基于单片机的照明控制系统

基于单片机的照明控制系统摘要随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。同时楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。本文阐述了照明的有线、无线控制方式设计原理与实现方法。以设计过程为主线，分别从硬件和软件两个方面描述设计过程，即从硬件电路的设计方法到实现所要求功能的软件技术。该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51与AT89C2051单片机为基础，实现了有线通信、无线数传、控制与显示等功能。文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：键盘与LED显示电路、RS485通信电路、无线数传电路、照明灯控制电路以及看门狗电路等。对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计与无线数字传输程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。有线通信程序的功能是：通过RS485主从通信方式，由主控制器发出命令对全部或单个分控制器所控制的照明灯实现开启、关闭、灯光亮度调节、定时控制等功能。无线数传程序设计的功能是：通过无线数传模块实现照明灯的无线遥控，同样实现有线方式控制的功能。关键词：主控制器，分控制器，单片机，有线通信，无线数传，灯光亮度控制，定时控制TheControlSystemforLightingBasedonSingle–chipMicrocomputerAbstractWiththerapiddevelopmentofelectronictechnology,thesystemofcontrolbasedonSingle-chipMicrocomputeriswidelyappliedinindustry,agriculture,electricpower,electron,intelligentbuildingandsoon.Microcomputer,asthesubjectandcoreoftheembeddedsystemofcontrol,replacesthetraditionalsystem—electroniccircuit.Atthesametime,thedevelopmentandmaturationoftheintelligentbuildinghaveestablishedthesubstantialfoundationforthepopularizationandapplicationofthecontrolsystemforlightingbasedonsingle-chipmicrocomputer.Thepaperexpatiatesonthedesigningtheoriesandimplementationmethodofthecontrolsystemforlightingbywiredorwirelesscommunications.Takingthedesigningprocessasmainline,itdescribestheprocessofdesigningfromtworespects—hardwareandsoftware.Inanotherword,thepaperdescribestheprocessfromthemethodofcircuitdesigningtothesoftwaretechnologyofrealizingthedemandedfunctions.ThehostcontrollerofthecontrolsystemforlightingisbasedonAT89C51single-chipmicrocomputer,andtheauxiliaryonesarebasedonAT89C2051.Thesystemcandomanyjobs,suchaswiredcommunication,wirelessdatatransmitting,controllinganddisplay.Thepaperdescribesthedesigningprocessofthecircuitatlength,including:keyboardandLEDdisplaycircuit,RS485communicationcircuit,wirelesstransmittingcircuit,controlcircuitoflighting,watchdogcircuit,etc.Thedesigningofsoftwaremainlyincludestheseveralprogramming,suchaswiredcommunication,wirelessdatatransmitting,lamplightcontrolling,timedcontrolling,keyboardscanningandLEDdisplaying.ThewiredcommunicationprogrammingfunctionisthatthroughMaster-slavecommunicationmethodbasedonRS485thehostcontrollersendsorderstotheallauxiliarycontrollersoreachone,including:turningonlighting,turningofflighting,regulatingbrightnessoflighting,controllingtimedlighting,etc.Thewirelessdatatransmittingprogrammingfunctionisthatbywirelesstransmitteritrealizeswirelesscontrollingofthelighting,andachievesthefunctionsidenticaltowiredcommunication.KeyWords:Hostcontroller,Auxiliarycontroller,Single-chipmicrocomputer,Wiredcommunication,Wirelessdatatransmitting,controllingbrightnessoflighting,Timedcontrolling目录摘要·····················································1Abstract··················································2序言·······················································61.1单片机应用技术···················································61.2有线通信技术···················································71.3无线数传技术···················································71.4本章小结···················································8谜基于单片机的钩照明控制系统辅的设计框架和系性能央······筛······窄······居······灶9旧2.1落誓系统设计要点廉······稠······笼······标······嫁······越······隐······慈······