畢業(yè)設(shè)計(jì)單片機(jī)多機(jī)通訊在家居系統(tǒng)中的應(yīng)用[優(yōu)質(zhì)薈萃]

1、特選分享#畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 題目 單片機(jī)多機(jī)通訊在家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 系別 專業(yè) 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 日期 特選分享#設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)多機(jī)通訊在家居系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：1. 在四個(gè)居室中分別設(shè)有溫度傳感器模塊和濕度傳感器模塊，利用主從式多機(jī)通訊結(jié)構(gòu)，采用一片主機(jī)（上位機(jī)）和四個(gè)從機(jī)（下位機(jī)） ，以上位機(jī)對(duì)下位機(jī)進(jìn)行互相控制，可以對(duì)燈光的控制，而且下位機(jī)能做到本地控制。2. 設(shè)置四組數(shù)碼管顯示各個(gè)居室的濕度和溫度環(huán)境數(shù)值，以及燈光的開(kāi)、關(guān)，兼微調(diào)的顯示。3. 當(dāng)四個(gè)居室中環(huán)境參數(shù)值超出系統(tǒng)設(shè)定的值時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警。否則，系統(tǒng)恢復(fù)原設(shè)定值，繼續(xù)正常運(yùn)行。

2、設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：第十一周：查閱資料，與指導(dǎo)教師進(jìn)行交流，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容。第十二周：進(jìn)行資料查閱（去圖書(shū)館借相關(guān)資料書(shū)和上網(wǎng)下載有關(guān)資料） 。第十三周：根據(jù)資料設(shè)計(jì)計(jì)算。第十四周：根據(jù)資料寫(xiě)程序以及畫(huà)框圖，找指導(dǎo)教師檢查、指導(dǎo)，保證設(shè)計(jì)內(nèi)容的正確性。第十五周：整理完善設(shè)計(jì)內(nèi)容、按照畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě)。 第十六周：最終確定設(shè)計(jì)論文，打印裝訂，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯和指導(dǎo)教師評(píng)閱等。指導(dǎo)教師（簽名）：指導(dǎo)教師（簽名）： 特選分享#摘要 本系統(tǒng)利用多片 MCU 組成了一個(gè)簡(jiǎn)單、安全、智能化的居室環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),具有性能好、可靠性高、通訊硬件接口簡(jiǎn)單、檢測(cè)精度高、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。本系

3、統(tǒng)采用主從式多機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),以 RS-485 總線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行多機(jī)通訊,具有很高的抗干擾能力、成本低、實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。各居室的溫度、濕度以及燈的狀態(tài)均可以集中到上位機(jī)顯示。設(shè)有溫度、濕度的上下限報(bào)警,提示環(huán)境已不適合居住。另外上位機(jī)還能對(duì)各室的日光燈及白熾燈進(jìn)行開(kāi)、關(guān)以及微調(diào)控制。 本文的主要工作為設(shè)計(jì)硬件和軟件。分別介紹了溫度測(cè)量傳感器、濕度傳感器、AD 轉(zhuǎn)換器的功能和選擇使用情況,及一些微控制器的性能和參數(shù)。軟件部分主要介紹設(shè)計(jì)思想及程序流程,并給出了部分程序清單。關(guān)鍵詞： 居室，濕度，溫度，RS485，單片機(jī)多機(jī)通訊特選分享#目 錄摘要.II1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介.11.1 主要性能參數(shù).11.

4、2 主要功能.12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇及論證.32.1 設(shè)計(jì)思想.32.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖.32.3 燈光控制模塊.42.4 溫度檢測(cè)模塊.62.5 濕度檢測(cè)模塊.72.6 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 .112.7 通訊模塊.142.8 控制模塊.162.9 上位機(jī)外圍接口設(shè)計(jì).172.10 系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì).203 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的部分計(jì)算.213.1 溫度模塊放大倍數(shù)計(jì)算 .213.2 濕度檢測(cè)模塊的計(jì)算 .213.3 LED 數(shù)碼顯示器限流電阻計(jì)算 .223.4 蜂鳴器限流電阻計(jì)算 .224 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì).234.1 燈光的設(shè)計(jì).234.2 上位機(jī)程序設(shè)計(jì).244.3 下位機(jī)程序設(shè)計(jì).265 系統(tǒng)調(diào)試.2

5、8結(jié) 論.29致 謝.30參考文獻(xiàn).31附 錄 A .32特選分享#1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)思想,主從式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),監(jiān)控 4 個(gè)居室的環(huán)境參量(包括溫度、濕度及對(duì)居室燈光的控制) 。系統(tǒng)采用一片 AT89C51 作為上位機(jī),向下傳送位機(jī)發(fā)送控制命令和數(shù)據(jù)及接收下位機(jī)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù),并采用 4 位數(shù)碼管顯示各居室的溫度值和相對(duì)濕度值，以及居室內(nèi)燈的顯示。該系統(tǒng)共設(shè)有 5 個(gè)按鍵(包括復(fù)位鍵、進(jìn)入鍵、返回鍵、上調(diào)鍵和下調(diào)鍵) 。另外數(shù)碼管還兼有輔助顯示功能,以節(jié)省鍵盤(pán)。下位機(jī)采用 AT89C2051 單片機(jī)檢測(cè)各居室的溫度和濕度,并對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制;采用 MICROCHIP 公司的 P

6、IC12C508A 控制各居室的日光燈和白熾燈的亮度。4 片AT89C2051 單片機(jī)與主機(jī)之間采用 RS-485 總線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通訊,分別安裝在各個(gè)居室,與主機(jī)的通訊地址為 01H、02H、03H、04H。1.1 主要性能參數(shù)主要性能參數(shù)1.工作電壓： AC220V10% 2.測(cè)量范圍： 溫度 0- +50 相對(duì)濕度 +25%RH- +75%RH3.測(cè)量精度： 溫度 0.5 相對(duì)濕度 5RH4.控制精度： 相對(duì)濕度 5RH5.顯示方式：溫度值小數(shù)點(diǎn)浮動(dòng)顯示三位有效數(shù)字,相對(duì)濕度小數(shù)點(diǎn)浮動(dòng)顯示三位有效數(shù)字。1.2 主要功能主要功能1. 顯示：當(dāng)數(shù)碼管顯示“01” “02” “03” “04”分別

7、表示對(duì) 1、2、3、4 室進(jìn)行操作； “L” “E” “H”分別表示對(duì)燈光、溫度、濕度環(huán)境參量進(jìn)行操作； 當(dāng)數(shù)碼管顯示“E” “L”分別表示對(duì)居室的日光燈、白熾燈操作； 當(dāng)數(shù)碼管顯示“0” “1”分別表示對(duì)居室白熾燈的開(kāi)、關(guān)(兼調(diào)亮、調(diào)暗功能) ； 當(dāng)數(shù)碼管顯示“D” “S”分別表示對(duì)下位機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、對(duì)下位機(jī)進(jìn)行設(shè)定控制目標(biāo)值操作；特選分享#當(dāng)目標(biāo)操作完成后顯示“GOOD”,表示操作已成功。2下位機(jī)不僅能接受上位機(jī)對(duì)其燈光的控制，而且能夠做到本地控制。3對(duì)燈光的控制（尤其是對(duì)白熾燈）具有記憶性。4上位機(jī)可對(duì)下位機(jī)設(shè)定相對(duì)濕度控制目標(biāo)。在上電復(fù)位后，如上位機(jī)不對(duì)下位機(jī)進(jìn)行人工干擾，下位

