【正文】 生的任何錯(cuò)誤。 通過(guò)以上三個(gè)方案的簡(jiǎn)單比較，看起來(lái)似乎采用 CAN 比較有優(yōu)勢(shì)，但我們不防將上述比較有優(yōu)勢(shì)的兩種總線標(biāo)準(zhǔn) RS485 和 CAN 的總性能列于下表中再次進(jìn)行比較。所以最終 本系統(tǒng)采用RS485 的總線形式 。 本設(shè)計(jì)的主控制 電路由 89S51 作為 核心 。 EA/Vpp 端對(duì) Vss 的電壓為 0． 5～+21． 5v，任何腳到 Vss 的電壓為 0． 5～ +7v，電源電壓 +5V? 10％，電源電流為 125～ 250mA，電源功耗為 。 89S51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括有 ALU 部件、定時(shí)和控制部件、并行 I/O 接口、串行 I/O接口、定時(shí)器部件、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等七個(gè)部分。 ALU 除了可以進(jìn)行四則算術(shù)運(yùn)算之外，還可以進(jìn)行布爾運(yùn)算。它和 ALU 部件形成了 89S51 的 CPU。它們都是雙向通道，每一條 I/O 線都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。但這四個(gè)通道的功能不完全相同。 P2 口是高 8位地址 A8～A15 的地址總線，但也可作一般的 I/O 口。 P3 是控制信號(hào)及 I/O 信號(hào)復(fù)用口，它除了用作 1/O 口之外， 還用于傳送控制信號(hào)。 表 P3 口的引腳功能 引腳信號(hào) 控制信號(hào) 說(shuō)明 RXD 串行數(shù)據(jù)輸入 TXD 串行數(shù)據(jù)輸出 INT0 外部中斷 0 INT1 外部中斷 1 T0 定時(shí)器 0輸入 T1 定時(shí)器 1輸入 WR 寫(xiě)存儲(chǔ)器信號(hào) 1P 1 .02P 1 .13P 1 .24P 1 .35P 1 .46P 1 .57P 1 .68P 1 .79R S T / V P D10( R X D ) P 3 .011( T X D ) P 3 .112( I N T 0 ) P 3 .213I N T 1 P 3. 314( T 0 ) P 3 .415( T 1 ) P 3 .516( W R ) P 3 .617( R D ) P 3 . 718X T A L 219X T A L 120V S S21P 2 .0 ( A 8)22P 2 .1 ( A 9)23P 2 .2 ( A 10 )24P 2 .3 ( A 11 )25P 2 .4 ( A 12 )26P 2 .5 ( A 13 )27P 2 .6 ( A 14 )28P 2 .7 ( A 15 )29P S E N30A L E / P R O G31E A / V P P32P 0 .7 ( A D 7)33P 0 .6 ( A D 6)34P 0 .5 ( A D 5)35P 0 .4 ( A D 4)36P 0 .3 ( A D 3)37P 0 .2 ( A D 2)38P 0 .1 ( A D 1)39P 0 .0 ( A D 0)40V C C8 9 S 51 圖 89S51 封裝引腳圖 第 15 頁(yè) 共 46 頁(yè) RD 讀存儲(chǔ)器信號(hào) 單片機(jī)的復(fù)位通常有上電復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種復(fù)位方式。按鈕復(fù)位又分為按鈕電平復(fù)位和按鈕脈 沖復(fù)位。復(fù)位電路參數(shù)的選擇，應(yīng)能保證復(fù)位高電平持續(xù)時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期。 圖 MAX485 封裝引腳圖 MAX485 采用單一電源 +5 V 工作，額定電流為 300 μ A，采用半雙工通訊方式。其引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。 RO 和 DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的 RXD 和 TXD 相連即可； /RE 和 DE 端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng) /RE 為邏輯 0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng) DE為邏輯 1 時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)?MAX485 工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可； A端和 B端分別為接收和發(fā)送的差 分信號(hào)端 ,當(dāng) A引腳的電平高于 B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 1；當(dāng) A的電平低于 B 端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 0。只需要一個(gè)信號(hào)控制 MAX485 的接收和發(fā)送即可。 可以串行口取電，可以驅(qū)動(dòng) max232 與 max485 實(shí)現(xiàn)通信。 MAX485 主要特性： 第 16 頁(yè) 共 46 頁(yè) 半雙工； 速率： ； 限擺率： NO； 低電流關(guān)斷模式： NO； 接收允許控制： YES； 靜態(tài)電流 300； 負(fù)載個(gè)數(shù)： 32； 引腳數(shù)： 8 MAX485 是用于 RS485 與 RS422 通信的低功耗收發(fā)器。這些收發(fā)器在驅(qū)動(dòng)器禁用的空載或滿(mǎn)載狀態(tài)下，吸取的電源電流在 120μ A至 500μ A 之間。