稻···寿9做2.2里系统的结构去······馋······刻······险······符······妻······进······娱······闭···蓄9骡2.3油系统性能指标僻与技术要求势······寿······润······砖······辞······访······帐······劫·嗓11邪2.4蚂耕本章小结寿······恐······炉······则······耽······豆······热······犹······旱···肺12片基于单片机的海照明控制系统腿的硬件电路设金计国······熄······藏······鲜·····跟13腊3.1凑主控制器的电期路慈设计祸······捆······秀······细······三······施······观······域··躲13为键盘的接口设揉计请······弱······至······富······歌······男······伙······篮······拾···穴14偏LE耽D移数码显示的接侦口设计套······贤·····奋······快······亭······框······懂······肠·展·测1口4筒看门狗监控电默路的设计存······农······黎······室······猾······火······泊······眼······祥·荒·下1因4虹3.2赴分控制器体的电路设计青······厨······忌······样······源······警······皆······驾······女·攻1溜5兼时钟芯片的接世口设计耀······投······达······菊······异······谈······荐······恩····摸1宿6列零点检测与可挑控硅控制电路贵的设计宪······挪······散······纷······臣·····唱1霉6易3.3勒RS48丙5热通信电路的设糊计拼······虎······袍······雀······绝······禽······格······足·趣1哲7柄3.4字无线数传电路片的设计舒······咐······井······耀······斑······托······葱······耍·····淹20央无线数传电路欢的连接悟······况······笑······止······膛······敏······碌······凡·覆20瞒SRWF-政1症模块的特性的······域······徒······瓶······姻······春······过···侧20浪3.5崭讨皱本章小结语······降······样······院······此······掩······味······琴······缴···瓦21挡第四抬章镰浅舍基于单片机的觉照明控制系统辅的软件设计波······栋······窃······士······猫······罚22牺4.1题人机交互程序筹设计雕······毛······尸······院······读······至······商······迫22滥键盘扫描程序彩设计元······兽······觉······葬······丙······彩······映····贤23袭LE虏D罗数码显示程序典设计哭······秋······财······匹······产······渴······球······新···延25安4.2备照明启停控制惹程序设计晕······验······弱······仪······目······锡······汪······骗···壮26谣全部启停控制抓程序设计客······唉······额······朗······窗······琴······胸······控··避26欺单独启停控制于程序设计邮······毙······冶······峡······惠······霜······使······曾·····砖28奔4.3阴畜汽照明亮度控制纠程序设计绒······坊······六······腐······窄······宵······选······护·····屋30讨蛇勿全部亮度控制鲁程序设计小······镇······伟······惭······京······检······维······猛·····舱30水工产单独亮度控制犹程序设计沾······列······麦······字······吓······充······押······访·····傻32倡4.4岗鼓溜照明定时控制姿程序设计祸······伤······站······各······汤······色······脚······悦······顶···眉33弄鞭胡全部定时控制贞程序设计熔······连······区······行······蛮······题······敌······谁······贡···础33脚牵派单独定时控制槐程序设计烦······序······尾······湾······收······昂······营······真······柳···扮34证4.5肤RS48抚5月通信程序设计赶······峰······讲······祝······栗······漫······究······辛······蛛···项35完棕斗主机部分通信便程序设计形······漏······诉······骡······经······闯······廊······少······雅···诞37不宴炒从机部分通信亭程序设计缘······润······挠······翅······城······呢······询······悼······叉···歉37献4.6尘椒牙无线数传通信些程序设计朴······秘······怎······锦······室······策······吊······羞······丸···鼓39匠4.7辨眼撒本章小结骗······胸······艇······校······乱······秃······铸······矮······喊···布39倍第五泄章垫泻实验及呆总结时······轮······耕······鼻······拴······榜······握······棒······折···米40许致谢妥······搁······浅······眠······桨······方······真······荷······按······悟··若···去41独参考文献竭······聋······碗······兵······盐······境······艰······昆······誉··愤·····零·君···弓42西附录姨······放······兵······泛······疫······给······好······次··程······隙··骄······凉·挪43第一章序言其近十几年来，灵随着我国城市幅建设的快速发律展，莲楼宇恶照明也相应飞葱速发展。在药楼宇鞭的照明数量与禾质量两篇个绒方面气均警有显著的贼变化与术提高益，特别是随着惜人民生活水平悲进入小康水平厉，楼宇照明水保平提高很快，累追求人工照明篮光环境仗的舒适性、个盆性化、安全、泊节能等方面日侧见突出。风楼宇中人工光垦环境对于章满足争人们的生活、当学习、娱乐乖以及工作闭方面有着重要桐的意义。担照明控制系统寇传统是以照明节配电箱通过手央动开关来控制英照明灯具的通备断，或通过回俭路中串入接触签器，实现远距盯离控制。而今抛出现的催楼宇脸自控系统，是形以电气触点来必实现区域控制挪、定时通断、把中央监控等功扔能。由于照明羊控制系统在记楼宇径自控验系统中并非独没立，同时控制土功能简单，因普此使用上有一晴定的局限性。狂故当乎楼宇渔自控四系统出现故障问时，照明系统稍亦受到影响。劣随着微电子技唇术与数字化技类术的发展，开咳发出了智能化窑水平更高的专勉业照明控制的贷独立系统，从挖而能节约能源幻、延长灯具寿适命、提高照明纤质量。根据使偏用或客户网的经验，不仅希使废照明管理与设躺备维修简单及阴降低费用外，差还对环境改善船、提高工作效遥率都有着显著胁的效果。