【正文】 X485的工作狀態(tài)，平時置 ，使從機(jī)串行口處于偵聽狀態(tài) 。 無線數(shù)傳電路的設(shè)計(jì) 無線數(shù)據(jù)傳輸需要通過無線數(shù)傳模塊來實(shí)現(xiàn)。 該模塊的通信信道是半雙工的，最適合點(diǎn)對多點(diǎn)的通信方式。 無線數(shù)傳電路的連接 主控制器與分控制器各使用一個無線數(shù)傳模塊，形成發(fā)送與接收的無線通信通道。單片機(jī)與無線數(shù)傳模塊 SRWF1的電路連接如圖 。 （ 2） ISM頻段工作頻率，無需申請頻點(diǎn)。 上海交通大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)論文 21 （ 3） 高抗干擾能力和低誤碼率。 （ 4） 完善的通訊協(xié)議。在視距情況下，天線高度 3米，可靠傳輸距 離 300m。 提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議。 （ 7） 多信道，多速率。 SRWF1型模塊可提供 1200bps、 2400bps、4800bps、 9600bps、 19200bps等多 種通信波特率，并且無線傳輸速率與接口波特率成正比，以滿足客戶設(shè)備對多種波特率的需要。 SRWF1型模塊提供 2個串口 3種接口方式， COM1為 TTL電平 UART接口。 （ 9） 高速無線通訊和大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。 （ 10） 智能數(shù)據(jù)控制，用戶無需編制多余的程序 。 （ 11） 低功耗及休眠功能。 （ 12） 高可靠性，體積小、重量輕。 （ 13） 兩種接口收發(fā)等待時間。 （ 14） 看門狗實(shí)時監(jiān)控。 3． 5 本章小結(jié) 本章詳細(xì)地闡述了 系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)過程，從系統(tǒng)主控制器的硬件電路設(shè)計(jì)到分控制器的硬件電路設(shè)計(jì)，然后是 RS485通信電路設(shè)計(jì)與無線數(shù)傳模塊的 電路 連接 。主控制器的外圍電路主要有鍵盤接口、 LED數(shù)碼顯示接口、看門狗接口、 RS485通信接口、 無線數(shù)傳接口以及 晶振等。 主控制器通過串口使用 RS485通信方式或者無線數(shù)傳方式向分控制器發(fā)出信號實(shí)現(xiàn)對照明燈的啟停、亮度調(diào)節(jié)、定時控制等功能。在照明控制系統(tǒng)中，硬件設(shè)備的功能是由軟件來定義的，如系統(tǒng) 要控制分布的照明燈具，通過有線與無線串行通信程序來完成控制功能，通過軟 件定義鍵盤功能，通過編程完成 LED數(shù)碼顯示等等，由此可見，軟件是控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分。 本著軟件設(shè)計(jì)的基本方法，照明控制程序的軟件設(shè)計(jì)方法是利用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化 分析與設(shè)計(jì)方法來完成的。結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)貫穿整個軟件設(shè)計(jì)過程，遵循“自頂向下，逐步求精”的基本原則。 照 明 控 制 系 統(tǒng)照 明 啟 停 控 制 照 明 亮 度 控 制 照 明 定 時 控 制 人 機(jī) 交 互 串 行 通 信全部啟?？刂茊为?dú)啟停控制全部亮度控制單獨(dú)亮度控制全部定時控制單獨(dú)定時控制鍵盤掃描L E D數(shù)碼顯示無線數(shù)傳R S4 8 5通信 圖 照明控制系統(tǒng)軟件 程序 總體結(jié)構(gòu)圖 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的人機(jī)交互 程序 設(shè)計(jì)， 主要 是 解決按鍵的掃描與信息的顯示，讓操作者能夠靈活地控制系統(tǒng)工作。 鍵盤掃描程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的鍵盤采用的是 4 4矩陣式鍵盤，矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點(diǎn)上 。 矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端， 在進(jìn)行鍵盤掃描時，首先把矩陣鍵盤列線的第一根線置高，然后分別再檢測矩陣鍵盤行線是否有高電平的信號，如果有信號，那么就證明這根 行線與第一根列線相交處的按鍵被按下了，單片機(jī)就讀入這個鍵值。 由于鍵盤掃描的速度很快，而人按鍵總會持續(xù)一定的時間，因此只要單片機(jī)處在等待輸入的狀態(tài) ，這個鍵 盤掃描程序基本上不會錯過任何一個按鍵信號。讓單片機(jī)不響應(yīng)一些相關(guān)的抖動信號，而只響應(yīng)一次確實(shí)存在的按鍵信號。延時的選擇非常重要，太快了，起不到消除抖動的效果，太慢了又讓鍵盤太不靈活，錯過較多的按鍵信號。 系統(tǒng)的按鍵定義除了基本的數(shù)字鍵（ 0～ 9）外，將其它的鍵依次定義為開、關(guān)、增 值 、減 值 、定時、確認(rèn)六個命令鍵， 其控制的基本功能是： （ 1） 通過數(shù)字鍵、確認(rèn)鍵輸入分控制器的地址以及定時功能的時間設(shè)置。 （ 3） 利用 增 值 、減 值 鍵控制照明燈具的亮度。 系統(tǒng)通過軟件方法實(shí)現(xiàn)該功能，即定義開、關(guān)、增值、減值、定時、確認(rèn)等命令鍵，利用鍵盤掃描程序獲取 對應(yīng) 命令鍵的鍵值 ，然后執(zhí)行相應(yīng)的子程序，實(shí)現(xiàn)所 要求的控制功能。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。 這里選用的 7447芯片是從 BCD碼到 SEG7段碼的轉(zhuǎn)換器，而 74LS138是一個地址譯碼器，通過 74LS138選通某個數(shù)碼管，然后根據(jù) 7447傳送過來的 SEG7段碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示 ，而在非選通的時候，數(shù)碼管能夠保持原有的顯示數(shù)據(jù)。 上海交通大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)論文 26 子 程 序 入 口初 始 化返 回YN查 表 取 段 碼段 碼 送 驅(qū) 動 顯 示位 碼 送 譯 碼 器 選 通 低 位數(shù) 碼 管數(shù) 字 是 否 顯 示 完顯 示 緩 沖 區(qū) 左 移關(guān) 顯 示 圖 LED數(shù)碼顯示程序流程圖 照明啟停控制程序設(shè)計(jì) 照明的啟?？刂浦饕怯芍骺刂破靼l(fā)出指令，通過 RS485通信方式或無線數(shù)傳方式控制全部或部分分控制器所控制照明燈具的啟停，因此照明啟停控制程序由兩部分組成，即全部啟?？刂婆c單獨(dú)啟停控制兩部分。 在這個多機(jī)系統(tǒng)中采用的是主從式通信方式，主機(jī)即主控制器處于主導(dǎo)和支配地位，從機(jī)即分控制器一般以中斷 方式來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。在上海交通大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)論文 27 本系統(tǒng)中采用廣播式 命令，不需要從機(jī)返回信息，從機(jī)之間也不能直接通信。主機(jī)與從機(jī)的數(shù)據(jù)通信波特率定為 9600波特，每個從機(jī)都有唯一的地址號，用來區(qū)分各從機(jī)。工作方式：定時器 T1設(shè)置為方式 2，串口設(shè)置為工作方式 3。主機(jī)向從機(jī)發(fā)送廣播地址信息時，廣播地址為 00H，所有分機(jī)都接收到廣播地址信息，然后進(jìn)入正常通信狀態(tài)，清除 SM2位，開始接收主機(jī)發(fā)送來的命令。 該系統(tǒng)的主機(jī)和從機(jī)的控制程序流程圖如圖 。 主機(jī)首先發(fā)送從機(jī)地址，被叫到的從機(jī)向主機(jī)發(fā)送本機(jī)地址，然后主機(jī)向從機(jī)傳送數(shù)據(jù)，從機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)信息執(zhí)行相應(yīng)的命令 。其具體的工作過程是：所有的從機(jī)在通信之前都把 SM2位置 1， 隨時處于偵聽狀態(tài)。如果呼叫本機(jī)則進(jìn)入正式通信狀態(tài)，清除 SM2，并把本機(jī)地址號發(fā)送給主機(jī)作為應(yīng)答，然后才開始接收主機(jī)發(fā)送來的信息。主機(jī)收到從機(jī)發(fā)送來的回應(yīng)信息后，比較主機(jī)已發(fā)送的地址號與剛接收的地址號是否 相符，如果 不符，則發(fā)出錯誤信息；上海交通大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)論文 29 如果相符，則正式發(fā)送數(shù)據(jù)信息，這時發(fā)送的每幀的第 9位都為 0。從機(jī) 根據(jù)命令執(zhí)行 相應(yīng)的 動作 ，如果為打開命令，則輸出高電平驅(qū)動可控硅動作，開啟照明燈；如果為關(guān)閉命令，則輸出低電平使可控硅截止，停掉照明燈。 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 地 址 給 從 機(jī)返 回YN接 收 從 機(jī) 返 回 的 地 址兩 個 地 址 相 符 嗎發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 給 從 機(jī) 送 顯 錯 誤 信 息 “ 0 E ”YN 圖 單獨(dú) 啟停 控制主機(jī)程序流程圖 上海交通大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)論文 30 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)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向 主 機(jī) 發(fā) 送 本 機(jī) 地 址 圖 單獨(dú) 啟停 控制從機(jī)程序流程圖 照明亮度控制程序設(shè)計(jì) 照明亮度控制系統(tǒng)是利用 主控制器 鍵盤上的增值與減值鍵，通過串口通信方式來控制分控制器所控制的照明燈的亮度。