................................................... 35 串口驅(qū)動模塊設(shè)計 ....................................................................................... 36 蜂鳴器驅(qū)動模塊設(shè)計 ................................................................................... 37 從節(jié)點程序模塊設(shè)計 ........................................................................................... 38 初始化程序模塊設(shè)計 ................................................................................... 39 CAN 協(xié)議模塊設(shè)計 ........................................................................................ 40 照明信號數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計 ....................................................................... 41 鍵盤掃描及處理模塊設(shè)計 ........................................................................... 42 照明燈定時控制模塊設(shè)計 ........................................................................... 43 液晶顯示模塊設(shè)計 ....................................................................................... 44 5 系統(tǒng)測試 ............................................................................................................................ 46 測試準(zhǔn)備 ...................................................................................................................... 46 測試條件 ............................................................................................................... 46 硬件環(huán)境 ............................................................................................................... 46 軟件環(huán)境 ............................................................................................................... 46 測試系統(tǒng) ...................................................................................................................... 46 測試項目 ............................................................................................................... 46 測試步驟 ............................................................................................................... 47 測試結(jié)果 ............................................................................................................... 48 6 結(jié)束語 ................................................................................................................................ 52 致謝 .......................................................................................................................................... 53 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 54 附錄 1 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)原理圖 ............................................................. 55 附錄 2 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng) PCB 板圖 ......................................................... 56 附錄 3 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)程序清單 ......................................................... 58 廣西科技大學(xué) (籌 )畢業(yè)設(shè)計論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計 1 1 緒論 課題背景 現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多變量、多點、多站的通信網(wǎng)絡(luò)，它作為工業(yè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，溝通了生產(chǎn)過程現(xiàn)場級控制設(shè)備之間及其更高控制管理層之間的聯(lián)系。