婶本系统是以单唱片机为控制器赛的核心，其中雀上位机是呀以观AT嫩89C夏5私1概为基础，下位拣机是侨以附AT灶89C始205身1题为基础，再连奶接外围电路，迷通过现场总驻线松RS48势5哑通信方式实现耳照明输灯具故的智能控制，玻也可以通过无宣线数传模块实旦现无线通信，围从而达到照明盖灯具的智能控搂制。凉1殿劈单片机的应用吼技术去电子技术和微持型计算机的迅朋速发展，促进典微型计算机测智量和控制技术矮的迅速发展和耕广泛应用，单财片机（单片微叮型计算机）的来应用已经渗透颤到国民经济的殖各个部门和领逆域，它起到了汇越来越重要的赖作用。俩单片微型计算滨机就是将延中央处理单元仗、是存储器臭、定砌时叫/珠计数器和多种堪接口都集成到江一块集成电路杀芯片上的微型进计算机。求因此一块芯片晓就构成了一台拜计算机。它已糠成为工业控制跪领域、智能仪药器仪表慧、尖端武器、按日常生活中最惑广泛使用的计浸算机。教单片机由硬件灵系统与软件系僵统组成。硬件暮系统是指构成缩微机系统的实礼体与装置，通雁常由运算器、摧控制器、存储检器、输入接口老电路和输入设雨备、输出接口末电路和输出设养备等组成。熊其中运算器和餐控制器一般做袄在一个集成芯抄片上，统称中啄央处理单元朵（挂Centra辛lProc破essing铜Uni现t群），简到称兔CP轻U棋，是微机的核社心部件。彻CP抢U智配上存放程序列和数据的存储怀器、输谜入璃/软输出榴（族Input/态Outpu践t灌，钩简粮称丙I/厦O姨）接口电路膊以及外部设备笔即构成单片机跨的硬件系统。堪软件系统是微带机系统所使用五的各种程序的铺总称，人们通蹄过它对微机进六行控制并与微睡机系统进行信伴息交换，使微蓬机按照人的意属图完成预定的有任务。软件系蛇统与硬件系统械共同构成完整乘的单片微型计医算机系统，两夺者相辅相成，纵缺一不可。俘1村．抓2谁有线通信技术恐在数据通信、场计算机网络以显及工业上的分剥布式控制系统客中，经常需要殿采用串行通信裤来达到远程信肉息交换的目的仅。目前，有多察种接口标准可码用于串行通信裹，最常用的接殃口竖有糊RS-23咏2划、霞RS-42钢2袍、绕RS-485吴。颂RS23首2揭是最早的串行围接口标准，在撒短距离、较低冶波特率串行通麻信中得到了广榜泛应用。其后寻发展起来秒的硬RS-422缴、津RS-48假5为是平衡传送的源电气标准，比够起惜RS-23烫2魂非平衡的传送桐方式在电气指婆标上有了大幅绕度的提高。但起总的来说煌，屠RS-23扶2剧、剪RS-42跑2趴与纽RS-48践5召最初都是由电隙子工业协会首（捕EI龟A涂）制订并发布侮的工，拿EI据A慎于信198帜3却年冰在比RS-42锣2棵基础上制定德了辨RS-48畅5昌标准，增加了哑多点、双向通为信能力，即允枪许多个发送器亭连接到同一条党总线上，同时葵增加了发送器庸的驱动能力和突冲突保护特性锣，扩展了总线店共模范围，后沟命名垄为绿TIA/EI满A-485-叨A落标准狱。圈RS-23席2弄、寨RS-42坟2称与叠RS-48怕5旺标准只对接口骤的电气特性做泄出规定，而不间涉及接插件、理电缆或协议，鉴在此基础上用晌户可以建立自劣己的高层通信路协议。正因渐为称RS-48顷5森的远距离、多败节点而（远3班2缝个）、可以自哀行定义协议以油及传输线成本葬低的特性，使莫得全EIARS型-48伙5研成为工业应用渴中数据传输的莫首选标准。类3筋无线数传技术为有线鸟传输的方式虽常然使用非常广仁泛且可靠性较城高，但由于各晋方面的局限性暖，已经在众多针方面被无线传屿输方式所取代勤。无线数字传亮输技术日益完扒善，其重要性祸也被人们所认梦识，相应的基颈于无线数字传淋输的产品也随伶处可见。无线骤数字传输系统宋安装简便、使卧用效率高，可动应用于各个领互域喘，例如，无线涉数据传输、无税线数据采集、膜无线抄表、工慢业遥控、楼宇馋自动化、高档罢玩具等等鞠。匙无线数传技术舒是通过单片机纷的串口与无线权数传模块连接筋，害将要发送的数毛据由无线数传隶模块向空中发武出，然后由另命一个终端设备待的无线数传模毕块从空中接收液数据，这样就被实现了预期的鬼任务。摧1喂．羞4摄禁本章小结府配售本章介绍了伞照明控制系统驻在智能楼宇中慨的应用、发展够以及所使用的常主要专业技术泡。它从传统的符方式逐步发展狂到能够实现智垫能化控制，岸使用户使用起隆来更加方便、魂舒适。本文所神研究的照明控娘制系统主要使倘用了单片机应凝用技术、有线堂通信技术和无横线数传技术。援在这里钩主要典对这三种技术震的组成、功能肯、发展以及使游用领域谅等方面词进行了狭简要供的落阐述。盼第二挪章乒臣基于单片机的饭照明控制系统宇的设计框架与粱性能示2岩．巨1谅系统设计要点进系统设计主要由包括硬件和软苹件两大部分，付依据控制系统爬的工作原理和犯技术性能，将迹硬件和软件分卸开设计。硬件晨设计部分包括蚀电路原理图、公合理选择元器货件、绘制线路滥图，然后对硬疲件进行调试、椅测试，以达到酿设计要求。躁软件设计部分谱，首先在总体毙设计中完成系市统总框图和各浸模块的功能设胆计，拟定详细残的工作计划；项然后进行具体催设计，包括各干模块的流程图现，选择合适的区编程语言和工观具，进行代码范设计等；最后姑是对软件进行碍调试、测试，躲达到所需功能陡要求。颜在系统设计中江设计方法的选狼用是系统设计亭能否成功的关遣键。硬件电路朋是采用结构化马系统设计方法川，该方法保证饼设计电路的标椒准化、模块化律。硬件电路的抢设计最重要的诚选择用于控制缎的单片机，旷并确定与之配砖套的外围芯片义，歉使所设计的系紫统既经济又高校性能。硬件电碰路设计还包括纹输入输出接口求设计，画出详资细电路图，标掘出芯片的型号怎、器件参数值凉，根据电路图隐在仿真机上进晋行调试，怎发现设计不当即及时修改，最采终达到设计目必的。跌软件设计的方射法扮与开发环境的独选取有着直接移的关系，本系胳统由于是采蔽用傍5贸1酒系列单片机，陕因此使莫用奴Keil弱C洪语言进行开发塌。此编程工具订相比汇编语言映具有结构化、堤适用范围大、船可移植性好等厘特点。本系统勉软件设计逗采用模块化系炉统设计方法，师先编写各个功苏能模块子程序逃，然后进行组迟合与调整，惰经过调试后，亲达到设计功能似要求。鞠2临．画2果铜系统的结构欧系统的结构主公要由三部分组川成：创（称1针）上位机系统着；捉（篮2哀）下位机系统罪；腥（舍3斯）通信系统。嘴这三部分共同月完成了主控制雪器通过有线、梦无线通信方式老与分控制器进杏行信息交换，料达到控制照明画灯具的目的。军有线通信寨系统的结构框陕图如妄图腹2.甩1昨所示。佛该多机通信系厦统采用罗RS-485多半双工主从套式泰通信系统掌，主机可以发束送数据或命令墨到从机，从机岁主要负责对分穗布的照明灯具车进行控制，用轻中断的方式接茧收主机发来的苏命令或数据并竹做出回应。论图扯2.1桐堡有线通信系统羊结构框图劝无线数据传输谊系统也是由主芹控制器和分控剧制器两部分组土成，系统结构选框图如颤图光2.裹2我所示。主控制栽器是发送遥控脊指令、发送数畅据信息、接收塞应答信息等，千分控制器接收霉数据与遥控指威令，完成对照耍明灯具的控制苹。舞图青2册.2虫牌无线数传系统脾结构框图须系统滚的主控制器通成过烘RS-48浅5梢总线或无线数寿传模块将数据区或命令发送给团分控制器牧，同时将信息汗送给数码显示依单元进行显示狐，并有看门狗施电路对运行程吊序进行有效监踩视。主控制器殊硬件电路结构棚如睬图产2.某3浆所示。分控制恢器接收主控制课器的发来的数顶据和命令，通晴过可控硅电路史对照明灯具进天行开关、亮度饺控制翼，塔并且利用实时鲁时钟芯片先对照明灯具进湾行定时开关控陕制。分控制器具硬件电路结构练如糠图醋2.违4喉所示。梨图捷2医.3谁窗主控制器硬件纳电路结构框图绕图蚁2重.4匹磨分控制器硬件烤电路结构框图娘系统在单片机服的控制之下完昏成数据的通信牌、显示，同时贴能够控制照明属灯具净，其硬件电路疼只是系统的实葡施工具，大量拾的工作是由软福件来完成的。麦这些程序是系映统的灵魂，是府负责完成硬件会电路实现功能构和与用户交互健的桥梁，是维趴护系统正常工域作的工具。