8、機(jī)自動(dòng)把各室環(huán)境濕度參量設(shè)定為默認(rèn)值：45%RH。5當(dāng)采集環(huán)境參量數(shù)據(jù)超過(guò)上、下限值時(shí)系統(tǒng)報(bào)警，表明環(huán)境已不適合居住，提示主人采取相應(yīng)的措施。特選分享#2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇及論證2.1 設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到由于要檢測(cè)各居室的環(huán)境參量，傳感器就必須安裝在各居室，為了縮短從傳感器到單片機(jī)的信號(hào)傳輸距離，以避免遠(yuǎn)距離傳輸，可采用主從式多機(jī)通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)。信號(hào)在主從機(jī)之間傳輸時(shí)，為了提高抗共模干擾能力、提高傳輸距離，可采用 RS-485 總線標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)以便與其他設(shè)備接口。為了降低設(shè)計(jì)難度，可采用模塊化設(shè)計(jì)思想。2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)上述設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示

9、：溫 度傳 感器放大下位機(jī)放大線性化控制總線驅(qū)動(dòng)總線驅(qū)動(dòng)控制線性化溫 度傳 感器放大下位機(jī)放大總線驅(qū)動(dòng)燈光控制上位機(jī)鍵盤(pán)控制濕 度傳 感器濕 度傳 感器/轉(zhuǎn)換器/轉(zhuǎn)換器圖 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖特選分享#2.3 燈光控制模塊燈光控制模塊2.3.1 燈光控制方案燈光控制方案 目前市場(chǎng)上的白熾燈普遍存在調(diào)光效果差，壽命短，不容易實(shí)現(xiàn)集中、智能控制等缺點(diǎn)。隨著數(shù)字化技術(shù)的迅猛發(fā)展，針對(duì)這種現(xiàn)狀，我們完全可以利用軟件延時(shí)來(lái)調(diào)節(jié)雙向可控硅觸發(fā)角來(lái)達(dá)到平滑調(diào)光的目的。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)光平滑，操作簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，由于采用了微控制芯片易于實(shí)現(xiàn)集中控制和智能控制。2.3.2 微控指芯片的選擇微控指芯片的選擇 欲

10、實(shí)現(xiàn)上述控制方案，需要一個(gè) I/O 引腳少，RAM 及程序存儲(chǔ)空間不大，可靠性高的小型微控制芯片。若采用 40 腳功能強(qiáng)大的 51 單片機(jī)或 20 引腳的 2051 單片機(jī)，使用起來(lái)不方便。而 MICROCHIP 公司的 PIC12C5XX 系列單片機(jī)2 僅有 8 個(gè)引腳，是目前最小的單片機(jī)，價(jià)格相當(dāng)便宜（512BROM，25BRAM 的 PIC12C508 市場(chǎng)上售價(jià)僅 3 元5 元人民幣） ，對(duì)于上述控制方案是最合適不過(guò)的。PIC12C5XX 系列 8 位單片機(jī)在燈光方面與 51 系列 8 位單片機(jī)相比具有如下優(yōu)勢(shì)3：(1) 引腳少，占用空間小，容易做到超小型控制，使用起來(lái)方便；(2) 內(nèi)

11、部采用數(shù)據(jù)線和指令線分離的哈拂結(jié)構(gòu)，取指令和執(zhí)行指令可同時(shí)進(jìn)行，執(zhí)行效率更高，速度更快。因采用了精簡(jiǎn)指令集（RISC）與傳統(tǒng)的采用集中指令集（CISC）結(jié)構(gòu)的 8 位單片機(jī)相比，可以達(dá)到 2：1 的代碼壓縮。速度可提高 4 倍；(3) 因其引腳具有抗瞬態(tài)變化的能力，通過(guò)限流電阻可以接到 220V 的交流電源獲得 50HZ 的同步波，從而可省去過(guò)零同步脈沖變壓器，而 51 系列單片機(jī)不允許這樣接；(4) 內(nèi)置 4MHZ 的 RC 型振蕩器，可省接外部振蕩器；(5) 內(nèi)置上電復(fù)位電路（POP） ；(6) 大驅(qū)動(dòng)電流，每個(gè) I/O 引腳最大控電流為 25mA，每個(gè)引腳最發(fā)灌電流為20mA?；谝陨蟽?yōu)

12、點(diǎn)，可采用 PIC12C508A 作為微控制芯片。2.3.3 鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)鍵盤(pán)的設(shè)計(jì) 一片 PIC12508A 可控制一路白熾燈和一路日光燈，只需 3 個(gè)按鍵就可滿足上述特選分享#控制要求。本系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1X3 獨(dú)立式鍵盤(pán)，利用 GP3，GP4，GP5 口來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)掃描。其工作原理是 PIC12C508A 掃描這三位，確定某一按鍵開(kāi)關(guān)均采用了上拉電阻，這是為了保證在按鍵斷開(kāi)時(shí)，每個(gè) I/O 口有確定的高電平。電路原理圖如圖 2.2 所示：按鍵功能：S-01：白熾燈開(kāi)及調(diào)亮鍵 S-02：白熾燈斷及調(diào)暗鍵 S-03：日光燈開(kāi)關(guān)鍵S-01、S-02 鍵：短時(shí)間按下起開(kāi)關(guān)功能，按下超過(guò) 10mS 后則起調(diào)

13、光功能。S S- -0 01 1S S- -0 02 2S S- -0 03 3圖 2.2 燈光控制模塊鍵盤(pán)電路圖2.3.4 同步波同步波 可安排引腳 GP2 經(jīng) 4.7M（金屬實(shí)芯）的限流電阻直接接 220V 的交流市電，此方法已經(jīng)由上海索博智能電子有限公司的生產(chǎn)實(shí)踐所驗(yàn)證。特選分享#2.3.5 與上位機(jī)的通訊與上位機(jī)的通訊 PIC12C508A 沒(méi)有現(xiàn)成的串行接口，且 I/O 引腳較少，故與上位機(jī)通訊比較困難。因其只接受上位機(jī)的控制，并不向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)，所以可直接作為上位機(jī)的I/O 引腳的擴(kuò)展。如圖 2.2 所示，三態(tài)門(mén)只是為了在上位機(jī)不對(duì)其控制是確保與上位機(jī)隔離。2.3.6 相應(yīng)管腳波

