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1、摘 要人们生活水平的提高和社会的进步推动着各个领域发展高效率的控制方法，以适应当今高效率的时代要求。方便、快捷、简单，已经成为如今各种灯控系统的研发目标。传统的家庭灯控制系统往往是一个房间一个控制开关，每个开关固定地对应控制着一个灯的亮灭，各个开关和房间之间彼此独立。假如房间较大，楼层较高，则必须步行到每个楼层和房间进行照明灯的关断或者开启,这给当今讲究效率的生活方式带来了诸多不便。随着科学技术的不断发展，人类社会迎来了电子信息时代。为此，借助现代化高科技电子技术和通信技术，本文简要设计了家庭灯控系统。 本文根据设计任务的要求进行方案设计，并确定出最优的设计方案。该方案设计出一种具有结构简单、
2、价格低廉、工作性能可靠等特点的家庭灯控系统。本设计方案就是在一个家庭中采用多个控制板连接在总线上。各个控制板间可以互相通信，彼此之间关系对等，没有主从机之分。根据该设计方案，本设计制作了两部可供演示的样机，进一步证明该设计的实际应用性。 在文中，主要论述了家庭灯控系统的方案设计、硬件和软件设计。重点阐述系统的结构、相关电路模块设计、系统的程序设计及系统扩展。最后，对本次设计进行了总结。 关键字：通信；家庭灯；AT89S52；MAX485 AbstractWith the improvement of peoples living standard and the promoting of so
3、cial progress, a Efficient control is demanded to meet the High-efficiency requirements of the times. Today, Convenient, quick, easy ，Has become the goals of a variety of lighting control system development. Traditional family lights Control system is always a control switch in a room.b Each switch
4、fixed to a lamps light and off .Its independent between the switchs and the rooms. We must walk to each floor and room for a lights turn on or turn off. If the room is larger, the floor higher, it has brought a lot of inconvenience to the efficiency of todays lifestyle. With the continuous developme
5、nt of science and technology, human society entered the electronic information age. Therefore , with modern high-tech electronics and communications technology , this paper is designed home lighting control system . This papers design is according to the requirements of the design task and to determ
6、ine the optimal design. The program to design a household lamp control system of simple, low cost and reliable performance characteristics. In the design there are many of panels connected to the bus in a family. The panels can communicate with each other and it is an equal relationship ,there are n
7、ot Host computer and Slave computer. According to the design, I designed and manufactured two prototypes for demonstration . and further prove that the design of practical application.In the paper mainly discusses the home light control systems design, the hardware and software design. Focus on narr
8、ative the structure of the system, related circuit module design, system programming and system expansion. Finally, a summary of this design.Key words: communication; family lights; AT89S52; MAX485目 录引言11 通信的介绍及选择21.1 通信的种类21.1.1并行通信21.1.2串行通信21.1.3通信的选择31.2串行数据在传输线上的形式和标准31.3 串行通信的数据传输率51.4 串行通信的发送
9、时钟和接收时钟51.5 异步通信协议62 灯控系统的总体设计92.1 家庭概况92.2 无主从机的通信系统解决方案92.3 灯控系统的总体结构92.4单个控制板的总体原理图103 系统的硬件设计113.1主要元器件的选取113.1.1主控制器的选择113.1.2控制器的选定及其简介133.1.3总线芯片的选定及其简介153.2电路原理图设计163.2.2单片机的引脚控制功能设计163.2.3系统时钟电路173.3.4复位电路183.3.5串口接口电路183.3.6输出控制和状态显示电路194 软件部分204.1 单片机通信的软件设计204.1.1通信协议204.1.2波特率的设置204.2 单
10、片机的软件流程215 硬件系统制作及调试265.1 硬件系统的设计265.2 系统PCB板的设计275.2.1确定PCB的大小275.2.2 PCB布局275.2.3PCB布线275.3 硬件调试285.3.1检测元器件295.3.2检测各个引脚信号295.3.3遇到的问题及其解决295.4 软件调试295.4.1程序的初始化调试295.4.2程序模块的可行性调试295.4.3遇到的问题及其解决306 结论32谢 辞33参 考 文 献34附 录35 第 35 页 共46页引言社会的进步推动着各个领域树立效率的控制方法，以适应时代的要求。方便、快捷、简单，已经成为如今各种灯控系统的研发目标。传统
11、的家庭灯控制系统往往是一个房间一个控制开关，每个开关固定地对应控制着一个灯的亮灭，各个开关和房间之间彼此独立。假如房间较大，楼层较高，则必须步行到每个楼层和房间进行照明灯的关断或者开启。这给当今讲究效率的生活方式带来了诸多不便。本课题基于上述背景，完成设计家庭灯控系统，服务于社会。家庭灯控系统，它是基于分布式控制系统理论而设计的，由由若干台控制器并联组成分布式通信控制系统，各控制器间通过RS-485 总线连接，实现互相之间的通信控制。通过按键选择所要控制的楼层房间的照明灯，并控制其是关断还是开启，取代了必须到各个房间进行控制的繁琐劳动。系统采用了分布式结构设计和RS-485总线通信，通过软件的
12、改进实现了没有主从机的通信方式，安装、使用方便，运行可靠，扩展灵活，可广泛应用于家庭、企业等场合，具有较好的应用前景。 本文介绍了家庭灯控系统的总体设计、工作原理；阐述了软硬件电路设计，并给出了详细电路图。本设计的重点是串行通信的设计。1 通信的介绍及选择1.1 通信的种类通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展，通信的功能越来越重要。在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。1.1.1并行通信并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设
13、备将这些数据位通过 对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。计算 机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输速度快，处理简单。缺点：并行数据传输技术向来是提高数据传输率的重要手段，但是，进一步发展却遇到了障碍。首先，由于并行传送方式的前提是用同一时序传播信号，用同一时序接收信号，而过分提升时钟频率将难以让数据传送的时序与时钟合拍，布线长度稍有差异，数据就会以与时钟不同的时序送达，另外，提升时钟频率还容易引起信号线间的相互干扰，导致传输错误。因此，并行方式难以实现高速化。从制造成本的角
14、度来说，增加位宽无疑会导致主板和扩充板上的布线数目随之增加，成本随之攀升。1.1.2串行通信串行通信是指 使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并-串转换硬件转换成串行方式，再逐位经 传输线到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。传输的每一位数据占据一个固定的时间长度，其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信，对于覆盖面极其广 阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。这种方法的优点是通信成本也较低，只需一个
15、信道，而且支持长距离传输。串行数据通信的方向性结构有三种，即单工、半双工和全双工。缺点：数据传输速度低。在串行口传送1位的时间内， 并行口可以传送一个字节。当并行口完成单词“advanced”的传送任务时，串行口中仅传送了这个单词的首字母“a”。1.1.3通信的选择通过以上对两种通信方式的对比知道，在本设计中采用串行通信已经足以满足要求，因此我们选择了串行通信的标准。1.2串行数据在传输线上的形式和标准串行数据在传输时通常采用调幅（AM）和调频（FM）两种方式传送数字信息。远程通信时，发送的数字信息，如 二进制数据，首先要调制成模拟信息。 调幅方式 幅度调制是用某种电平或电流来表示逻辑“1”，称为传号（mark）；而用另一种电平或电流来表示逻辑“0”，称为空号（space）。出现在传输线上的mark/space的 串行数据形式如图1.1所示。图1.1 mark/space串行数据使用mark/space形式通常有四种