它的出現(xiàn)，導(dǎo)致了目前生產(chǎn)的自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備的深刻變革。照明控制是對照明使用的質(zhì)和量的駕馭，對包括人工光源和自然光源在內(nèi)的各種光源的使用狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，以實現(xiàn)更舒適、更優(yōu)美、更節(jié)能的照明環(huán)境的具體手段。自1973 年世界上發(fā)生了第一次能源危機以來，國際上對照明節(jié)能的逐漸重視起來，并提出了“綠色照明”理念，在發(fā)展綠色照明工程的過程中照明控制起了非常重要的作用，這也在很大程度上促進(jìn)了照明控制技術(shù)的發(fā)展。因涉及到相關(guān)總線技術(shù)，所以先介紹一下其內(nèi)容。自 20世紀(jì) 90年代后，現(xiàn)場總線技術(shù)得到了 迅猛的發(fā)展，出現(xiàn)了群雄并起、百家爭鳴的局面，全世界發(fā)展起來的現(xiàn)場總線已達(dá)數(shù)十種。這幾種現(xiàn)場總線技術(shù)已逐漸具有影響力，并在一些特定的應(yīng)用領(lǐng)域顯示了自己的優(yōu)勢。最早運用于汽車工業(yè)，隨著CAN 總線技術(shù)的不斷發(fā)展，其運用領(lǐng)域也得到不斷的擴展，如今，在機器人、數(shù)控技術(shù)、自動化儀表、航空工業(yè)等領(lǐng)域，都能看見 CAN 的影子。傳統(tǒng)的照明控制技術(shù)在照明的控制方式上以手動為主，僅能實現(xiàn)簡單的開關(guān)控制與 調(diào)光控制。這種傳統(tǒng)的的照明控制方式，功能簡單，布線復(fù)雜遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今社會發(fā)展的要求。正因為這樣研究現(xiàn)場總線與照明控制相結(jié)合的技術(shù)，必將是未來發(fā)展的需要，因此，有必要研究照明控制在現(xiàn)場總線上的應(yīng)用。這 不僅促進(jìn)了智能照明控制技術(shù)的發(fā)展，也拓寬了現(xiàn)場總線的應(yīng)用領(lǐng)域。 考慮到照明控制技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的結(jié)合構(gòu)成智能網(wǎng)絡(luò)照明控制系統(tǒng)是未來的發(fā)展趨勢，因此我們有必要研究基于現(xiàn)場總線局域網(wǎng)絡(luò)的 智能 照明控制技術(shù)，本課 題正是基于此 而提出的基于 CAN 總線的 智能 照明控制系統(tǒng) 設(shè)計。并通過長距離（ 20 米左右）、多節(jié)點聯(lián)網(wǎng)控制測試，幾乎滿足實際照明控制系統(tǒng)的所有要求，具有重大的實際應(yīng)用意義。 設(shè)計中采用主從節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案，通過主節(jié)點對各個從節(jié)點 的照明燈進(jìn)行實時監(jiān)控 。 主節(jié)點 具有 實時監(jiān)控各個從節(jié)點照明燈開關(guān)時間、狀態(tài)等 的 功能 。 并且 ， 無論是在哪里改變了 照明燈設(shè)備的開關(guān)狀態(tài) 或 剩余時間，都能 實時的更新 主從節(jié)點上 的顯示 。 當(dāng) 某從節(jié)點設(shè)備 人為的 從總線上 卸下或 由于總線局部斷開 而造成的節(jié)點離線， 都能在主節(jié)點 監(jiān)控界面上實時顯示。 總體設(shè)計方案 設(shè)計思路 本設(shè)計是一個基于 CAN 總線的現(xiàn)場測 控網(wǎng)絡(luò) 。 并且采用 CAN 總線的雙驗收濾波技術(shù)，以 保證同時支持 CAN總線的點對點通信和廣播通信方式 ，為節(jié)點間的 正確 通信打下 良好 基礎(chǔ)。 當(dāng) 從節(jié)點設(shè)備接收到燈設(shè)置信息 和確定信號 后， 從節(jié)點 將接收到的信息進(jìn)行解包翻譯 ，并產(chǎn)生照明燈 開關(guān) 控制 信號和 定時器控制信號 以控制燈設(shè)備 。 當(dāng)從節(jié)點 將自身的 燈 控制信息更改后 ，由于 主節(jié)點不斷的向從節(jié)點請求數(shù)據(jù) ，故，各從節(jié)點的燈信息也能在主節(jié)點上動態(tài)更新。否則，從節(jié)點在線。具體實現(xiàn)如下， 首先 定義一個全局變量 WorkCount， 在主節(jié)點主程序 的 while 工作 循環(huán)中 自加 ， 當(dāng) while 循環(huán)執(zhí)行一次，則該 變量增加 1， 當(dāng) 該變量能 達(dá)到某設(shè)定閾值則 取反運行指示燈狀態(tài)并 清零 WorkCount 后重新自加 計數(shù) ， 這樣 當(dāng) 主程序還在運行，則運行指廣西科技大學(xué) (籌 )畢業(yè)設(shè)計論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計 4 示燈就一直在閃爍 。 主控制器 對于 從節(jié)點 單片機的選 擇 ，我們采用比較常用的 STC89 系列單片機，如 STC89C52。 （ 2）起數(shù)據(jù)采集和輸出控制作用的智能 從 節(jié)點的數(shù)據(jù)都會及時發(fā)送出去，需要的本地存儲器容量也不大，采用該型單片機無須擴展數(shù)據(jù)存儲器； （ 3）選用該類型單片機，可以采用由德國的 Keil 公司生產(chǎn)的，在代碼生成方面處于世界領(lǐng)先地位 Keil 軟件 開發(fā)工具，該開發(fā)工具比較容易獲得，具有友好的界面，我們也比較熟悉。故，我們選用 STC89C52 單片機作為 從節(jié)點 主控制器。 比較后選擇 STC89C52 單片機作為智能 從 節(jié)點主控制器芯片。然而 通常的 STC89C52 單片機 運算速度 較慢， RAM 和 ROM 都較小，內(nèi)部無集成硬件乘法器和 CAN 控制器 等 。 由于 LPC2119ARM 系列微處理器 運行速度較快，內(nèi)部有 16KRAM 和 128K 的 Flash 存儲器 能滿足主節(jié)點的 存儲器要求， 并且 LPC2119 內(nèi)部集成有 硬件乘法器和 CAN 控制器，選用該處 理器作為主節(jié)點的住控制器 ，可以提高可靠性并降低制作成本，此外， LPC2119處理器功耗較低，采用 和