权3病系统性能指标烂及技术要求吴（摘1说）级或照明启停控制划系统①全开②全关③单独开④单独关智（略2键）咏语照明亮度控制俘系统畅①校险残全部亮度调节械②诸别励单独亮度调节寒（尤3幻）碍晕定时控制系统剖①配焰苍对全部照明灯惰进行定时控制蜡②蔬对每个照明灯循进行定时控制俯2百．冶4松孩本章小结岂本章主要从系切统设计要点、杠系统的结构、竭系统性能指标征及技术要求三辱方面对所研究敲的照明控制系慈统的设计框架由和性能进行了鸣阐述，该系统跃由一个主控制杜器与若干个分哪控制器组成，谈系统的设计首尸先要从硬件方灭面着手，在绘累制出正确的电争路图后，再按冻功能要求编制岛出相应的软件炸程序，慧最终要达到所碎要求的性能指届标。扭第三阿章贡蔑鼠基于单片机的婚照明控制系统劝的硬件您电路踏设计织1堤主控制器的电倾路设计丰主控制器递采渠用嘱AT梁89C陵5热1壤单片机祝作僚为微处理器范，视AT溉89C聪5坝1呼是美晚国役ATME灵L朱公司生产的低解电压、高性静能能CMOS读8芳位单片机，片育内世含假4Kbyt债e栏s北的可反复擦写永的香Flas没h嘱只读程序存储绍器流和洗128by鹅te貌s偿的随机存取数砌据存储器晨（危RA渡M凯），器件采浅用毛ATME赤L泡公司的高密度境、非易失性存墨储技术生产，与兼容标书准无MCS-5凝1史指令系统，片废内置通牲用贺8晃位中央处理器启（栏CP听U处）舟和森Flash坚蹈存储单元。胳主控制器系统珠的外围接口电埋路由键盘、数晶码显示及驱动顺电路、晶振、伞看门狗电路、夸通信接口电路与等几部分组成慰。便主控制器系统掌的硬件电路原荡理图如锦图数3.起1鹿所示。聚回葡龙荒图勺3.1孝评主控制器系统童的硬件电路原冠理图剂吐键盘的接口俯设计誉键盘的结构形抢式有两种，即扮独立式按键和磨矩阵式键盘。质本系统使用的个是侵4×眼4窄矩阵式键盘，糕第一行从左到遮右为假1勇、爪2焦、车3勺、谦4墨，第二行聚为视5蚁、泪6乖、京7犁、浴8沙，第三行失为照9蛾、顿0哄、开、关，第毕四行为荐增值旺、百减值导、华定时得、确认。笋该形式的键盘辉，每个按键开臭关位于行列的巨交叉处，采用俭逐行扫描的方象法识别键码。都矩阵键盘的列伐线从左到右分劫别与激单片机的学P1.缝0是、员P1.感1肾、捉P1.些2旨、举P1.馆3母相连，矩阵键便盘的行线从上闲到下分别凡与细P1.甚4再、买P1.仅5夕、承P1.惯6参、华P1.闲7曾相连。辩每当按下一个您键时，对应的盏行线与列线就针会连通，念这样单片机就炕能检测出信号株，乒并躲通过键盘扫描五程序对键盘进嗽行扫描，以识龟别被按键的行海、列位置。宣LE匹D遣数码葬显示悉的接口设计桑数码显示与驱得动电路爱由师74LS13排8雷译码器民、姨7447T旧TLBCD胆-贝7舰段高有效译码亩器净/霞驱动器文、检4宪个数码管以想及败5像个雷A101宽5糊三极管组成。第由单片机须的掉P0.顽0捧～栽P0.春3燃口输出的四酷位养BC想D乔码，狮经披744厌7扯芯片后，翻译木成毕7修段数码排管发a敞、孔b吨、蛛c苹、庭d国、喘e股、救f恰、蛾g达相应的段览，并答输出叮点亮数码管相灰应的段。单片梢机换的宇P0.回4宜、板P0.阅5棚口输出的信号乳经找74LS13满8请译码器后产生寇的高电平信号桥加泄在浓A101汁5汗三极管的基极担，控制三极管斑的导通，从而匙起到对相应数侄码管的选通作光用舰。协4茅个蒸7逃段数码管都被赛接成共阳极方新式。艇竖看门狗监控电旬路的设计眉本系统采企用狭MAXI仪M将公司的低成本带微处理器监控局芯挪片贱MAX像813L垦构成硬件狗，斜与滑AT宿89C郑5液1健的接口电路如仆图意3.笨1许所示演。画MR逝与脾WD筝O标经过一个二极场管连接起来怎，膜WD趣I证接单片机足的面P2.创7柏口皱，础RESE虏T宾接单片机的复财位输入胶脚夫RESET吸，卡M娇R艳经过一个复位杏按钮接地。消该监控电路的槽主要功能如下颗：心（像1劈）纸系统正常上电趁复位：电源上恰电时，项当电源电压超央过复位门限电毯压侵4.65减V悼，葡RESE前T栏端输翻出跪200m冲s僚的复位信号，扰使系统复位。奶躬考（级2授）绸对川+5券V归电源进行监视凶：覆当叼+5赠V照电源正常时，沙RESE脂T似为低电平，单偿片机正常工作雁；辩当朋+5创V未电源电压降毫至尿+4.65V与以下猴时仍，括RESE尺T液输出差高电平，对单胶片机进行复位话。高丸既（眼3政）牺看门狗定时器蹦被清零席，羽WDO旬维持高电平；督当程序跑飞或且死机时，顷CPU泛不能在肤1废．乱6s巴内给挺出造“甩喂顶狗书”少信号化，辨WDO聋跳变为低电平洞，由于祖M挑R闯端蚊有一个内部事250虫mA月的上拉电流，惊D树导通副MR疾获得有效低电毒平，露RESET荐端输出复位脉搂冲，单片机复堂位，房看门狗定时器昼清零奥，组WD炊O框又恢复成高电厌平。采（胞4富）毫手动复位：如睛果需要对系统水进行手动复位基，只要按下手疑动复位按钮，王就能对系统进棋行有效的复位巴。昏3.2具茧分控制器的电离路设计雀分控制器采用跳低档型的带AT捆89C绘205拔1款单片机作为微翅处理器，漠AT创89C改205旅1若也是美共国挣ATME需L怀公司生产的低疫电压、高性伯能暗CMOS兼8钟位单片机，片住内楚含笋2Kbyt恩e弃s惨的可反复擦写洗的钟Flas捎h胞只读程序存储怒器饼和呢128by盏te机s录的随机存取数粪据存储器见（探RA丹M罚），兼容标构准恢MCS-5付1宣指令系统，具撇有吴1勺5毫线可编你程遗I/绳O图口，该单片机书具有体积小、挡成本低、结构莫简单、性价比蹲较高等特点。在分控制器系统纵的外围接口电惹路由晶振、实策时时钟芯片、炎可控硅控制电魔路、零点检测轧电路、看门狗桑电路哑、通信接口电演路脂等组成。适分控制器系统界的硬件电路原围理图如菜图完3.巡2肆所示。螺撕配闹寿图摘3.2关求分控制器系统考的硬件电路原运理图币时钟芯片的接膝口设计权本系统利用单拣片机恋89C创205唤1赏和时钟芯刷片日DS130颈2黄进行串行数据妙通信，读取和真写入实时数据淹，用于定时控赏制照明灯具的商启停杀。超DS130丘2响是美锈国吓Dalla铃s批公司推出的一基种高性能、低彻功耗的实时时练钟芯片，附塑加扇3剑1测字节静烫态宋RA央M证，采祥用皆SP谋I旱三线接口城与吩CP宫U醉进行同步通信州，并可采用突滔发印方式一次传送般多个字节的时众钟信号备或促RA题M挺数据。实时时爪钟可提供秒、善分、时、日、燕星期、月和年调，一个月小喇于惠3朋1泼日时可自动调仍整。由DS130技2袄与单片机的连蝶接仅需瓜要谨3纷根线，淹即得SCL序K饲、恒I/聪O块、纯RS巾T净。恐RS旦T娃接县在逐P1.膛7禾上，此引脚为辛高电平时，选误中该芯片，可耽对其进行操作善。串行数据碎线借I/涝O腔与串行时钟答线内SCL处K紫分别接在肾P1.近5截和饰P1.套6膨上，所有的单夺片机地址、命详令及数据均通除过这两条线传乳输。在本系统腔中，我89C哥205公1副为主器件吼，扎DS130著2苍为从器件，主妄器件在总线上土产生时钟脉冲满、寻址信号、抖数据信号等，大而从器件则相识应接收数据、誉送出数据。售对鹊DS130虚2撒的每一次读写颗需煮1思6数个时钟脉冲，斗前用8阔个脉冲输入操汇作地址和读写呈命令。其中尝位揉7潜必须蹈为俊1眉；照位凑0样为哑0虎时向芯片写入堤数据，鹿为锈1挨时从芯片读出探数据；油位呼6盖～俩位滑1挪选定芯片中的撇地址。股后恒8舅个脉冲写入或侧读出数据。党DS130汇2戒采用双电源系猜统供电如，代VCC婚1础在双电源系统狂中提供主电源个，在这种运用庆方式猴下疑VCC春2剧连接到备份电说源，以便在没屋有主电源的情馋况下能保存拢时间赞信息嗓以及数据理。凤DS130勉2密由两者中的较客大者供电。抱当故VCC娘1迹大巩于粮VCC2+0季.2练V言时禾，跨VCC咳1欧给碌DS130枝2奉供电。升当廊VCC冠1柄小砌于闪VCC冻2绢时婶，妄DS130甲2晕由妈VCC照2论供电。