14、形圖相應(yīng)管腳波形圖 引腳 GP2 的波形示意圖如圖 2.3 所示： 軟件延時(shí)圖 2.3 引腳波形圖2.4 溫度檢測(cè)模塊溫度檢測(cè)模塊2.4.1 溫度傳感器的選擇溫度傳感器的選擇首先對(duì)常用的幾種溫度傳感器進(jìn)行比較如下：(1) 熱電偶溫度傳感器4：熱電偶檢測(cè)的溫度信號(hào)有如下特點(diǎn)：能用到高溫的熱電偶，信號(hào)都較小。即使是信號(hào)較大的 K 偶，在 1300時(shí)，也只有 52.398mV。這就意味著對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)要進(jìn)行放大。熱電偶分度表中給出的數(shù)據(jù)是以 0為參考點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，環(huán)境常常不是 0。為熱電偶冷端創(chuàng)造一個(gè) 0環(huán)境，通常的作法是進(jìn)行冷端補(bǔ)償。熱電偶的溫度信號(hào)非線性很大，尤其 B 偶。并且，各種熱電偶隨溫

15、度的升高，在某一溫度下，熱電勢(shì)的增加量變小。這就使線性化變得困難。特選分享#由于上述原因，熱電偶的溫度信號(hào)調(diào)理電路就比較復(fù)雜，經(jīng)常用在高溫環(huán)境測(cè)量，并不適用室溫這樣一個(gè)環(huán)境參量的測(cè)量，故本系統(tǒng)不采用。(2) 熱電阻溫度傳感器4：熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是高的。測(cè)量范圍-200+500，應(yīng)用時(shí)一般需要線性化，一般要采用三線制或四線制來(lái)消除引出線電阻的影響，硬件電路復(fù)雜，故本系統(tǒng)也未采用。(3) 熱敏電阻溫度傳感器5：測(cè)量范圍為-100+300，一般為負(fù)溫度系數(shù)且精度較底，所以本系統(tǒng)也未采用。(4) 集成溫度傳感器4：最常

16、用的電流型集成溫度傳感器 AD590 的測(cè)量范圍為-55+150幾乎為恒流源，線性度比較高，不需要外圍溫度補(bǔ)償和線性化處理電路，測(cè)溫線性度為0.5，精度高，靈敏度為 1A/1，信號(hào)容易處理，而且價(jià)格便宜，非常適合本系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)以上比較，最后選用 AD590 作為本系統(tǒng)的溫度傳感器。 2.4.2 溫度傳感器信號(hào)處理模塊溫度傳感器信號(hào)處理模塊因傳感器 AD590 輸出電流信號(hào)，不能被單片機(jī)處理，需要轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，可對(duì)電阻進(jìn)行取樣。取樣電壓不滿足 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換電壓，故需要放大?？紤]設(shè)計(jì)精度，可采用儀表放大器。但由于集成儀表放大器 AD521 價(jià)格昂貴，相對(duì)于本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)成本太高，不經(jīng)濟(jì)，故采用

17、最普通的運(yùn)算放大器 LM324 自行搭接儀表放大器6。2.5 濕度檢測(cè)模塊濕度檢測(cè)模塊2.5.1 濕度傳感器的選擇濕度傳感器的選擇濕度傳感器的核心元件是濕敏元件5。濕敏元件主要分電容式、電阻式兩大類。濕敏電容是用高分子薄膜電容制成的。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而電容值。一般濕敏電容精度比濕敏電阻要低一些。濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測(cè)量濕度。濕敏電阻的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，線性度和產(chǎn)品的互換性較好。特選分享#本設(shè)計(jì)可采用電阻式傳感器，具體可選用廣州奧松電子有限公司生產(chǎn)的

18、 HR202電阻型濕度傳感器7。它具有感濕范圍寬，響應(yīng)迅速，抗污染能力強(qiáng)，無(wú)需加熱清洗及長(zhǎng)期使用性能穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。HR202 技術(shù)參考：定額電壓 1.5V AC（MAX，正弦波）定額功率 0.2mW （MAX，正弦波）工作頻率 500Hz2KHz使用溫度 060使用濕度 95%RH 以下HR202 相對(duì)濕度-阻抗特性如圖 2.4 所示：25%RH30%RH35%RH40%RH45%RH50%RH55%RH60%RH65%RH70 %RH75%RH80 %RH85%RH90%RH20%RH10100100010000圖 2.4 電氣阻抗值 R（K）2.5.2 濕度傳感器信號(hào)處理模塊濕度傳感

19、器信號(hào)處理模塊1. 工作電源的設(shè)計(jì) 因 HR202 需要在定額電壓 1.5V AC（MAX，正弦波） 、工作頻率 500Hz2KHz工作，故需設(shè)計(jì) 1.5V、1KHz 的交流信號(hào)源。采用移相式正弦波振蕩電路8如圖 2.5所示：特選分享#圖 2.5 移相式正弦波振蕩電路由 RC 高通電路的幅頻及相頻響應(yīng)知，圖中每節(jié) RC 電路都是相位超前電路，相位小于 90 度。3 階 RC 移相網(wǎng)絡(luò)，其最大相移可接近 270 度，因此，在某特定的頻率下可以移相 180 度。只要適當(dāng)調(diào)節(jié) RP9 的值，使增益 AV 適當(dāng)，就可為了確保上述震蕩電路在輸出要求 1KHz 頻率時(shí)幅值滿足要求，在輸出端接一個(gè)由運(yùn)算放大

20、器組成的比例放大電路來(lái)調(diào)整幅值使之達(dá)到 1.5V。如圖 2.6 所示：圖 2.6 正弦波振幅調(diào)整電路2. 線性化處理 由 HR202 相對(duì)濕度-阻抗特性圖可知，它的電阻的對(duì)數(shù)值與相對(duì)濕度呈線性關(guān)系。由于二極管的正向壓降與電流存在對(duì)數(shù)特性4，可以利用該特性來(lái)補(bǔ)償濕度傳感器的非線性，達(dá)到線性化處理的目的。具體如圖 2.7 所示，同時(shí)因二極管具有-2mV/的溫度特性，所以可以對(duì)濕度傳感器起到一定的溫度補(bǔ)償作用。特選分享# 圖 2.7 線性化處理電路3. 交流信號(hào)全波整流電路傳感器信號(hào)經(jīng)線性化處理后仍為交流信號(hào)需整流，以便能夠被其后的 A/D 轉(zhuǎn)換器處理。如圖 2.8 所示，電容 C 起濾波作用8。經(jīng)