驅(qū)動(dòng)器具有短路電流限制，并可以通過(guò)熱關(guān)斷電路將驅(qū)動(dòng)器輸出置為高阻狀態(tài)。具有較高的抗干擾性能。在設(shè)計(jì)中 ～ 接上一個(gè)排阻作為上拉電阻然后再分別與 LED 燈相連，用于顯示當(dāng)前 所選 的照明燈的狀態(tài)。 本設(shè)計(jì)中 ～ 與 4 4 第 17 頁(yè) 共 46 頁(yè) 按鍵相接，構(gòu)成按鍵部分，用來(lái)控制房間或者樓層照明燈的選擇 和亮滅的控制 。本設(shè)計(jì)中 ～ 分別與八個(gè) LED 燈 相接， 構(gòu)成 控制輸出 部分，用來(lái) 控制當(dāng)前所 控制 照明燈的亮滅狀態(tài) 。在整個(gè)系統(tǒng)中，這 8 個(gè)引腳還具有專(zhuān)門(mén)的第二功能 。 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 晶振是電路中常用用的時(shí)鐘元件 ,全稱(chēng)是叫晶體震蕩器，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ) 上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘 信 號(hào)比較穩(wěn)定 。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。圖中， 兩個(gè) 電容 C C3 起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在 2030pF。 本 設(shè)計(jì) 中使用的晶振為 ,使串口波特率更精確 ,晶振電路如下圖 所示。 復(fù)位電路如 下 圖 所示 : 電容值： 10uF，電阻值： 圖 復(fù)位電路 上電復(fù) 位電路電容器充電來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 串口接口電路 MAX485 是用于 RS422/485 通信的差分平衡收發(fā)器， 由 MAXIM 公司生產(chǎn)。其主要特性如下： （ 1） 傳輸線上可連接 32 個(gè)收發(fā)器； （ 2） 具有驅(qū)動(dòng)過(guò)載保護(hù)； （ 3） 最大傳輸速率為 。 （ 6） 供電電源： +5V。 第 19 頁(yè) 共 46 頁(yè) 輸出控制和狀態(tài)顯示電路 電路的輸出控制是將控制量輸出到照明燈以控制其亮滅，在本設(shè)計(jì)中用 LED 燈作為模擬 ， P2 為輸出端口 ；而狀態(tài)顯示是用 LED 燈顯示當(dāng)前所控制的燈的亮滅狀況 ，端口為P0。比如，作為發(fā)送方，必須知道什么時(shí)候發(fā)送信息，發(fā)什么；對(duì)方是否收到，收到的內(nèi)容有沒(méi)有錯(cuò)，要不要重發(fā)；怎樣通知對(duì)方結(jié)束等等。只有雙方遵守了這些規(guī)定，才能正確交換信息和數(shù)據(jù)。 傳送方式：采用中斷接收，查詢(xún)發(fā)送； （ 1）首先使所在單片機(jī)的 SM2 位置 1，處于只接收地址幀的狀態(tài)。其中前 8位為地址，第 9位為地址 /數(shù)據(jù)信息的標(biāo)志位。 （ 3）從機(jī)接收到地址幀后，各自將接收的地址與本機(jī)的地址比較。 （ 4）當(dāng)從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后，置第 9位（ TB8）為 1，作為從機(jī)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束標(biāo)志?？辔督邮諑?RB8=0，則原數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)，并準(zhǔn)備接收下幀信息。其它 從 機(jī)繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)地址（ SM2=1） ，無(wú)法收到數(shù)據(jù)。如果地址不符，則發(fā)復(fù)位信號(hào)（數(shù)據(jù)幀中 TB8=1）；如果地址相符，則清 TB8，開(kāi)始發(fā) 送數(shù)據(jù)。波特率越高，要求傳輸通道的頻帶越寬。在上面的通信協(xié)議里，已規(guī)定波特率為 9600b/s，是合符要求的。 89S51 串行通信的波特率由定時(shí)器 T1 的益出率獲得（僅指串行口方 式 方式 3）。 當(dāng)晶振 OSCf =12MHz，設(shè)置波特率為 9600 b/s，定時(shí)器工作模式 2， SMOD=0，則 定時(shí)器的初值可以由公式 求出，為 0FDH 。軟件主要由三部分組成： 按鍵 的檢測(cè)、 地址的判別、命令的判別、 傳送數(shù)據(jù)。 平時(shí)所有的控制板都處于接收信息的狀態(tài)， 并對(duì)接鍵和狀態(tài)標(biāo)志不斷地進(jìn)行循環(huán)的查詢(xún)， 一旦有按鍵按下就進(jìn)行相應(yīng)的處理：如，有房間選擇鍵按下則將相應(yīng)房間的燈狀態(tài)讀入，有燈控鍵按下則改變相應(yīng)的燈的狀態(tài)并同時(shí)將燈的狀態(tài)送回相應(yīng)的房間； 如查詢(xún)到標(biāo)志位為 1 則調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)；如有信息收到也進(jìn)行串行的中斷，在中斷服務(wù)程序中進(jìn)行是不是本機(jī)地址的判斷然后根據(jù)判斷的結(jié)果對(duì)標(biāo)志位進(jìn)行置位。 整個(gè)系統(tǒng)的軟件的主要流 程圖如下 所示 。 (2)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)， 根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能編程。 (4)單片機(jī)應(yīng)用程序的燒寫(xiě)， 用專(zhuān)用的單片機(jī)燒寫(xiě)器可將編譯過(guò)的二進(jìn)制源程序文件寫(xiě)入單片機(jī) (F1ashROM)芯片內(nèi)。不能滿(mǎn)足要求，或硬件不能工作時(shí)，要進(jìn)行全面檢查，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題修正硬件、軟件或總體設(shè)計(jì)方案。 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 電路原理圖 的設(shè)計(jì)主要是 protel 99 se 的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ Advanced Schematic）來(lái)繪制一張電路原理圖。步驟如下： （ 1） 建立原理圖 首先必須新建原理圖，禁屠原理圖編輯器，才能進(jìn)行電路圖設(shè)計(jì)。 （ 3） 載入元件 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)詩(shī)句電路的需 要，需從元件庫(kù)中調(diào)入所需的元件。根據(jù)元件之間的走線，在工作面板上需對(duì)元件進(jìn)行位置的調(diào)整、屬性的設(shè)置等。 （ 6） 調(diào)整布線 經(jīng)過(guò)原理圖布線后，通過(guò)進(jìn)一步的布線調(diào)整，對(duì)原理圖進(jìn)行修改，使原理圖更加美觀和正確。 第 27 頁(yè) 共 46 頁(yè) （ 7） 注解、修飾 在原理圖上增加一定的注解，使原理圖更易懂、更具有可讀性。 系統(tǒng) PCB 板的設(shè)計(jì) 電路原理圖設(shè)計(jì)好以后， PCB 板的設(shè)計(jì)也是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。 PCB 板的設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜而又簡(jiǎn)單的過(guò)程 。由于自己親手制作了板子，我得到了很多的經(jīng)驗(yàn)。 確定 PCB 的大小 首先，要考慮 PCB 尺寸大小。在確定 PCB 尺寸后．再確定特殊元件的位置。 PCB 布局 第 一次布局時(shí)，為了美觀，把電容、電阻排放在一起，沒(méi)有圍繞核心元件布局，沒(méi)有考慮實(shí)際的元件連接，因此連線復(fù)雜而且本來(lái)可以短線連接的變成長(zhǎng)線連接。 ⑵ 以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。 盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。這樣，不但美觀，而且裝焊容易。 PCB 布線有單面布線、雙面布線及多層布線。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。一 般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線，快速地把短線連通，然后進(jìn)行迷宮式布線，先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu)化，它可以根據(jù)需要斷開(kāi)已布的線。對(duì)目前高密度的 PCB 設(shè)計(jì)已感覺(jué)到貫通孔不太適應(yīng)了，它浪費(fèi)了許多寶貴的布線通道，為解決這一矛盾，出現(xiàn)了盲孔和埋孔技術(shù)，它不僅完成了導(dǎo)通孔的作用，還省出許多布線通道使布線過(guò)程完成得更加方便，更加流暢，更為完善 。 ⑵ 印制導(dǎo)線拐彎處取圓弧形，因直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響 電氣性能。 既使在整個(gè) PCB 板中的布線完成得都很好，但由于電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下降，有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。 采取的措施 是在電源、地線之間加上去耦電容。 ⑷ 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理 。因此在布線時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾問(wèn)題，特別是地線上的噪音干擾。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接，只有一個(gè)連接點(diǎn)。 在本設(shè)計(jì)的 PCB 布線中，本人按照以上的規(guī)定進(jìn)行布線，前幾次布線，結(jié)果不盡人意，后來(lái)查閱了相關(guān)指導(dǎo)性的資料和在同學(xué)的幫助下，讓我終于完成較好的布線。 本設(shè)計(jì) PCB 圖見(jiàn)附錄 A。 檢測(cè)元器件 采用萬(wàn)用表檢測(cè)所有元器件的是否正常工作 、導(dǎo)線是否導(dǎo)通等。 檢測(cè)各個(gè)引腳信號(hào) 給電路接通電源，大概用手摸一下元器件是否發(fā)熱，有的話，關(guān)掉電源，進(jìn)行再次檢測(cè)；沒(méi)有的話，則測(cè)試所有芯片的 VCC 端電壓是否達(dá)到要求，接地端是否都接地，無(wú)誤后，則開(kāi)始 對(duì)電路中所用到的引腳進(jìn)行信號(hào)波形測(cè)試，所使用的工具最好是示波器。 遇到的問(wèn)題及其解決 在本設(shè)計(jì)中做了兩個(gè)控制板作為模擬， 所以?xún)蓚€(gè)板的電路是完全一樣的。在將所有的虛焊點(diǎn)進(jìn)行了重焊之后整個(gè)硬件電路最終能正常工作了。關(guān)于單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件