汗零点检测与可杆控硅控制电路搜的设计丝这部分处电路的设计采企用单片机稳的托I/惠O善口灌电流的方狼法控制可控硅轿实现开关与调泻光控制，拾用光电耦合驼器召M停0C爹302环1番作为可控硅的请驱动器，同时办实现强、弱电愉的隔离。光电拘耦合佣器该M杆0C袜302梦1社通过一个非门膜与杯89C逼205哲1弦的选P3.并7振口连接，椅当此脚输出高航电平时，将会祸封锁视住透MOC302披1冷，使双向可控康硅康BT131继不导通，这样恐就会使照明灯语关闭；朽当磁P3.颤7趟脚输出低电平点时，使光电耦培合肝器蛋MOC302据1锤打开驱动双向量可控硅理，从而将双向宣可控硅触发导刻通，这样就开乔启了所要控制誓的照明灯。对拨于照明灯的亮劣度调节，这里考采个用悟PW缓M袄（纱Pulse趁Width压Modula淘tion训）甲方聪式局,艺即脉冲宽度调奔制的简称，求PW检M只是一种周期一吨定而高低电平召的占空比可以做调制的方波信神号，当输出脉泉冲周期一定时遍，输出脉冲的诚占空比越大相披对应的输出有竭效电压越大。亲在一个周期内昼的脉冲宽度（忠导通时间）奏为鸣T排1中，周期匙为裳T敬，波形如脾图工3.旱3巴所示。粮图佣3.3敬都脉冲波形图宽则输出电压的延平均值为：哄U=V环CC挥×T1/T境=瑞α渣V骤CC向其燃中丑α本=T1/缓T伟（正脉冲的持纸续时间与脉冲辣周期的比值）敢称为占空比娇，看α踪的变化范围为劣0顶≤α劝≤粒1埋，狡V包CC睁为电源电压农。古当电源电鞠压浓VC锋C稿不变的情况下疤，输出电压的烫平均狂值繁U屠取决与占空线比弄α苦的大小，改翻变肿α朵的大小就可以床改变输出电压顶的平均值腾，这就踩是潮PW猛M辛的工作原理。停灯泡的亮度与盾加在灯泡两端肝的电压成比例凳，而灯泡两端墓的电压与可控蹦硅的导通角成知比例，这样通杆过调枕节通PW扣M甩信号的占空比耀来控制可控硅施的导通角伴。因此占空比微越大，灯泡就座越亮，当占空流比容α堤=遗1队时，灯泡的亮惕度最高。盏由于淡89C聋205梦1毛单片机没迹有或PW足M盟信号输出功能爬，所以在这里买采用单片机定惜时器配合软件纪的方法来实冷现绳PW尤M术信号的输出。庙困丽使亩用制PW倾M械方法赚进行可控硅控躁制时，调制频照率不能低于市歌电频率，因为烟当频率低里于尖50H组z医时，超过了人奥眼视觉暂留效胜应，杯用于调光将产拜生闪烁的现象姐。当调制频率僚大于市电频率摘，可控硅将处送于连续导通状借态而不能达到裁调压的目的，践因此必须使用征过零检测作为坑触发可控硅的伟基点。在本系陡统中耕所使用的过零踩检测电路如士图犬3.馋2销所示，先由一填个变压器将市给电电压转换应成糊10侦V池左右的电压，释经过整流、稳饲压后可作为系揉统工作电源，墨同时将变压器耻次级的同名端蕉引出一根线连否接到比较仙器稼LM31相1称的正输入端闯，用以检测交屈流电的过零点石，然后将过零化信号送给单片权机魄的煤P宵1.诊3羊口上。桶当检测到交流驳电的过零点时刷，就去触发双戏向可控硅，同停时通径过昨PW璃M战信号的输出控辉制双向可控硅半的导通时间，造最终达到控制叔灯泡亮度霞的目的。旗3.3泥RS48新5悄通信电路的设决计盾本系统的有线料通信方式采用盛RS485猫总线旷进行通信，莫RS485街标准支持棒半双工通信晌，鼠只需您三期根线就可以进康行数据的发送邮和接收，同时齿具有抑制共模届干扰的能力，狡接收灵敏度可塌达谅±200m里V奉，大大提高了陶通信距离，攻在膨100Kb商p熟s氏速率下通信距选离可达尺1200m罗，如果通信距蒸离缩短，最大投速率可达筹10M犯bp赴s湖。足在这里使用的洒是主从式通信扇方式，主机由沉主控制器充当丧，从机为分控泄制器。主机处衣于主导和支配掏地位，从机以译中断方式接收延和发送数据，预主机发送的信兼息可以传送到劲所有的从机或婚指定的从机，简从机发送的信店息只能为主机栽接收，从机之少间不能直接通方信。撒主机与从机的虹通信电路图分播别如伯图撇3.零4休与污图葵3.捎5也所示。刷圈紧傅辆阀图染3.4轮帆主机通信电路踏图骂猾乡筐俯印图斥3.5胆点从机通信电路拖图卧主机与从机选谅用澡的闪RS48壮5标通信收发器芯欣片努为及MAX48修5鸣，趋它颜是防MAXI亦M遵公司生产的用士于树RS48熊5率通信的低功率袍收发器件，劈采用单一电鄙源巡+5湖V揉工作，额定电戴流应为不300第焦μ招A誉，采用半双工奸通砍信灰方式。它完成谎将领TT裁L饼电平转换处为江RS48胳5健电平的功能态。肆MAX48苍5座芯片内部含有蔽一个驱动器和午接收器淘。腊R纳O艺和姥D铸I链端分别为接收鹿器的输出和驱童动器的输入端聪，与单片机连劈接时只需分别胃与单片机香的资RX丝D野和倒TX访D渡相连即可白；下R梁E忘和吧D绿E抛端分别为接收握和发送的使能绢端，谱当宽RE衔端霉为逻敢辑疤0昌时，器件处于歉接收状态；比当音DE饰端君为逻芬辑隐1眨时，器件处于火发送状态，因塔为楚MAX48泄5炒工作在半双工译状态，所以只沙需用单片机的独一个管脚控制横这两个引脚即翅可谈，主机勇与从机分别市使用隐P2.事6神与撑P1.闪0互脚进行控制种；尿A亏端盗和构B漠端分别为接收仍和发送的差分宜信号覆端朽,劣当弦A续引脚的电平高给于缎B仁时，代表发送套的数据纯为向1跳；患当绍A稻的电平低斜于基B瓜端时，代表发衬送的数据刻为虎0无。烟在进行通信时济只需要一个信盘号控赢制担MAX48拖5丛的接收和发送易即可。同时爷将盐A况和巾B售端之间加匹配览电阻，陶这里状选绵用赠1信2记0凯Ω迅的电阻。怀为了提高系统势的抗干扰能力接，采用光电耦子合瞧器扣TLP52轧1崇对通信系统进寻行光电隔离。爬从机使用单片酬机矮的也P1.0惑控制通信收发些器惜MAX48抗5情的工作状态，狠平时神置语P1.蝴0蹄为低电平，使胡从机串行口处黎于侦听状态债。纸当有串行中断胳产生时判别是买否是本机号，报若为本机地址猛则紧置炼P1.粱0偏为高电平，发野送应答信息，抽然后再糊置灰P1.极0彻为低电平接收墨控制指令硬，盒继续保纺持捆P1.咏0亲为低电平，使家串行收发悼器处于接收状划态叉；胡若不是本机地海址，浆使勺P1.历0万为低电平，使缴串行收发器处托于接收侦听状果态。怀3.4摊扫无线数传电路麻的设计姻无线数据传输香需要通过无线牙数传模块来实些现。本系统选廊用的是上海桑料锐电子科技有签限公司生产歉的旺SRWF-埋1淡型微功率胁无线数传模块衔。您该模块的通信怜信道是半双工道的，最适合点惊对多点的通信蓝方式。单片机秧与无线数传模淘块之间可以进违行信息的传送车与回馈，即所神谓的双向通信蔑。缩胶无线数传电路安的连接裹主控制器与分正控制器各使用灵一个无线数传恩模块，形成发华送与接收的无饥线通信通道。仗模块的数据输谊入和输出端与发单片机的串行叉口连接，即模胃块的串行数据方发射愁端演TX执D思与单片机的串缎行数据输入具端燕RX边D肠连接；模块的监串行数据接收刻端国RX词D凯与单片机的串脂行数据输小出肚端犹T恐X者D观连接妨。单片机与无柱线数传模块浪SRWF-1肃的电路连接如筐图调3.递6博所示。依图积3.6固切单片机与无线秆数传模块的连挎接课SRWF-船1象模块的特性怠（强1屿）居姿微发射功测率熊:德最玩大堵10db浮m陷（瓦10m悲W阴）的发射功率尽。建（春2躁）电

IS芳M况频段工作频率墓，无需申请频赤点贡。夜半载频频两率爆429-43漫8MH液z曾，也可提课供茄315/86尺8/915M检H戏z总等载歌频晌休。巡（阻3死）寒象高抗干扰能力拣和低误码率。淋基璃于裙FS钓K柳的调制方式，此采用高效信无线牵通信协议，在迅信道误码率稀为联10-南2喉时，可得到实忙际误码投率女10-泥5派～昌10-效6编。哗（罢4卡）其匪完善的通讯协宋议。昂（惯5井）桃拨传输距离远。植在视距情况下寻，天线高惧度送>筛3私米蛙，可靠传输距虚离计>贤300m让。朵（往6哄）倦鲜透明的数据传等输讨。底度提供透明的数誓据接口，能适洪应任何标准或球非标准的用户迷协议。自动过丢滤掉空中产生符的噪音信号及搜假数据（所发达即所收）。安（耀7易）脾谣多信道，多速万率摩。沾

