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基于单片机的照明控制系统的设计

与其他从机通信时,可以再次发出地址帧寻呼从机,重复这过程。主机在发送数据时,按照表的数据格式进行传输。表数据传输格式字节数字节数字节数数据字节奇偶校验在程序中,第位发送数据位中的位,第位接收数据位为的位,因此,发送数据前,可以通过对位置或来确定要发送的是地址帧还是数据帧。而接收数据时,对地址帧的判断则是通过读取位来获得的当前帧为地址帧当前帧为数据帧。单片机的串口工作在方式下,其波特率由定时器的溢出率决定,计算公式为波特率的溢出率定时器的溢出率的计算公式为溢出率的初始值则波特率的公式变为波特率的初始值系统所采用的晶振频率为,工作在模式下,波特率。主机部分通信程序设计系统中的主机通信程序分为个部分,分别为预定义及全局变量部分程序初始化部分数据通信流程和发送数据部分。主机的数据通信的基本流程如下主机首先向所有从机发送地址帧对要通信的从机进行呼叫,发送地址帧时需将位置。发送地址帧后,如果发送的是广播地址帧,则不需要从机应答,待延迟段时间后,调用发送函数发送数据如果发送的是非广播地址帧,主机则要接收应答,若应答信号中的地址与前面发送的地址并不相同,主机将重新发送地址帧呼叫,否则调用发送函数发送数据。发送完数据后,主机等待从机的校验信号,如果接收到数据,表示发送成功,通信结束,否则主机将重新发送数据,直至发送成功。该部分程序对应的流程图如图所示。图主机数据通信流程图从机部分通信程序设计从机通信程序也被分为预定义及全局变量部分程序初始化部分数据通信流程和接收数据部分个部分。从机部分的数据通信过程受主机控制,其基本的流程如下初始化完成后,从机设置位为,串口只接收第位数据位为的地址帧,数据帧将被直接抛弃。如果串口有数据接收收到地址帧,则从机会将该帧中的地址信息先与广等待从机应答开始结束发送地址帧调用发送函数发送数据等待从机应答是广播地址吗发送成功吗应答信息与发送的地址相符吗播地址进行比较,如果是广播地址,则做好接收数据的准备,如果是其它地址,则与本机地址比较,如果相同,则发送应答信息,应答信息内容应为本机地址,否则丢弃当前数据,从机继续处于等待呼叫状态。程序调用接收函数接收主机发送的数据部分并作出应答,接收到的数据保存至指向的缓冲区中。如果接收函数返回,表示数据校验失败,程序等待主机重新发送数据。如果函数返回值为,表示从机在数据接收过程中发现主机发送地址帧,程序将放弃当前接收过程,将位重新置,开始下通信过程。如果函数返回,表示数据被成功接收,向主机发送成功信号,随后,程序将位置,重新开始下个数据通信流程。该部分程序对应的流程图如图所示。无线数传通信程序设计这里所设计的无线数据传输系统是采用主从式通信方式,主控制器设为主站,所有分控制器设为从站,所有从站都编个唯的地址。通信的协调完全由主站控制,主站先发送地址帧,所有从站都接收,如果是接收的是广播地址码,则所有从站都做好接收主机发送数据或命令的准备,然后主机发送数据或命令如果接收的是其它地址码,则从站将接收到的地址帧与本地地址码相比较,若不同则将数据全部丢掉,不做任何响应若地址码相同,则证明是呼叫本站,从站将自己的地址码发送回去,主站收到自己刚发出去的地址码后,接着发送数据或命令。这些工作都需要通信协议来完成,可保证在任何个瞬间,通信网中只有个模块处于发送状态,避免相互干扰。模块在使用之前要进行无线信道接口类型接口速率接口参数等的设定,在设置完成后便可以进行数据传输,当模块收到单片机发来的第个数据后自动进行无线网络连接数据同步等工作,因此第个数据将在个字节时间延迟后从接收方串口输出。如要传送个数据帧,此时间延迟将逐渐减少。当最后个数据被发送后,模块将处于等待状态直到模块所设置的接收等待时间延迟之后,模块将自动通知所有接收设备断开无线网络连接转入空闲状态。当发送方最后个数据被发送后需延迟个字节才能接收空中其他模块的数据。其他模块在此时间内也不能向空中发射数据,即使有用户数据输入也是被缓冲在模块中,而没有发送到无线链路中,以避免引起数据通讯混乱。无线数传的通信协议与流程基本上与通信程序相同,因此主机和从机的数据通信程序流程图分别如图与所示。图从机数据通信流程图接收函数返回值为接收函数返回值为开始将地址为只接收地址帧串口有数据接收发送应答信号信号内容为本机地址调用接收函数接收数据向主机发送成功信号是广播地址吗接收的地址与本机地址相符吗结论本文研究了基于与单片机的智能照明控制系统的设计原理与实现方法,包括硬件设计与软件设计。首先根据设计要求用软件绘制出原理图,然后依据原理图选择元器件,在实验板上布置元器件并连接线路,对硬件电路进行测试,检查串行口是否选错,测量电源是否正常,复位电平是否正确,单片机是否起振等等。