21、 C 濾波后，得到一個(gè)與環(huán)境相對(duì)濕度一一對(duì)應(yīng)的電壓值。圖 2.8 全波整流電路4. 信號(hào)放大環(huán)節(jié) 在相對(duì)濕度為 25%RH 時(shí)，濕度信號(hào)整流后輸出電壓并不為零，故需對(duì)其調(diào)零，可通過(guò)調(diào)節(jié) RP8 的分壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)通過(guò) D7、R27、RP8、R57 也能得到理想的溫度補(bǔ)償。在相對(duì)濕度為 75%RH 時(shí)，要求輸出電壓為 5V（即 A/D 轉(zhuǎn)換的滿量程轉(zhuǎn)換電壓）特選分享#，可通過(guò)調(diào)節(jié)放大器的增益來(lái)實(shí)現(xiàn)。原理圖如圖 2.9 所示：圖 2.9 信號(hào)放大電路2.6 A/D 轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換模塊為了降低成本溫度和濕度兩個(gè)環(huán)境參量可共用一片 A/D 轉(zhuǎn)換器。同時(shí)為了節(jié)省下位機(jī)的 I/O 引腳，可采用 TI 公司生

22、產(chǎn)的八位逐次逼近串行 AD 轉(zhuǎn)換器 TLC08349，它價(jià)格也比較適中。2.6.1 TLC0834 的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)TLC0834 是 TI 公司生產(chǎn)的 8 位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有輸入可配置的多通道多路器和串形輸入輸出方式。其多路器可由軟件配置為單端或差分輸入，也可以配置為偽差分輸入。另外，其輸入基準(zhǔn)電壓大小可以調(diào)整。在全 8 位分辨率下，它允許任意小的模擬電壓編碼間隔。由于 TCL0834 采用的是串行輸入結(jié)構(gòu)，因此封裝體積小，可節(jié)省 51 系列單片機(jī) I/O 資源，價(jià)格也較適中。其主要特點(diǎn)如下：（1） 8 位分辨率；（2） 易于和微處理器接口或獨(dú)立使用；（3） 可滿量工作；（4） 可

23、用地址邏輯多路器選通 4 輸入通道；（5） 單 5V 供電，輸入范圍為 05V；（6） 輸入和輸出 TTL、CMOS 電平兼容；（7） 時(shí)鐘頻率為 250KHz 時(shí)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32S；特選分享#（8） 可以和美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的 ADC0834 和 ADC0838 進(jìn)行更換，但它內(nèi)部不帶齊納穩(wěn)壓器網(wǎng)絡(luò)；（9） 總調(diào)整誤差為1LSB。2.6.2 TLC0834 工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)TLC0834 可通過(guò)和控制處理器相連的串行數(shù)據(jù)鏈路來(lái)傳送控制命令,因而可用軟件對(duì)通道進(jìn)行選擇和輸入端進(jìn)行配置,其控制邏輯表如表 2.1 所列：特選分享# 表 2.1 TLC0834 多路器的控制邏輯表 多路器地址通

24、道 號(hào)SGL/DIFODD/EVENSELECT BIT1CH0 CH1 CH2 CH3LLHHLHLHLHLH+ - + -+ - - +HHHHLLHHLHLH+ + + + 輸入配置可在多路器尋址時(shí)序中進(jìn)行。多路器地址可通過(guò) DI 端移入轉(zhuǎn)換器。多路器地址選擇模擬輸入通道可決定輸入是單端輸入還是差分輸入。當(dāng)輸入是差分時(shí),應(yīng)分配輸入通道的極性,并應(yīng)將差分輸入分配到相鄰的輸入通道對(duì)中。例如通道0 和通道 1 可被選為一對(duì)差分輸入。另外,在選擇差分輸入方式時(shí),極性也可以選擇。一對(duì)輸入通道的兩個(gè)輸入端的任何一個(gè)都可以作為正極或負(fù)極。通常 TLC0834 在輸出以最高位（MSB）開(kāi)頭的數(shù)據(jù)流后,會(huì)

25、以最低位（LSB）開(kāi)頭重輸出一遍（前面的數(shù)據(jù)流）。2.6.3 TLC0834 引腳功能引腳功能TLC0834 的引腳排列如圖 2.10 所示，其中 CH0CH3 為模擬輸入端；CS 為片選端；DI 為串形數(shù)據(jù)輸入，該端僅在多路器尋址時(shí)（MUX SETTING TIME）才被檢測(cè)；DO 為 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端；CLK 為時(shí)鐘；SARS 為轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端，該端為高電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，為低電平則表示轉(zhuǎn)換完成；REF 為參考電壓輸入端；VCC 為電源；DGTL GND 為數(shù)字地；ANGL GND 為模擬地。特選分享#圖 2.10 TLC0834 管腳圖2.6.4 TLC0834 工

26、作時(shí)序工作時(shí)序TLC0834 工作時(shí)序如圖 2.11 所示：圖 2.11 TLC0834 工作時(shí)序圖2.6.5 TLC0834 與下位機(jī)與下位機(jī) AT89C2051 單片機(jī)的接口單片機(jī)的接口TLC0834 與 AT89C2051 單片機(jī)的硬件接口電路的電路原理如圖 2.12 所示。圖中，單片機(jī)的 P1.7 接 TLC0834 的片選信號(hào)，P1.6 用于產(chǎn)生 A/D 轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘，P1.5為一個(gè)雙向 I/O 口位，可用于對(duì)模擬輸入進(jìn)行培植及輸出轉(zhuǎn)換所得的數(shù)據(jù)。在這里，模擬信號(hào)以單端方式輸入，參考電壓為 5V，即 A/D 模擬量的輸入范圍為 05V。特選分享# 圖 2.12 TLC0834 與 AT

27、89C2051 接口電路圖2.7 通訊模塊通訊模塊AT89C2051 單片機(jī)和 AT89C51 單片機(jī)本身都有現(xiàn)成的串行接口，利用這些資源就能組成一個(gè)簡(jiǎn)單的多機(jī)通訊系統(tǒng)。51 系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)多機(jī)通訊時(shí)必須工作于方式2 或 3，作為主機(jī)的 51 單片機(jī)的 SM2 位應(yīng)設(shè)定為 0，作為從機(jī)的 SM2 應(yīng)設(shè)定為 110。為了使不同的設(shè)備可以方便地連接起來(lái)進(jìn)行通訊，一般采用 RS-232 和 RS-485 標(biāo)準(zhǔn)總線傳輸。RS-485 總線標(biāo)準(zhǔn)與 RS-232 總線標(biāo)準(zhǔn)相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)6：1. 接口信號(hào)電平比 RS-232-C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與 TTL 電平兼容，可方便與

28、 TTL 電路連接。2. RS-485 接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。3. RS-485 接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為 4000 英尺，實(shí)際上可達(dá) 3000 米，另外 RS-232-C 接口在總線上只允許連接 1 個(gè)收發(fā)器，即單站能力。而 RS-485 接口在總線上是允許連接多達(dá) 128 個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485 接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。因此考慮到抗共模干擾能力、允許一對(duì)雙絞線上一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備、特選分享#長(zhǎng)距離傳輸?shù)纫?，本系統(tǒng)采用 RS-485 標(biāo)準(zhǔn)總線傳輸。2.7.1 RS-485 總線驅(qū)動(dòng)總線