SRWF-掠1尖型模块标准配地置提钱供出8桶个信道，根据蔽用户需要，可疲扩展到竭16/乱3传2炊信道，满足用假户多种通信组机合方式的需求柴。干SRWF-岂1炊型模块可提并供吐1200bp腊s驾、踢2400bp巷s咏、绑4800bp组s瘦、药9600bp间s姥、狠19200b播p扫s警等多种通信波贪特率，并且无友线传输速率与记接口波特率成害正比，以满足城客户设备对多挑种波特率的需奴要生。取句（烘8摇）挎秘双串口轮，饭3锣种接口方式奏。肤

SRWF-锈1漏型模块提晃供阅2拨个串绕口刘3次种接口方式定，渐COM筑1拦为祸TT按L庸电叉平牌UAR非T灵接口昆。客COM炕2感由用户自定义确为标准区的靠RS-232秀/RS-48秀5尿接口（用户只完需要害拔凭/得插短路器再上飞电即可改变接暮口类型）。寺（照9模）绝底高速无线通讯身和大的数据缓皆冲区枯。衡宫可哑1袄次传输无限长浙度的数据，用隶户编程更加灵寸活艇。味考（或10咳）徒半智能数据控制搬，用户无需编尸制多余的程总序隆怖。赚即使是半双工柏通信，用户也芦无需编制多余写的程序，只要套从接口评收泄/皆发数据即可，平其它如空中衫收颗/伍发转换，网络桌连接，控制等管操作忙，念SRWF-狸1救型模块能够自帅动完成。跪（伤11捏）布放低功耗及休眠芒功能猛。皂泪接收电粮流全<20m铲A卫，发射电伍流岩<40mA科,映休眠时电流仅呼为担<20uA毛。瘦（摘1警2笨）务锯高可靠性，体见积小、重量轻私。括珠采用高性能单弃片处理葬器掉ATMega陡8L罗,研外围电路少，蹦可靠性高，故汉障率低会。乒练（坚1胃3筐）协么两种接口收发乖等待时间扯。睡膛可设置的接口面等待时间使模拆块既能用于高勾速用户设备（尤如枯DS躲P跑系统）也可适科用低速系统（万如历5完1亮系统）代。绍输（柄14德）答浙看门狗实时监扒控赵。芳ATMega宽8L甲的看门狗监控教内部功能，改太变了传统产品缎的组织结构，芬提高了产品的岁可靠性荒。恩怨3帐．拍5最宿本章小结恒穗弯本章详细地阐编述了绍系统硬件部分偷的设计过程，加从系统主控制民器的硬件电路侮设计到分控制吨器的硬件电路党设计，然后碧是疑RS48饮5幻通信电路设计疫与无线数传模承块的嫩电路骨连接辈。系统的主控多制煮器和分控制器太分别是动以阻AT屋89C竭5赌1唤与晌AT肿89C耳205泰1扮单片机为基础峡，按照所要求写的功能配上相嗓应的外围电路务。主控制器的构外围电路主要贞有键盘接口惰、迁LE明D苹数码显示接口代、看门狗接口亦、需RS48掉5孔通信接口、你无线数传接口勇以及浅晶振等。闸分控制器的外抗围电路主要有满时钟芯片接口夫、零点检测电乎路、可控硅控饲制电路蕉、援RS48献5槽通信电路、无余线数传电路以塘及看门狗与晶壶振等。基主控制器通过叨串口使骗用嘱RS48考5棋通信方式或者澡无线数传方式妻向分控制器发舅出信号实现对及照明灯的启停左、亮度调节、掌定时控制等功扣能。私第四害章踩习卵基于单片机的烫照明控制系统堵的软件设计蜘软件扰是计算机系统而的灵魂，没有竿软件计算机不极能充分发挥其什功能，这是软圆件在计算机中标的地位，而在圣计算机控制系走统中，软件也黄是非常重要的秒。在照明控制闪系统中，硬件毕设备的功能是总由软件来定义涨的，如系统没要控制分布的违照明灯具，通爪过有线与无线忠串行通信程序能来完成控制功府能，通过软件浸定义键盘功能凶，通过编程完澡成根LED阿数码显示等等薯，由此可见，暗软件是控制系委统中的一个重惜要组成部分。册甚弃该照明控制系旧统的软件程序岂包括：照明启躬停控制程序、岩照明亮度控制字程序、照明定收时控制程序、溪人机交互程序臭以及猪RS48掉5励串行通信侮与弄无线数传通信哑程序等。拴本着软件设计摘的基本方法，贴照明控制程序贤的软件设计方伴法是利用传统图的结构化诞分析与设计方我法来完成的。派结构化程序设匪计方法虽然是全早期的程序设携计方法，置但该方深法还一直被广三泛地使用。结狗构化系统分析抬与设计贯穿整骡个软件设计过伟程，遵负循手“刊自顶向下，逐扑步求臣精摘”凳的基本原则。脆本照明控制系日统软件程序总绕体结构如首图锅4.蒸1点所示。营图笔4.1爪殃照明控制系统存软件汇程序殿总体结构图警人机交互程序歼设计冰受撒系统的人机交锁互读程序捷设计，隔主要爬是请解决按键的扫兼描与信息的显野示，让操作者悄能够灵活地控遵制系统工作。泰键盘用来输入倍指令，舌发光数码管用瓶来显示单片机绕的状态堵，这是一个比住较简笋单的人机交互妙形式。歌键盘扫描程序死设计虾本系统的键盘朽采用的造是启4×躲4樱矩阵式键盘，帜矩阵式键盘由俯行线和列线组逮成，按键位于政行、列线的交体叉点上饰。紫一青个饶4×洪4战的行、列结构袋可以构成一个脑含庭有病1小6屈个按键的键盘勒，显然，在按蠢键数量较多时锁，矩阵式键盘逐较之独立式按参键键盘要节省膨很葱多爸I/某O后口。酿矩阵式键盘中竞，行、列线分巧别连接到按键明开关的两端，元在进行键盘扫嫩描时，首先把安矩阵键盘列线揉的第一根线置扬高，然后分别脾再检测矩阵键诸盘行线是否有搏高电平的信号贵，如果有信号禾，那么就证明止这根伙行线与第一根戒列线相交处的例按键被按下了来，单片机就读墨入这个键值。啄如果所有的四填根行线都没有凭信号，那么就夸把第一根列线旅置低，把第二依根列线置高，位再一次检测行出线有没有信号蚀，然后依次类垄推。港由于键盘扫描拍的速度很快，像而人按键总会丝持续一定的时彩间，因此只要碰单片机处在等趟待输入的状态站，这个键盘扫粗描程序基本上腥不会错过任何失一个按键信号汗。辞由于一般人按沙键会有抖动，摩抖动信号造成贫键盘扫描时桨会出现一些错饼误的信号，要优不就是扫描不遭进数据，要不属就是重复输入慧很多次数据罩，因此需要有亏一个消除抖动端的程序。让单痒片机不响应一古些相关的抖动沙信号，而只响肾应一次确实存顶在的按键信号蜻。消抖动程序粒是这样实现的坑，当检测到一润个脉冲信号时耐，并不立即认隆为是一次按键傍，而是延时蛛一段时间以后遭再进行检测，妇如果三次检测泽都有信号，那采么就认为有一戏次按键动作发尾生了。延时的接选择非常重要寨，太快了，起察不到消除抖动欣的效果，太慢像了又让键盘太他不灵活，错过南较多的按键信疫号。键盘扫描大程序的流程图宏如炸图社4.归2悬所示。片系统的按键定复义除了基本的恼数字键（估0肃～教9与）外，将其它麦的键依次定义纯为开、关、增哨值粗、减有值党、定时、确认佛六个命令键，本其控制的基本歇功能是：屯（消1冈）搁齐通过数字键、赏确认键输入分驼控制器的地址后以及定时功能炒的时间设置。绑（边2傅）千买利用卧开、关键控制铜照明灯具的启框停。产（难3雕）岭瓶利用皇增榨值粮、减絮值薯键控制照明灯奴具的亮度。霉（拥4馋）茧闪通过定时键响来对照明灯具临进行定时控制炎的设置。赶系统通过软件字方法实现该功如能，即定义开宁、关、增值、佣减值、定时、区确认等命令键孩，利用键盘扫顽描程序获取积对应冈命令键的键值立，然后执行相浩应的子程序，炸实现所要求的南控制功能。团图烦4.2振虫键盘扫描程序榆流程图驾LE殖D袜数码显示程序钞设计寸本系统采用了凯四位共阳极七产段数码管，万共阳极数码管茶的务8袍个发光二极管没的阳极（二极愤管正端）连接捧在一起，通常黑，公共阳极接洗高电平（一般松接电源），其钱它管脚接段驱湾动电路输出端鞭。当某段驱动胃电路的输出端愚为低电平时，兰则该端所连接借的字段导通并横点亮，根据发叔光字段的不同闲组合可显示出筐各种数字或字雾符。此时，要要求段驱动电路匹能吸收额定的宵段榆导通电流，还接需根据外接电征源及额定段导腰通电流来确定牺相应的限流电包阻，这里的限统流电阻选吵为摇100句Ω妈。傅这里选用遵的渣744酒7握芯片是稳从读BC躺D吓码馆到收SEG保7妻段码的转换器磁，狼而榆74LS13川8裹是一个地址译颤码器，通捡过缘74LS13袭8叨选通某个数码北管，然后根琴据蝶744怪7赖传送过来俯的其SEG招7危段码的数据进符行显示灰，而在非选通赖的时候，数码愤管能够保持原辆有的显示数据培。温LE墙D坡数码显示程序饺的流程图如脱图使4.话3茶所示。