接着就要按照功能要求编制程序,这里采用编程工具,需先根据要求划分模块,优化结构再根据各模块特点确定何为主程序,何为子程序,何为中断服务程序,相互间如何调用再根据各模块性质和功能将各模块细化,设计出程序流程图最后才根据各模块流程图编制具体程序。调试时应先调主程序,实现最基本最主要的功能,在此基础上再将各模块功能往主程序上堆砌,直至各模块联调统调,实现全部功能。参考文献王幸之,钟爱琴等系列单片机原理与接口技术北京北京航空航天大学出版社,孙涵芳,徐爱卿单片机原理及应用北京北京航空航天大学出版社,阳宪惠现场总线技术及其应用北京清华大学出版社,求是科技系列单片机程序设计完全手册北京人民邮电出版社,房小翠,王金凤单片机使用系统设计技术北京国防工业出版社,李华,照明亮度控制程序主机部分,从机部分,系列单片机实用接口技术北京北京航空航天大学出版社,吴金戎,沈庆阳等单片机实践与应用北京清华大学出版社,陈新忠基于总线的单片机多机通信软件设计现代电子技术,樊宇,程全基于总线实现的远距离多机主从式通信技术工业控制计算机,型微功率无线数传模块使用说明书上海桑锐电子科技有限公司,孙雪梅,范久臣实时时钟芯片在单片机系统中的应用沈阳教育学院学报,曹丙霞,赵艳华原理图与设计北京电子工业出版社,周杰英微型计算机原理及应用北京机械工业出版社,胡汉才编著单片机原理及其接口技术北京清华大学出版社,李广弟单片机基础北京北京航空航天大学出版社,何立民系列单片机应用系统设计北京北京航空航天大学出版社,,,致谢本论文是在我的导师刘建林老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,刘老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。两年多来,刘老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想生活上给我以无微不至的关怀,在此谨向刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在此,我还要感谢在起愉快的度过大学生活的电子系的所有同学,正是由于你们的帮助和支持,我才能克服个个的困难和疑惑,直至本文的顺利完成。在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长同学朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意,最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母,谢谢你们,附录串行通信程序主机部分以下为程序协议中使用的握手信号从机部分以下为程序协议中使用的握手信号,图主机通信电路图图从机通信电路图为了提高系统的抗干扰能力,采用光电耦合器对通信系统进行光电隔离。从机使用单片机的控制通信收发器的工作状态,平时置为低电平,使从机串行口处于侦听状态。当有串行中断产生时判别是否是本机号,若为本机地址则置为高电平,发送应答信息,然后再置为低电平接收控制指令,继续保持为低电平,使串行收发器处于接收状态若不是本机地址,使为低电平,使串行收发器处于接收侦听状态。无线数传电路的设计无线数据传输需要通过无线数传模块来实现。本系统选用的是上海桑锐电子科技有限公司生产的型微功率无线数传模块。该模块的通信信道是半双工的,最适合点对多点的通信方式。单片机与无线数传模块之间可以进行信息的传送与回馈,即所谓的双向通信。无线数传电路的连接主控制器与分控制器各使用个无线数传模块,形成发送与接收的无线通信通道。模块的数据输入和输出端与单片机的串行口连接,即模块的串行数据发射端与单片机的串行数据输入端连接模块的串行数据接收端与单片机的串行数据输出端连接。单片机与无线数传模块的电路连接如图所示。图单片机与无线数传模块的连接模块的特性微发射功率最大的发射功率。频段工作频率,无需申请频点。载频频率,也可提供等载频。高抗干扰能力和低误码率。基于的调制方式,采用高效无线通信协议,在信道误码率为时,可得到实际误码率。完善的通讯协议。传输距离远。在视距情况下,天线高度米,可靠传输距离。透明的数据传输。提供透明的数据接口,能适应任何标准或非标准的用户协议。自动过滤掉空中产生的噪音信号及假数据所发即所收。多信道,多速率。型模块标准配置提供个信道,根据用户需要,可扩展到信道,满足用户多种通信组合方式的需求。型模块可提供等多种通信波特率,并且无线传输速率与接口波特率成正比,以满足客户设备对多种波特率的需要。双串口,种接口方式。型模块提供个串口种接口方式,为电平接口。由用户自定义为标准的接口用户只需要拔插短路器再上电即可改变接口类型。高速无线通讯和大的数据缓冲区。可次传输无限长度的数据,用户编程更加灵活。智能数据控制,用户无需编制多余的程序。即使

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