29、驅(qū)動(dòng)常用的 RS-485 總線驅(qū)動(dòng)芯片11有 SN75174，SN75175，SN75176 等。SN75176 芯片有一個(gè)發(fā)送器和一個(gè)接受器，非常適合為 RS-485 總線驅(qū)動(dòng)芯片，其價(jià)格與單片機(jī)相差不多。SN75176 管腳圖12如圖 2.13 所示，其邏輯如表 2.2 所示：表 2.2 SN75176 邏輯關(guān)系表差分輸入A-B使能端RE輸出RVid0.2V-0.2VVid0.2VVid-0.2VXOpenLLLHLH?LZ?說(shuō)明：H=高電平，L=低電平，？=不確定，X=不相干，Z=高阻圖 2.13 SN75176 引腳圖2.7.2 通訊結(jié)構(gòu)框圖通訊結(jié)構(gòu)框圖 如圖 2.14 所示，在總線末

30、端接一個(gè)匹配電阻，吸收總線上的反射信號(hào)，保證正常傳輸信號(hào)干凈、無(wú)毛刺。匹配電阻的取值應(yīng)該與總線的特性阻抗相當(dāng)。當(dāng)總線上沒(méi)有信號(hào)傳輸時(shí)，總線處于懸浮狀態(tài)，容易受干擾信號(hào)的影響。將總線上差分信號(hào)的正端 A+和+5 電源間接一個(gè) 10K 的電阻；正端 A+和負(fù)端 B-間接一個(gè) 10K 的電阻；負(fù)端 B-和地間接一個(gè) 10K 的電阻，形成一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)總線上沒(méi)有信號(hào)傳輸時(shí)，正端 A+的電平大約為 3.2V，負(fù)端 B-的電平大約為 1.6V，即使有干擾信號(hào)，卻很難產(chǎn)生串行通信的起始信號(hào) 0，從而增加了總線抗干擾能力。特選分享#+5V圖 2.14 通訊結(jié)構(gòu)框圖 通訊結(jié)構(gòu)框圖功能說(shuō)明：P1.0 為控制接口

31、；SN75176 作為總線驅(qū)動(dòng)；R 為相對(duì)的匹配電阻。2.8 控制模塊控制模塊 本系統(tǒng)通過(guò)改造加濕器及風(fēng)扇的電源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的數(shù)字式控制?？紤]到負(fù)載分得容量及安裝條件，我們可選用 12V、5A 的電路板繼電器，具體型號(hào)為：JZC-32F-1H-DC12V，它最大可控制叫流 5A 的負(fù)載。起線圈額定功率為 0.45W，線圈電阻為 320?？捎萌龢O管 9014 作為開(kāi)關(guān)元件控制線圈通斷，因繼電器 JZ-32F-1H-DC12V 額定工作電壓為 DC12V，所以不必加限流電阻，如圖 2.15 所示。圖中二極管D 的作用是保護(hù)晶體管 T。當(dāng)繼電器 J2吸合時(shí)，二極管 D 截止，不影響電路的工作。繼電

32、器釋放時(shí)，由于繼電器存在著電感，這時(shí)晶體管 T 已經(jīng)截止，所以會(huì)在線圈兩端產(chǎn)生較高的電壓。這個(gè)感應(yīng)電壓的極性上負(fù)下正，正端接在 T 的集電極上。當(dāng)感應(yīng)電壓與12V 之和大于晶體管 T 的集電結(jié)反向耐壓時(shí)，晶體管 T 就不能損壞。加入二極管 D 后，繼電器線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流由二極管 D 流過(guò)，因此不會(huì)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，晶體管得到了保護(hù)。特選分享# 圖 2.15 濕度控制電路圖2.9 上位機(jī)外圍接口設(shè)計(jì)上位機(jī)外圍接口設(shè)計(jì)2.9.1 LED 顯示模塊顯示模塊 因 AT89C51 的 I/O 口資源有限，單片機(jī)可以外接串入并出移位寄存器 74LS16413來(lái)擴(kuò)展 I/O 口，本系統(tǒng)采用了 4 片 7

33、4LS164 來(lái)擴(kuò)展 4 位 LED 顯示，如圖 2.16 所示：圖 2.16 LED 顯示電路圖 圖中，單片機(jī)的 P3.5 和 P3.4 作為時(shí)鐘脈沖輸入端和數(shù)據(jù)輸出端，故需在軟件設(shè)計(jì)中必須由軟件編程產(chǎn)生移位脈沖，并把數(shù)據(jù)逐位送到數(shù)據(jù)口，實(shí)現(xiàn)顯示的功能。 其 4 片用來(lái)擴(kuò)展 AT89C51 的 I/O 口和 4 位 LED 顯示的 74LS164 的功能表如下表2.3 所示：輸入輸出清除 時(shí)鐘 A BQA QB QH特選分享#表2.3 74LS164 的功能表說(shuō)明：X 代表任意狀態(tài)；QA0、QB0 QH0代表在穩(wěn)態(tài)輸入條件建立之前QA、QBQH 的輸出狀態(tài)；QAn、QBn QHn 代表在最近

34、的時(shí)鐘上升沿轉(zhuǎn)換之前QA、QBQH 的輸出狀態(tài)；H/L、QAn QBn 代表在最近的時(shí)鐘上升沿轉(zhuǎn)換之后QA、QBQH 的輸出狀態(tài)。2.9.2 鍵盤(pán)設(shè)計(jì)鍵盤(pán)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在數(shù)碼管上顯示,設(shè)計(jì)鍵盤(pán)時(shí)可借助數(shù)碼管的簡(jiǎn)單顯示功能來(lái)設(shè)計(jì)鍵盤(pán)，按鍵采用獨(dú)立按鍵,如圖 2.17 所示：圖 2.17 上位機(jī)鍵盤(pán)電路圖 因上位機(jī)要控制各室的燈光、溫度顯示、相對(duì)濕度顯示及相關(guān)設(shè)置,需要較多鍵盤(pán)才能區(qū)別這些功能,之就增加了設(shè)計(jì)難度。但本系統(tǒng)存在數(shù)碼管顯示,設(shè)計(jì)鍵盤(pán)時(shí)可借助數(shù)碼管的簡(jiǎn)單顯示功能來(lái)設(shè)計(jì)鍵盤(pán),比如定義顯示“L0”時(shí)表示當(dāng)前的操作是對(duì)相應(yīng)居室的燈光進(jìn)行控制。本系統(tǒng)僅設(shè)有：進(jìn)入鍵、返回鍵、加 1(上調(diào))鍵、