肢图老4.3搅LE科D捆数码显示程序雪流程图槽照明启停控制规程序设计悄照明的启停控并制主要是由主柴控制器发出指默令，通扮过雅RS48趣5纪通信方式或无慨线数传方式控绢制全部或部分慎分控制器所控模制照明灯具的寄启停，因此照扇明启停控制程区序由两部分组汪成，即全部启雨停控制与单独基启停控制两部分分。羊全部启停控制看程序妇设计摘全部照明启停君控制系统是利纠用主控制器上垫的开、关按键搞来控制全部照稍明灯的启停，尿控制命令是通慰过串口通信方青式传达到分控界制器，分控制鼠器再依据命令乓向泉P3.土7帆口输出高低电愁平，来达到控刑制灯泡亮园和奶灭的目的。岸在这个多机系各统中采用的是为主从式通信方皆式，主机即主菠控制器处于主积导和支配地位谦，从机即分控搭制器一般以中织断方式来接收立和发送数据。饭在主从式多机西系统中主机发剩送的信息可以登传送到所有的挂从机或指定的眉从机，在这里糕是要发送给所粪有的从机，来乖控制照明灯的暖启停。在五本系统中采用闸广播式撤命令，不需要该从机返回信息意，从机之间也睬不能直接通信饿。主机并由场AT致89C仿5棵1嘴单片机充当，床从机隆为杨AT珍89C脉2051阶单片机。主机悼与从机的数据撤通信波特率定燃为壁960烘0连波特，每个从亡机都有唯一的易地址号，用来吹区分各从机。夹单片机的数据纽通信由串口完品成，定时沟器呼T正1刚为波特发生器刑，数据传送格泊式矩为邀1腹位起始位呢，悲8液位数据位怜，惧1弯位停止位早，舟1犯位可编程位挽（概TB要8矛）。工作方式够：定时慢器庄T疯1味设置为方嘉式鉴2绵，串口设置为蹲工作方赠式睛3个。纽本系统的帝通信原理为：驼从机在读建立与主机通配信之前社所有分机喘的客SM貌2南都萍置忍1虑，即随时处于笔对通信线路监痛听的状态，只偏能收到主机发刊送来的机号信去息。主机向从别机发送广播地炉址信息时，广茧播地址欣为企00漏H势，所有分机都杜接收到广播地揭址信息，然后税进入正常通信缘状态，清郑除标SM丸2抱位，开始接收苏主机发送来的咳命令。凯从机印收到的命令是眼开灯时，敞向落P3.朱7气口输出高电平搅，打钓开姑MOC302交1王驱动双向可控画硅，从而就点鸣亮了灯泡；同伪理，如果收到予的命令是关灯胞时，裤向临P3.嘉7遇口输出低电平毁，封炮闭刮MOC302舍1平使双向可控硅瞎截止，也就达桂到了关闭灯泡辆的目的。循该系统的主机刑和从机的控制贴程序流程图如倾图瞎4.汤4筹和地图恐4.乎5暖所示。屋图环4.4宵六全部尊启停吓控制主机程序描流程图速图庙4.5阵缸全部搞启停雄控制从机程序捏流程图盒单独启停控制逆程序悼设计盖单独照明贝启停控制系统煤是通过主机发纺送给指定的从似机命令信息，罩来实现照明灯亲的启停控制。起主机首先发送王从机地址，被渐叫到的从机向设主机发送本机典地址，然后主白机向从机传送崖数据，从机根鼠据接收的数据浑信息执行相应给的命令。和单片机的工作饰方式同全部照真明启停控制系悟统。其具体的吨工作过程是：纯所有的从机在饲通信之前都络把坟SM倡2领位付置厨1伍，请随时处于侦听绞状态。当主机迈发送从机的地羽址信息时，每蛇帧数据的投第我9宾位都撑为着1放，所有从机都赤接收到地址信艘息，然后判断摔主机是否呼叫压本机。如果呼欲叫本机则进入倦正式通信状态请，清按除准SM葛2野，并把本机地墨址号发送给主肯机作为应答，谱然后才开始接渐收主机发送来矛的信息。而其顽它从机由于地蛮址号不符，他馋们但的慰SM辰2略位仍然穴为矩1堡，仍处于侦听茂状态，无法接屋收主机发送来擦的数据信息。孙主机收到从机同发送来的回应犯信息后，比较恨主机已发送的山地址号与刚接池收的地址号是凤否狭相符，如果不芝符，则发出错凶误信息；挑如果相符，则藏正式发送数据引信息，这时发专送的每帧的碑第堤9勾位都踩为洞0兵。只红有茧SM2=锐0斤的从机才能接况收到主机发送沾的信息。从机炎根据命令执行己相应的隶动作但，如果为打开援命令，则输出未高电平驱动可烘控硅动作，开叙启照明灯；如宽果为关闭命令旁，则输出低电哑平使可控硅截勺止，停掉照明努灯。该系统的显主机和从机控干制程序流程图拐分别如女图桨4.6雹与浓4.佩7凉所示。滴图昂4.6骗倡单独币启停庙控制主机程序坛流程图清图薯4.7浸疫单独捎启停须控制从机程序士流程图姥照明亮度控制乓程序设计抛照明亮度控制框系统是利用景主控制器您键盘上的增值逝与减值键，通躁过串口通信方嫂式来控制分控宏制器所控制的革照明灯的亮度伍。朽在这里对于灯俯泡亮度的调节虫是通飘过抱PW杰M悟方式来进行的向，分控制器选味用的壤是限AT膨89C夕20买5拘1粒单片机，这种萝单片机本身没岔有缓PW触M吃输出，只能通乖过软件方法实罩现。在一定频葬率的方波中，欺调整高电平和雀低电平的占空砌比，即可实现卧。假设把一个累周期分高为茎1老0饰个时间等份，洗如果方波中的速高低电平占空啦比涝是残1列:挤9攻，这时就是一画个比较暗的亮脆度，如果占空祖比董是蹲5闷:作5队，就是一个中间间亮度，如果狼高低电平占空产比怜是裕9:菜1笛，这时就是一拌个比较亮的亮遇度，高低电平房占空比歪为棉0:1盟0叙时，灯泡是灭缴的，高低电平室占空比红为颠10:初0砌时，灯泡最亮采。无在进行实验中顶，将定时巷器住1痒的溢出定割为史1/2000纪0捆秒，论每仿1邮0批次脉冲输出一批个倾2照KH幸z岭频率。这善每丹1禾0陪次脉冲再用来确控制哥高低电平蛇的蕉1刘0圈个比值。这样惊，在每叔个汗1/200拼0胆秒删的方波周期中俩，都可以改变员方波的输出占斗空比，从而控粗制灯泡约的疫1塔0怪个亮度级别。竖在主控制器键纤盘上仓每次按增值与秒减值键改变占禽空比的值授就可以梢控制灯泡的亮宏度。伸全部亮度控制袍程序干设计居全部柔照明亮度控制挡系统就是主机臂向从机发送广步播地址，所有但从机都接收主狸机发送来的数猾据信息，然后欣根据命令是调扬亮还是调暗来推进行相应的灯客泡亮度控制。冷该系统的主机构控制程序流程桶图同宗图帝4.念4采所示，从机控摧制程序流程图联如雷图监4.垃8农所示。隐图线4.河8唉全部似亮度控制从机械程序流程图甩单独亮度控制若程序陕设计咸单独照明亮度测控制系统通信俊原理基本上与垃单独照明启停的控制系统相同祖，塔也是开始时所柱有从机处于监看听状态，等待乎主机的呼叫，凡当主机发出某辆一从机的地址草时，所有从机揪将接收到的地东址与本机地址锹相比较，如果订相符，说明主罗机在呼叫自己却，然后发回应鹿答信号，表示捞准备好开始接而收后面的命令衡，否则不予理摘睬，继续监听僵呼叫地址。主泡机贤收到从机的应俩答后，则开始开一次通信，通府信完毕，从机烧继续处于监听蜻状态，等待呼肤叫。从机在收叔到调亮捎或调暗米的命令后，利山用零点检测电龟路检测电源过悟零点，白一旦磨单片机落的液P1.电3挣口检测到过零仁点脉冲，就会锯向欢P1.马3沾口输季出夜PW级M屑信号以调高或水调低灯泡的亮屯度。做该系统的主机狮控制程序流程毙图同少图脊4.渐6辰所示，从机控更制程序流程图色如栋图断4.直9餐所示。贫图器4.9婆间单独亮度控制沃从机程序流程控图缘照明定时控制差程序设计门照明定时控制承系统是利用从起机即单片疏机令AT门89C丰205覆1炸和时钟芯槽片朴DS130进2规进行数据通信犬，读取和写入顽实时数据驻，主机采用串劝口通信方式对赚从机进行定时锣时间的设置，勇从机然后根据祖设定的时间进存行照明灯的启理停控制锹。晶DS130若2滴的控制字节的窄最高有效位（圾位挎7挡）必须是逻仇辑晴1番，如果它功为论0例，则不能把数恩据写入厦到宵DS130屈2话中；讯位电6捧如果阀为邮0置，则表示糟存取日历时钟虹数据，息为衡1裳表示存险取恼RA叮M债数据；凳位某5锦～陪位挑1泳指示操作单元疾的地址；最低比有效位（短位馅0耗）如嫁为怒0摧表示要进行写教操作，滔为喂1讯表示进行读操只作，控制字节坝总是从最低位补开始输出碎。县DA130技2敌的控制字如穴表洗4-旧1冒所示。午在徐DS130笋2团芯片中，通过柄把盘RS拳T丈输入驱动萝置高电平来启钢动所有的数据义传送昂。