在一定頻率的方波中，調(diào)整高電平和低電平的占空比，即可實(shí)現(xiàn)。 在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)中，將定時器 1的溢出定為 1/20220秒，每 10次脈沖輸出一個 2KHz頻率。這樣，在每個 1/2022秒 的方波周期中，都可以改變方波的輸出占空比，從而控制燈泡的 10個亮度級別。 全部亮度控制程序 設(shè)計(jì) 全部 照明亮度控制系統(tǒng)就是主機(jī)向從機(jī)發(fā)送廣播地址，所 有從機(jī)都接收主機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息，然后根據(jù)命令是調(diào)亮還是調(diào)暗來進(jìn)行相應(yīng)的燈泡亮度控制。 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 調(diào) 亮 命 令 嗎返 回是 調(diào) 暗 命 令 嗎NYYNYN交 流 電 過 零 點(diǎn) 嗎向 P 3 . 7 口 輸 出 增 加 一 個 亮度 級 別 的 P W M 信 號還 有 數(shù) 據(jù) 嗎交 流 電 過 零 點(diǎn) 嗎向 P 3 . 7 口 輸 出 減 少 一 個 亮度 級 別 的 P W M 信 號YYYNNN 圖 全部 亮度控制從機(jī)程序流程圖 上海交通大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)論文 32 單獨(dú)亮度控制程序 設(shè)計(jì) 單獨(dú)照明亮度控制系統(tǒng)通信原理基本上與單獨(dú)照明啟停控制系統(tǒng)相同， 也是開始時所有從機(jī)處于監(jiān)聽狀態(tài)，等待主機(jī)的呼叫，當(dāng)主機(jī)發(fā)出某一從機(jī)的地址時，所有從機(jī)將接收到的地址與本機(jī)地址相比較，如果相符，說明主機(jī)在呼叫自己，然 后發(fā)回應(yīng)答信號，表示準(zhǔn)備好開始接收后面的命令，否則不予理睬，繼續(xù)監(jiān)聽呼叫地址。從機(jī)在收到調(diào)亮 或調(diào)暗 的命令后，利用零點(diǎn)檢測電路檢測電源過零點(diǎn)， 一旦 單片機(jī)的 ，就會向 口輸出 PWM信號以調(diào)高或調(diào)低燈泡的亮度。 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)是 調(diào) 亮 命 令 嗎返 回是 調(diào) 暗 命 令 嗎NYYNYN交 流 電 過 零 點(diǎn) 嗎向 P 3 . 7 口 輸 出 增 加 一 個 亮度 級 別 的 P W M 信 號還 有 數(shù) 據(jù) 嗎交 流 電 過 零 點(diǎn) 嗎向 P 3 . 7 口 輸 出 減 少 一 個 亮度 級 別 的 P W M 信 號YYYNNN向 主 機(jī) 發(fā) 送 本 機(jī) 地 址 圖 單獨(dú)亮度控制從機(jī)程序流程圖 上海交通大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)論文 33 照明定時控制程序 設(shè)計(jì) 照明定時控制系統(tǒng)是利用從機(jī)即單片機(jī) AT89C2051和時鐘芯片 DS1302進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，讀取和寫入實(shí)時數(shù)據(jù) ，主機(jī)采用串口通信方式對從機(jī)進(jìn)行定時時間的設(shè)置，從機(jī)然后根據(jù)設(shè)定的時間進(jìn)行照明燈的啟?？刂?。 DA1302的控制字 如表 41所示。 RST輸入有兩種功能：首先， RST接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。如果在傳送過程中置 RST為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。同樣，在緊跟 8位的控制指令字后的下一個 SCLK脈沖的下降沿讀出 DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0位至高位 7。該系統(tǒng)的主機(jī)控制流程圖同圖 ，從機(jī)的控制流程圖如圖 。單獨(dú)定時控制的主機(jī)程序流程圖同圖 所示，從機(jī)程序流程圖如圖 。在通信中，主機(jī)與各個從機(jī)進(jìn)行通信，必須能對各個從機(jī)進(jìn)行識別，這一識別功能是利用串口控制寄存器 SCON的 SM2位實(shí)現(xiàn)的。若從機(jī)的控制位 SM2被設(shè)為 1，則當(dāng)接收的是地址幀時，數(shù)據(jù)裝入 SBUF，并置 RI=1，向 CPU發(fā)出中斷申請，若接收的是數(shù)據(jù)幀，則不產(chǎn)生中斷，信息被拋棄。利用這一功能，可以按照如下步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)通信： （ 1） 將所有 SM2位置 1，使其處于只接收地址幀的狀態(tài)。 （ 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