【正文】 的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮，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。 [6] 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)。 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 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?？刂瞥绦蛴蓛刹糠纸M成，即24 全部啟?？刂婆c單獨 啟?？刂苾刹糠?。 在這個多機系統(tǒng)中采用的是主從式通信方式，主機即主控制器處于主導(dǎo)和支配地位，從機即分控制器一般以中斷方式來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。在 本系統(tǒng)中采用廣播式 命令， 不需要從機返回信息，從機之間也不能直接通信。主機與從機的數(shù)據(jù)通信波特率定為 9600波特，每個從機都有唯一的地址號，用來區(qū)分各從機。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 向從機發(fā)送廣播地址信息時，廣播地址為 00H，所有分機都接收到廣播地址信息，然后進入正常通信狀態(tài)，清除 SM2位，開始接收主機發(fā)送來的命令。 該系統(tǒng)的主機和從機的控制程序流程圖如圖 。 主機首先發(fā)送從機地址，被叫到的從機向主機發(fā)送本機地址，然后主機向從機傳送數(shù)據(jù)，從機根據(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)。如果呼叫本機則進入正式通信狀態(tài)，清除 SM2，并把本機地址號發(fā)送給主機作為應(yīng)答，然后才開始接收主機發(fā)送來的信息。主機收到從機發(fā)送來的回應(yīng)信息后，比較主機已發(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； 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 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。 [7] 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 機返 回YN接 收 從 機 返 回 的 地 址兩 個 地 址 相 符 嗎發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 給 從 機 送 顯 錯 誤 信 息 “ 0 E ”YN 圖 單獨 啟停 控制主機程序流程圖 28 中 斷 程 序 入 口初 始 化接 收 主 機 發(fā) 送 的 地 址與 本 機 地 址 相 符 嗎接 收 主 機 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 發(fā) 送 本 機 地 址 圖 單獨 啟停 控制從機程序流程圖 照明亮度控制程序設(shè)計 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，即可實現(xiàn)。在進行實驗中，將定時器 1的溢出定為 1/20200秒，每 10次脈沖輸出一個 2KHz頻率。這樣，在每個 1/2020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。 [8] 全部亮度控制程序 設(shè)計 全部照明亮度控制系統(tǒng)就是主機向從機發(fā)送廣播地址，所有從機都接收主機發(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)暗來進行相應(yīng)的燈泡亮度控制。 中 斷 程 序 入 口初 始 化接 收 主 機 發(fā) 送 的 地 址地 址 是 0 0 H 嗎接 收 主 機 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 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 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 亮度控制從機程序流程圖 30 單獨亮度控制程序 設(shè)計 單獨照明亮度控制系統(tǒng)通信原理基本上與單獨照明啟?？刂葡到y(tǒng)相同， 也是開始時所有從機處于監(jiān)聽狀態(tài)，等待主機的呼叫，當(dāng)主機發(fā)出某一從機的地址時，所有從機將接收到的地址與本機地址相比較，如果相符，說明主機在呼叫自己，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。從機在收到調(diào)亮 或調(diào)暗的命令后，利用零點檢測電路檢測電源過零點， 一旦 單片機的 ，就會向 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 發(fā) 送 的 地 址與 本 機 地 址 相 符 嗎接 收 主 機 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 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 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 發(fā) 送 本 機 地 址 圖 單獨亮度控制從機程序流程圖 照明定時控制程序設(shè)計 31 照明定時控制系統(tǒng)是利用從機即單片機 AT89C2051和時鐘芯片 DS1302進行數(shù)據(jù)通信，讀取和寫入實時數(shù)據(jù) ，主機采用串口通 信方式對從機進行定時時間的設(shè)置，從機然后根據(jù)設(shè)定的時間進行照明燈的啟?？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)的主機控制流程圖同圖 ，從機的控制流程圖如圖 。單獨定時控制的主機程序流程圖同33 圖 ，從機程序流程圖如圖 。在通信中，主機與各個從機進行通信，必須能對各個從機進行識別，這一識別功能是利用串口控制寄存器 SCON的 SM2位實現(xiàn)34 的。若從機的控制位 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行數(shù)據(jù)通信： [9] （ 1） 將所有 SM2位置 1，使其處于只接收地址幀的狀態(tài)。 （ 3） 從機接收到地址幀后， 如果是廣播地址幀，則所有從機都將其 SM2位置 0， 準(zhǔn)備接收主機發(fā)送的數(shù)據(jù)或命令；如果不是廣播地址幀，則 將本機地址與幀中地址進行比較。如果地址不同，則丟棄當(dāng)前數(shù)據(jù)， SM2位不變。 （ 5） 當(dāng)主機需要與其他從機通信時，可以再次發(fā)出地址幀尋呼從機，重復(fù)這一過程。 字 節(jié) 數(shù) n數(shù) 據(jù) 1數(shù) 據(jù) 2數(shù) 據(jù) n 字 節(jié) 奇 偶 校 驗表 4 2 在程序中，第 9位發(fā)送數(shù)據(jù)位 SCON中的 TB8位，第 9位接收數(shù)據(jù)位為 SCON的 RB8位，因此，發(fā)送數(shù)據(jù)前，可以通過對 TB8位置 1或 0來確定要發(fā)送的 是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。 單片機的串口工作在方式 3下，其波特率由定時器 1（ T1）的溢出率決定，計算公式為： [10] 35 3 22S M O DT 1 的 溢 出 率=波 特 率 定時器 T1的溢出率的計算公式為： 3 2f=溢 出 率o s c247。( 2 T 1 的 初 值 )k 系統(tǒng)所采用的晶振頻率為 ， T1工作在模式 3下，波特率 =9600b/s。主機的數(shù)據(jù)通信的基本流程如下： （ 1） 主機首先向所有從機發(fā)送地址幀對要通信的從機進行呼叫，發(fā)送地址幀時需將TB8位置 1。 （ 3） 發(fā)送完數(shù)據(jù)后，主機等待從機的校驗信號，如果接收到 0X0F數(shù)據(jù)，表示發(fā)送成功，通信結(jié)束，否則主機將重新發(fā)送數(shù)據(jù)，直至發(fā)送成功。 36 開 始發(fā) 送 地 址 幀等 待 從 機 應(yīng) 答應(yīng) 答 信 息 與 發(fā) 送 的地 址 相 符 嗎調(diào) 用 發(fā) 送 函 數(shù) 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)等 待 從 機 應(yīng) 答發(fā) 送 成 功 嗎結(jié) 束YNN是 廣 播 地 址 嗎YNY 圖 主機數(shù)據(jù)通信流程圖 從機部分通信程序設(shè)計 從機通信程序也被分為預(yù)定義及全局變量部分、程序初始化部分、數(shù)據(jù)通信流程和接收數(shù)據(jù)部分 4個部分。 （ 2） 如果串口有數(shù)據(jù)接收（收到地址幀），則從機會將該幀中的地址信息 先與廣播地址進行比較，如果是廣播地址，則做好接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，如果是其它地址，則 與本機地址比較，如果相同，則發(fā)送應(yīng)答信息，應(yīng)答信息內(nèi)容應(yīng)為本機地址，否則丟棄當(dāng)前數(shù)據(jù)，從機繼續(xù)處于等待呼叫狀態(tài)。 如果接收函數(shù)返回 0xff,表示數(shù)據(jù)校驗失敗，程序等待主機重新發(fā)送37 數(shù)據(jù) 。如果函數(shù)返回 0，表示數(shù)據(jù)被成功接收，向主機發(fā)送成功信號，隨后，程序?qū)?SM2位置 1，重新開始下一個數(shù)據(jù)通信流程。 開 始將 S M 2 位 置 為 1 只 接 收地 址 幀串 口 有 數(shù) 據(jù) 接 收是 廣 播 地 址 嗎發(fā) 送 應(yīng) 答 信 號信 號 內(nèi) 容 為 本 機 地 址調(diào) 用 接 收 函 數(shù) 接 收 數(shù) 據(jù)接 收 函 數(shù) 返 回 值 為 0 x f f接 收 函 數(shù) 返 回 值 為 0 x f e向 主 機 發(fā) 送 成 功 信 號YNNYYN接 收 的 地 址 與 本 機地 址 相 同 嗎Y 圖 從機數(shù)據(jù)通信流程圖 無線數(shù)傳通信程序設(shè)計 這里所設(shè)計的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是采用主從式通信方式， 主控制器設(shè)為主站，所有分控制器設(shè)為從站，所有從站都編一個唯一的地址。 這些工作都 需要 通信 協(xié)議來 完成，可保證在任何一個瞬間，通信網(wǎng)中只有一個模塊 處于發(fā)送狀態(tài)，避免相互干擾。如要傳送 1個數(shù)據(jù)幀，此時間延遲將逐漸減少。 當(dāng)發(fā)送方最后一個數(shù)據(jù)被發(fā)送后需延遲 68個字節(jié)才能接收空中其 他模塊的數(shù)據(jù)。 無線數(shù)傳的通信協(xié)議與流程基本上與 RS485通信程序相同，因此主機和從機的數(shù)據(jù)通信程序流程圖分別如圖 。而照明啟停控制、亮度控制以及定時控制程序又分為全部控制和單獨控制兩部分， 人機交互程序由鍵盤掃描程序與 LED顯示程序組成 ，而串行通信程序由 RS485通信程序 和 無線數(shù)傳程序組成。 39 五 實驗及總結(jié) 本文研究了基于 AT89C51與 AT89C2051單片機的智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計原理與實現(xiàn)方法，包括硬件設(shè)計與軟件設(shè)計。接著就要按照功能要求編制程序，這里采用 Keil C編程工具，需先根據(jù)要求劃分模塊，優(yōu)化結(jié)構(gòu)；再根據(jù)各模塊特點確定何為主程序，何為子程序，何為中斷服務(wù)程序，相互間如何調(diào)用；再根據(jù)各模塊性質(zhì)和功能將各模塊細(xì)化，設(shè)計出程序流程圖；最后才根據(jù)各模塊流程圖編制具體程序。 在實驗過程中，首先通過主控制器上的鍵盤輸入地址號，地址號是由數(shù)字組成的，在輸入完畢后，然后按下確認(rèn)鍵，信號經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸后 ，分控制器將收到的地址進行比較確認(rèn)后，然后執(zhí)行下一步的程序。 由于系統(tǒng)采用的是 RS485通信與無線數(shù)傳通信方式，如果使用在現(xiàn)場環(huán)境中必然存在干擾的問題，所以抗干擾與可靠性設(shè)計就顯得尤為重要。該系統(tǒng)還只是試驗室的調(diào)試系統(tǒng)，離真正的現(xiàn)場應(yīng)用還有一定的距離。但一個較好的和較完 善的應(yīng)用軟件不是在短時間內(nèi)就可以完成的，它需要不斷的完善和發(fā)展，需要我們做大量的工作和時間的檢驗。 40 參考文獻