趣RS室T汉输入有两种功它能：首先瞒，肢RS献T请接通控制逻辑畏，允许地葡址世/从命令序列送入搞移位寄存器；吸其次炊，葡RS捷T卫提供了终止单控字节或多字节抖数据的传送手狂段。仍当熟RS各T拒为高电平时，器所有的数据传蛙送被初始化，狸允许附对杆DS130杨2先进行操作。如丝果在传送过程姥中诱置版RS骂T育为低电平，则四会终止此次数来据传送，并且且置I/服O士引脚变为高阻跌态。在控制指阔令字输入后的扛下一我个尚SCL横K豆时钟的上升沿锻时数据被写凉入厌DS130誓2秒，数据输入从蔽低位即校位叙0仁开始。同样，航在紧跟寨8宫位的控制指令赖字后的下一朝个碗SCL盟K赞脉冲的下降沿炊读屠出象DS130遭2谱的数据，读出坡数据时从低具位闯0染位至高置位颈7袋。勤全部定时控制钳程序欧设计湿在全部定时控寸制系统中是通认过主控制器向臣所有的分控制断器发送广播地挣址，分控制器线在收到广播地患址后，使自己菠处于接收数据域状态，然后主有控制器向桑网络中发送时坡间数据信息，奸分控制器在收进到时间数据后暮写犯入弦DS130古2让芯片，等到设王定时间到达后性，单片机发出搜命令关闭照明剖灯。该系统的敢主机控制流程栋图同兄图厉4.戚4放所示，从机的燕控制流程图如匙图偿4.1节0姥所示。家图祝4.10捏卷全部定时控制股从机程序流程辞图李单独定时控制炊程序嫩设计桃主控制器递使用键盘输入猪被呼叫分控制权器的地址，妹并通过网络向瓜所有分控制器喊传送，在分控余制器将该地址告与本机地址进除行比较后，判塌断是否是呼叫调自己，如果是售呼叫本机，就夹将本机地址传获送给主控制器趋，进一步接收校传送的数据，航然后分控制器第就将数据写效入部DS130糠2啄芯片，忧等到设定的时起间到达时就执仇行关闭照明灯渠的命令。单独具定时控制的主烟机程序流程图菠同困图称4.姻6胖所示，从机程扬序流程图如仍图醉4.1寸1听所示。果图败4.11锯亚单独定时控制触从机控制程序蜡流程图欧RS48划5思通信程序设计滩由势于距RS48条5鞭总线是异步半柿双工的通信总蔽线，在某一个睁时刻总线只可宾能呈现一种状酿态，所以这种怕方式一般适用府于主机对从机怠的查询方式通术信。在通信中妈，主机与各个庄从机进行通信踢，必须能对各偷个从机进行识缺别，这一识别装功能是利用串援口控制寄存蚀器蜡SCO料N卫的昏SM抹2膊位实现的。当瑞串口以方挣式阅3狮工作时，发送决和接收的每一政帧初信息都柔是护1淹1速位，其中短第龄9也位数据位是可猛编程的，通过筑对轧SCO叛N宝寄存器摇的霜TB宅8风位学置糟1呢或搁置收0锤，以区别发送鲜的是地址帧还已是数据帧（规恭定地址帧的余第棵9假位狐为馅1缸，数据帧的颗第融9管位汗为知0与）。若从机的百控制监位池SM冠2崇被设赌为换1切，则当接收的潮是地址帧时，桐数据装铜入捏SBU愤F凭，并灌置立RI=怖1坑，渠向配CP情U偏发出中断申请浅，若接收的是认数据帧，则不络产生中断，信政息被抛弃。笑若浙SM垒2采被设封为桶0骑，则无论是地鼠址帧还是数据裂帧都将产繁生厚RI=灯1视中断舰标志，数据装迹入斑SBU即F剧。利用这一功窜能，可以按照冶如下步骤进行港数据通信：呀（攻1腾）参胖将所五有恰SM户2或位峰置搜1思，使其处于只产接收地址帧的苗状态。晒（寨2渐）盲蓝主机发送一帧尸地址信息，其同中棚前脚8句位数据位表示惠通信的从机地筹址，声第昌9父位雁为雹1奸，表示当前帧爪为地址帧。技（形3型）裳甘从机接收到地盲址帧后，锄如果是广播地峰址帧，则所有穷从机都将矩其堪SM翁2域位化置讽0循，反准备接收主机爸发送的数据或夜命令；如果不挥是广播地址帧继，则潜将本机地址与窄帧中地址进行贴比较。如果地老址相同，则将作其督SM柏2垫位太置鞠0像，洒并发送本机地测址帧，然后吓准备接收数据愉。如果地址不肯同，则丢弃当鞋前数据臣，粉SM城2秤位不变。党（虫4勒）或聋主机发送数据奶帧，相应的从漠机接收，其他贤从机则不受影菊响。洪（谨5惜）吹鹰当主机需要与竭其他从机通信狸时，可以再次床发出地址帧寻估呼从机，重复系这一过程。鹿主机在发送数重据时，按照老表谨4-填2汁的数据格式进拳行传输。除在程序中，插第形9贞位发送数据风位垒SCO虾N窑中源的增TB跳8猴位，扶第布9油位接收数据位娘为午SCO俭N艘的倒RB联8荐位，因此，发富送数据前，可训以通过统对叠TB子8拍位吸置筛1展或窄0扰来确定要发送盆的是地址帧还虎是数据帧。而田接收数据时，塑对地址帧的判待断则是通过读骂取垄RB肚8修位来获得的令，蹈RB8=屠1故，当前帧为地仓址帧观，军RB8=尝0消，当前帧为数窗据帧。盘单片机的串口拳工作在方团式烧3腿下，其波特率贞由定时汗器龄1抵（割T爷1布）的溢出率决忘定，计算公式笋为：能定时抖器轻T懒1爸的溢出率的计消算公式为：诊则波特率的公床式变为：虎系统所采用的防晶振频率取为腹11.059析2MH延z满，节T溜1肃工作在模蒜式柿3谢下，波特庙率蔑=9600盒b/厨s股。辣主机去部分躲通信程序津设计泛系统中的主机粮通信程序分坦为条4令个部分，分别瞧为预定义及全能局变量部分、去程序初始化部色分、数据通信蛮流程和发送数巨据部分。主机针的数据通信的喘基本流程如下芹：龄（谷1浩）秒规主机首先向所绞有从机发送地渗址帧对要通信北的从机进行呼情叫，发送地址竖帧时需将灿TB脸8太位魄置锻1拼。蚂（砌2棍）价狮发送地址帧后承，迎如果发送的是辞广播地址帧，唤则不需要从机政应答，待延迟遍一段时间后，舰调用发送函数篮发送数据；如蔑果发送的是非深广播地址帧，殖主机闷则要接收应答卫，若购应答信号中的窄地址与前面发蝇送的地址并不绕相同，主机将南重新发送地址严帧呼叫，否则狐调用发送函数夹发送数据。拴（久3绞）位养发送完数据后够，主机等待从挠机的校验信号仙，如果接收辞到踩0X对0油F定数据，表示发掀送成功，通信狭结束，否则主战机将重新发送逃数据，直至发欲送成功。得该部分程序对圾应的流程图如主图温4.1鸽2贷所示。挤图警4.12喜腰主机数据通信跪流程图芦从机部分通信脂程序设计惯从机通信程序剪也被分为预定马义及全局变量蛙部分、程序初枕始化部分、数例据通信流程和晃接收数据部胜分煤4迁个部分。从机阶部分的数据通叶信过程受主机鞭控制，其基本垫的流程如下：拳（浴1拨）恳怪初始化完成后兼，从机设最置桨SM梁2采位徐为料1粘，串口只接收泛第悠9俗位数据位槐为丸1忠的地址帧，数跨据帧将被直接三抛弃。岁（搅2哲）经吼如果串口有数伍据接收（收到狠地址帧），则机从机会将该帧株中的地址信息激先与广播地址沸进行比较，如之果是广播地址跳，则做好接收薪数据的准备，采如果是其它地申址，则日与本机地址比肺较，如果相同扫，则发送应答谣信息，应答信俊息内容应为本袖机地址，否则礼丢弃当前数据幸，从机继续处烦于等待呼叫状巷态。适（看3厅）孕侦程序调用接收搅函数接收主机屯发送的数据部腊分并作出应答煌，接收到的数爆据保存脊至厌Bu朋f北指向的缓冲区欣中。确如果接收函数拉返感回初0xff周,障表示数据校验威失败，程序等盲待主机重新发午送数据。如果胸函数返回值奖为林0xf寄e址，表示从机在阴数据接收过程钟中发现主机发尘送地址帧，程防序将放弃当前叹接收过程，驻将两SM朝2婶位重新惹置三1穿，开始下一通租信过程。如果具函数返仰回跨0嚼，表示数据被阵成功接收，向殿主机发送成功瓦信号，随后，花程序陡将它SM四2萍位机置稳1脚，重新开始下锅一个数据通信歇流程。广该部分程序对虏应的流程图如俱图撒4.1秋3仇所示。愧图物4.13捷盐从机数据通信辛流程图啄6新无线数传通信款程序设计绵这里所设计的抓无线数据传输威系统是采用主袍从式通信方式果，主控制器设估为主站，所有谣分控制器设为舞从站，所有从塘站都编一个唯痛一的地址。通携信的协调完全举由主站控制，川主站给先发送地址健帧匀，亚所有从站都接项收妹，如果是接收卖的是广播地址夸码，则所有从狼站都做好接收中主机发送数据捷或命令的准备砖，然后主机发扔送数据或命令嗓；如果接收的对是其它地址码下，则杠从站将接收到蛙的地址替帧啦与本地地址码逃相比较，若不匆同则将数据全期部丢