35、L X X XH L X XH H HH L XH X LL L LQA0 QB0 QH0H QAn QGnL QAn QGnL QAn QGn特選分享#減 1(下調(diào))鍵和復(fù)位鍵。在獨(dú)立式按鍵的電路中,各案鍵開(kāi)關(guān)均采用了上拉電阻,這是為了保證在按鍵斷開(kāi)時(shí),每個(gè) I/O 口線有確定的高電平。鍵盤(pán)的功能：S0：加 1 調(diào)整鍵 S1：減 1 調(diào)整鍵 S2：進(jìn)入鍵(確定鍵) S3：返回鍵 S4：復(fù)位鍵由于按鍵采用獨(dú)立按鍵來(lái)控制的,它在斷開(kāi)閉合時(shí),輸入電壓波形會(huì)產(chǎn)生上下波動(dòng),即斷開(kāi)閉合瞬間有抖動(dòng)過(guò)程，時(shí)間長(zhǎng)短與鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān),一般為 5-10ms。由于抖動(dòng)會(huì)造成查詢的開(kāi)關(guān)狀態(tài)無(wú)法準(zhǔn)確讀出。例如：

36、一次按鍵產(chǎn)生的正確開(kāi)關(guān)狀態(tài)由于鍵的抖動(dòng) CPU 多次采集到低電平信號(hào)會(huì)被誤認(rèn)為按鍵被多次按下，就會(huì)多次進(jìn)行鍵輸入操作，這是不允許的。為了保證 CPU 對(duì)鍵的一次閉合僅在按鍵穩(wěn)定時(shí)做一次鍵輸入處理，采用軟件消抖方法，即：在檢測(cè)到有鍵按下時(shí)執(zhí)行一個(gè)10ms 左右的延時(shí)程序，而后再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持為閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)為該鍵處于閉合狀態(tài)，這就避開(kāi)了按鍵按下時(shí)的抖動(dòng)時(shí)間。同理，在檢測(cè)到該鍵釋放后也應(yīng)采用相同的步驟進(jìn)行確認(rèn),從而消除抖動(dòng)的影響。目前, MCS51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)上的按鍵常采用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵,它在斷開(kāi)、閉合時(shí)輸入電壓波形如圖 2.18 所示： 后沿前沿識(shí)別區(qū)按鍵

37、過(guò)程圖 2.18 按鍵控制過(guò)程特選分享#2.10 系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì) 在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),按照盡量減少系統(tǒng)電源的種類的原則,運(yùn)算放大器 LM324 可采取用單端供電工作方式。4 個(gè)下位機(jī)及主機(jī)分別安裝在不同的居室,因此它們需要各自的獨(dú)立電源。為了降低生產(chǎn)成本,減少電源體積,避免使用變壓器,我們可以通過(guò)RLC 串聯(lián)分壓的方式得到所需的直流電源。具體設(shè)計(jì)如圖 2.19 所示：472w 0.68uf/400v 圖 2.19 下位機(jī)電源原理圖圖中 0.68f/400V 的獨(dú)立電容交流阻抗相當(dāng)大,大部分交流電壓都降落在其上。+5V、+12V 的電源是通過(guò)三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器 78 系列來(lái)實(shí)現(xiàn)

38、的。470f/25V的電解電容起濾波作用,102 瓷介電容起濾高頻的作用,減小高頻噪聲。主機(jī)電源與其類似。此電源的最大優(yōu)點(diǎn)是可省去變壓器,體積小。此方案已由上海索博智能電子有限公司的生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證。特選分享#3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的部分計(jì)算3.1 溫度模塊放大倍數(shù)計(jì)算溫度模塊放大倍數(shù)計(jì)算3.1.1 放大倍數(shù)的確定放大倍數(shù)的確定 AD590 靈敏度 1A/取樣電阻 1K,則取樣電壓 1mv/。0時(shí)為 273.2mv,故調(diào)零電位器為 560。測(cè)量范圍 050,則電壓 050mv。對(duì)應(yīng) A/D 轉(zhuǎn)換器輸入端為 05V。 放大倍數(shù) Av=5v/50mv=1003.1.2 儀表放大器參數(shù)的確定儀表放大器參數(shù)的確定第

39、一放大增益：AV1= (式 3.1)out2out1191211U-U2R +RP=V -VRP第二放大增益：AV2= （式 3.2）out18out2out117UR=U-UR總增益：AV= （式 3.3）529v1v2272R +WRAA =WR取 R19=10K,R17=11K,R18=27K,RP1=560實(shí)際增益：AV1=3332 1056027 1090.11756011 10通過(guò)調(diào)節(jié)電位器 RP1 能達(dá)到 100 倍的放大要求。3.2 濕度檢測(cè)模塊的計(jì)算濕度檢測(cè)模塊的計(jì)算3.2.1 正弦振蕩器振蕩頻率的計(jì)算正弦振蕩器振蕩頻率的計(jì)算取 C=0.01f 根據(jù)振蕩頻率公式7=計(jì)算振蕩頻

40、率的電阻阻值 R=1/26RC=6.497K （式 3.4）631126260.01 101 10Cf R 取標(biāo)準(zhǔn)值 4.7K 與 2K 的電阻串聯(lián)。3.2.2 放大環(huán)節(jié)放大倍數(shù)確定放大環(huán)節(jié)放大倍數(shù)確定具體倍數(shù)在調(diào)試時(shí)確定。特選分享#3.3 LED 數(shù)碼顯示器限流電阻計(jì)算數(shù)碼顯示器限流電阻計(jì)算LED 顯示器選擇型號(hào) SM4150 為共陽(yáng)連接,查其參數(shù)為：正向壓降為1.6V2.2V；功耗400Mw,工作電流10mA。所以其限流電阻阻值為(5-1.7)V/10mA=330,取標(biāo)準(zhǔn)值 470。3.4 蜂鳴器限流電阻計(jì)算蜂鳴器限流電阻計(jì)算蜂鳴器選擇型號(hào)為 PB2130VL100A,其參數(shù)為：額定工作電

41、壓為 12V；操作電壓為015V；最大電流損耗為 20mA；直流電阻未 300。所以其限流電阻阻值為12V/20mA30Ma=570,取標(biāo)準(zhǔn)值為 560。特選分享#4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)4.1 燈光的設(shè)計(jì)燈光的設(shè)計(jì) 采用 PIC12C508A 控制各居室的白熾燈和日光燈的亮度，其微調(diào)過(guò)程利用調(diào)節(jié)雙向可控硅觸發(fā)角來(lái)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，主程序框圖如圖 4.1 所示：圖 4.1 燈光控制主程序框圖特選分享#4.2 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)上位機(jī)程序設(shè)計(jì)1主機(jī)發(fā)送的信息可傳送到各個(gè)從機(jī)，而各從機(jī)發(fā)送的信息只能被主機(jī)接收。其主機(jī)向各個(gè)從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)和控制命令以及接受下位機(jī)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，串行接口工作于方式 3， （第 9 位

42、 TB8 用于齊偶效驗(yàn)） ，T1 工作在方式 1,使所有的從機(jī)的 SM2位置“1” ，處于只接受地址控制字的狀態(tài)。制定主機(jī)發(fā)送控制命令的代碼，代碼按01H,02H,03H,順序設(shè)置。其主機(jī)程序框圖 4.2 所示：圖 4.2 主機(jī)主程序框圖2主機(jī)收到從機(jī)發(fā)回的應(yīng)答地址后，確認(rèn)地址是否相符。如果地址相符，則清特選分享#TB8，開(kāi)始發(fā)送命令，通知從機(jī)是進(jìn)行數(shù)據(jù)接收還是進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；如果地址不符，則發(fā)復(fù)位信號(hào)（數(shù)據(jù)控制字中 TB8=1） 。其主機(jī)通訊中斷程序框圖 4.3 所示： 圖 4.3 主機(jī)通訊中斷程序框圖特選分享#4.3 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)下位機(jī)程序設(shè)計(jì)1各個(gè)從機(jī)接收主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制命令字時(shí)，對(duì)

43、其所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和運(yùn)算以及儲(chǔ)存。其從機(jī)主程序框圖如圖 4.4 所示：圖 4.4 從機(jī)主程序框圖特選分享#2各個(gè)從機(jī)接收地址控制狀態(tài)字后，各自將所接收到的地址與本從機(jī)的地址比較。對(duì)于地址相符的那個(gè)從機(jī)，使 SM2 位清“0”,并把從機(jī)的地址發(fā)送回主機(jī)作為應(yīng)答，然后開(kāi)始接收主機(jī)隨后發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)和控制命令信息；對(duì)于地址不相符的從機(jī)，仍保持 SM2 位為“1” ，對(duì)于主機(jī)隨后發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)不予理睬，直至發(fā)送新的地址控制狀態(tài)字。其從機(jī)通訊中斷服務(wù)程序框圖如圖 4.5 所示：圖 4.5 從機(jī)通訊中斷服務(wù)程序特選分享#5 系統(tǒng)調(diào)試完成了以上硬件的設(shè)計(jì)、制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行，必須

44、進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩個(gè)部分。不過(guò)，作為一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，其運(yùn)行是軟硬件相結(jié)合的，因此，軟硬件的調(diào)試也是絕對(duì)不可能分開(kāi)的?？墒怯捎跅l件的限制，只能取各模塊進(jìn)行調(diào)試。 程序的調(diào)式應(yīng)一個(gè)模塊一個(gè)模塊地進(jìn)行，單獨(dú)調(diào)試各功能子程序，檢驗(yàn)程序是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常等；最后逐步將各個(gè)子程序連接起來(lái)總調(diào)。聯(lián)調(diào)需要注意的是，各程序模塊間能否正確傳遞參數(shù)，特別要注意各子程序的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)與恢復(fù)。調(diào)試的基本步驟如下： 將所要調(diào)試的程序輸入到偉福 6000 中，然后進(jìn)行編譯，根據(jù)系統(tǒng)的提示查找原因?qū)⒊鲥e(cuò)的地方調(diào)整正確，例如：有的時(shí)標(biāo)號(hào)未定義，有的時(shí)少標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等。最后以 AS

45、M 擴(kuò)展名保存。將在偉福中調(diào)試好的程序輸入 keil 內(nèi)，將單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱與計(jì)算機(jī)連接，然后在keil 中進(jìn)行編譯程序，運(yùn)行程序，根據(jù)單片機(jī)所顯示的結(jié)果分析程序，修改程序直到程序正常。在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題：（1）顯示燈顯示不正常，經(jīng)分析原因在與顯示設(shè)置的不對(duì)，顯示燈輸出低電平時(shí)亮，結(jié)果程序中都是以高電平輸出,經(jīng)修改后正常。（2）燈顯示不出微調(diào)過(guò)程，經(jīng)過(guò)對(duì)整個(gè)程序的分析也沒(méi)能夠找到問(wèn)題，后經(jīng)老師的講解分析最后發(fā)現(xiàn)是程序設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤，經(jīng)改正數(shù)碼管能夠按設(shè)定的數(shù)據(jù)變化。（3）緊急事件發(fā)生時(shí)，按下復(fù)位按鍵時(shí)數(shù)碼管不會(huì)變，經(jīng)老師幫助當(dāng)按鍵按下時(shí)，在按鍵服務(wù)程序中修改了一下，就可以按要求變化。特選分享# 結(jié)

46、 論本設(shè)計(jì)主要研究了單片機(jī)的多機(jī)通訊在家居方面的應(yīng)用。系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)，采用 RS-485 總線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通訊。本系統(tǒng)共采用了 2 個(gè)系列 3 種型號(hào)的單片機(jī)，各有各的使用場(chǎng)合：功能強(qiáng)大的 I/O 口資源，豐富的 AT89C51 作為上位機(jī)，向各下位機(jī)發(fā)送控制命令和設(shè)定數(shù)據(jù)及接受下位機(jī)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，并采用 4 位數(shù)碼管顯示各居室的溫度值和相對(duì)濕度值以及居室內(nèi)燈光的顯示值；20 引腳的 AT89C2051 作為下位機(jī)，檢測(cè)相應(yīng)居室的溫度值及相對(duì)濕度值，并在其程序中將檢測(cè)值與系統(tǒng)設(shè)定值相比較，根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的控制；各居室的燈光控制（包括白熾燈和日光燈）采用了 microchip 公司的小巧

47、玲瓏的 PIC12C5XX 系列的單片機(jī)為控制核心。本系統(tǒng)在溫度信號(hào)放大是采用了自行搭接的儀表放大器，同時(shí)在程序運(yùn)算過(guò)程中均采用了 3 字節(jié)的浮點(diǎn)運(yùn)算，從而保證了具有較高的檢測(cè)精度。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有較高的檢測(cè)精度和控制精度，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有：系統(tǒng)成功地利用單片機(jī)本身的簡(jiǎn)單串口加上總線驅(qū)動(dòng)組成了簡(jiǎn)單的 RS-485 通訊，其協(xié)議簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)：上位機(jī)對(duì)居室的燈光控制方面，因 PIC12C508A 的 I/O 口少，且沒(méi)有現(xiàn)成的串形口，所以把其直接作為上位機(jī)的 I/O 口擴(kuò)展，從而避免了復(fù)雜的通訊協(xié)議；在設(shè)計(jì)上位機(jī)鍵盤(pán)時(shí)，借助 4 位數(shù)碼管的簡(jiǎn)單顯示，大大節(jié)省了鍵盤(pán)的數(shù)量，降低了鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)難度。由于時(shí)間

48、倉(cāng)促，溫度有很大的滯后性，若采用數(shù)字控制方式，必然導(dǎo)致執(zhí)行器頻繁啟動(dòng)，而這樣對(duì)壓縮機(jī)是不允許的，因此僅僅對(duì)室內(nèi)的濕度控制進(jìn)行了控制，未對(duì)溫度進(jìn)行干預(yù)。對(duì)溫度的控制可采取某種算法對(duì)其進(jìn)行模擬控制方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)一步完善。從這次設(shè)計(jì)中，我意識(shí)到在以后的生活中，無(wú)論學(xué)習(xí)什么東西都要遵循理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則，這樣才能使自己的水平得到提高，進(jìn)而提高自己的綜合競(jìng)爭(zhēng)的能力。總之，這次設(shè)計(jì)讓我得到很多很多，不僅是在學(xué)習(xí)和生活方面上，而且還有在其它方面上等等。真是讓我受益頗深！特選分享#致 謝 本課題在選題及研究過(guò)程中得到任艷艷老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷。在她不斷幫助下，我解決了許多疑點(diǎn)和難題。任老師多次詢問(wèn)設(shè)計(jì)進(jìn)程，

49、并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究設(shè)計(jì)思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。任老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)不久，卻給以終生受益無(wú)窮之道。在此特向任艷艷老師表示我誠(chéng)摯的感謝！通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的全面、系統(tǒng)的鍛煉。也使我在單片機(jī)的基本原理與接口技術(shù)、單片機(jī)智能應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都向前邁了一大步，為日后成為一名合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。在指導(dǎo)老師任老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識(shí)，很大地提高了實(shí)踐動(dòng)手能力，并對(duì)當(dāng)前電子領(lǐng)域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了

50、解，這對(duì)我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)單片機(jī)方面的知識(shí)有很大的幫助。在未來(lái)的工作和學(xué)習(xí)中，我將以更好的成績(jī)來(lái)回報(bào)老師。在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)大學(xué)生生活的機(jī)電系全體老師和同學(xué)們，正是由于你們不斷的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以如期順利進(jìn)行。在論文即將完成之際，我的心情久久難以平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)數(shù)的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，感謝學(xué)院給了我這依次機(jī)會(huì)，謝謝您們！ 特選分享#參考文獻(xiàn)1 張國(guó)安.微機(jī)控制實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京.電子工業(yè)出版社,2003,82 王道憲.Mi

51、crochip PIC 系列單片機(jī)原理應(yīng)用與開(kāi)發(fā)M .國(guó)防工業(yè)出版社,2004：21553 劉迎春,葉湘濱.傳感器原理設(shè)計(jì)與應(yīng)用M國(guó)防科技大學(xué)出版社,第四版：2002：8283,P156P1854 黃繼昌,徐巧魚(yú),張海貴等.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例M .人們郵電出版社,1998：2125,75835 胡文津.計(jì)算機(jī)測(cè)控應(yīng)用技術(shù)M重慶大學(xué)出版社,2003：2328,89916 HR202 電阻型濕度傳感器數(shù)據(jù)手冊(cè)S .廣州奧松電子有限公司,157 何宏.單片機(jī)原理及其接口技術(shù).北京.國(guó)防工業(yè)出版社,2006,（7）198-2048 余永權(quán).ATMEL89 系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù).北京.北京航空航天大

52、學(xué)出版社,2002,49 尹紅,唐煜.單片機(jī) RS485 多機(jī)通訊的實(shí)現(xiàn)I.計(jì)算機(jī)應(yīng)用,1999（1）：2325特選分享#附 錄 A1、主機(jī)程序圖程序： ORG 0000HLJMP MAIN ；上電，轉(zhuǎn)向主程序 ORG 0023H ；串行接口的中斷入口地址LJMP SERVE ；轉(zhuǎn)向從機(jī)中斷服務(wù)程序 ORG 2000H ；主程序MAIN：MOV TMOD,#20H ；設(shè) T1 工作在方式 2 MOV TH1,#0F3H ；賦初值 MOV TL1,#0F3H SETB TR1 ；啟動(dòng)定時(shí)器 1 MOV PCON,#80H ；設(shè) SMOD=1 MOV SCON,#0D8H ；串行接口控制字 MOV

53、 DPTR,#3OOOH ；置數(shù)據(jù)塊首地址 MOV R0,#78H ；置發(fā)送字節(jié)數(shù)初值 SETB ES ；允許串行接口中斷 SETB EA ；CPU 開(kāi)中斷 MOVX A,DPTR ；取第一個(gè)數(shù)發(fā)送 MOV C,P MOV TB8,C ；奇偶標(biāo)志送 TB8 MOV SBUF,A ；發(fā)送數(shù)據(jù) SJMP $ ；等待中斷2、主機(jī)通訊中斷程序：SERVE： MOV A,R2 MOV SBUF,A ；發(fā)出從機(jī)地址 JNB RI,$ ；等待從機(jī)應(yīng)答 CLR RI ；從機(jī)應(yīng)答后清 RI MOV A,SUBF ；取出從機(jī)應(yīng)答地址特選分享# XRL A,R2 ；核對(duì)應(yīng)答地址 JZ SERVE2 ；地址相符轉(zhuǎn) S

54、ERVE2SERVE1： MOV SBUF,#0FFH ；命令所有從機(jī)置 SM2=1 SETB TB8 ；置地址標(biāo)志 SJMP SERVE ；重發(fā)地址SERVE2： CLR TB8 ；置命令標(biāo)志 MOV SBUF,R3 ；發(fā)送命令 JNB RI,$ ；等待從機(jī)應(yīng)答 CLR RI ；清 RI MOV A,SBUF ；取出應(yīng)答信息 JNB ACC.7,CERVE3 ；核對(duì)命令是否出錯(cuò) SJMP SERVE1 ；命令接受錯(cuò)，重發(fā)SERVE3：SJNE R3,#00H,SERVE4 ；若為從機(jī)發(fā)送命令，轉(zhuǎn)出 JNE ACC.0,SERVE1 ；從機(jī)接受沒(méi)準(zhǔn)備好，重新聯(lián)絡(luò) STX： MOV SUBF,R

55、1 ；主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù) JNB TI,$ ；等待一個(gè)字符發(fā)送結(jié)束 CLR TI ；為接受下一字符做準(zhǔn)備 INC R1 ；指向下一字符 DJNZ R4,STX ；未發(fā)送完，繼續(xù) RET ；發(fā)送完，返回SERVE4：JNB ACC.1,SERVE1 ；從機(jī)發(fā)送沒(méi)準(zhǔn)備好，重新聯(lián)絡(luò) SRX：JNB RI,$ ；等待主機(jī)接受完畢 CLR RI ；為接受下一字符做準(zhǔn)備 MOV A,SBUF ；取出接受到的字符 MOV R0,A ；送數(shù)據(jù)緩沖區(qū) INC R0 ；修改地址指針 DJNZ R5,SRX ；未接受完，繼續(xù) RETI ；接受完，返回3、 從機(jī)主程序：特選分享# ORG 0000H LJMP MAIN ；上電，轉(zhuǎn)向主程序 ORG 0023H ；串行接口的中斷入口地址 LJMP SERVE5 ；轉(zhuǎn)向從機(jī)中斷服務(wù)程序 ORG 2000H ；主程序MAIN：MOV TMOD,#20H ；設(shè) T1 工作在方式 2 MOV TH1,#0F3H MOV TL1,#0F3H MOV TR1 ；啟動(dòng)定時(shí)器 T1 MOV PCON,#80H ；設(shè) SMOD=1 MOV SCON,#0D8H ；串行接口控制字