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1、 本科毕业论文（设计）题 目: 南宁电视台嘉宾灭灯系统的设计 院 系： 物理与电子信息科学系 专 业： 电子信息科学与技术 姓 名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 讲师 填写日期：2011年11月25日摘 要“南宁电视台嘉宾灭灯系统”题目来自于南宁电视台项目部，其参照目标为江苏卫视“非诚勿扰”节目的女嘉宾灭灯控制系统，但在其中提出了更高的要求：同时实现50位以上女嘉宾现场参与节目（江苏卫视为24位）。受控灯盏数量的增加使得在通常的控制系统中面临如下几大难点：1、整体通信控制距离大大加长；2、整体通信系统负载过大；3、受控终端数量较大且需实现可调。针对这几个问题，本设计拟使用RS485通信方
2、式、可选5-15V通信电压、从机自身硬件设置地址的方式解决此类矛盾。初步预定本系统可使最多255个终端工作点分布在一条长达2Km以上的总线上同时工作。宏观上讲，本系统采用MCS-51内核的STC12C5A60S2和STC89C52RC两款单片机分别作为本系统的主机和从机核心处理芯片，构成一个由下位主机控制流程执行、下位从机负责终端执行、上位机负责初始参数配置启动指令下达和灭灯结果输出显示等功能的复合型多机通信协同处理工作系统。本文将在江苏卫视“非诚勿扰”灭灯控制系统中已实现的功能之上，针对新项目涉及的以上几大难点，从一个在校大学生的角度、严格按照工程开发实践要求、详细探讨实际项目的开发流程及其
3、关键技术资料的录入，为以后的在校大学生师弟师妹们实际工程项目的开发奠定一些薄弱的实际项目开发基础。关键词：单片机 上、下位机 串行通信 RS485通信 AbstractThe title of guests lighting-off system in Nanning TV derives from the project department of Nanning TV Station, which refers to the female guests lighting-off system in a program of “If You Are the One” in Jiangsu S
4、atellite TV. However, this thesis puts forward a higher requirement: making 50 or more female guests on-site participation in the program (there are 24 women on-set at present in Jiangsu Satellite TV). The increase in the number of controlled lights may cause several problems if it is under the usua
5、l system.1, the overall communication control gap is much longer;2, the overall communication system load will be too large;3, the number of controlled terminals will increase and adjustability is required.As to these questions, this design will employ the RS485 communication, 5 15V voltage and its
6、own hardware address set to resolve such conflicts. Initially, this system is scheduled to utilize 255 terminal points distributed in a more then 2Km bus and make them work simultaneously.From the macro perspective, the system is going to use the STC12C5A60S2 and STC89C52RC of MCS-51 core chip as th
7、e master and slave core processing chip respectively, aiming to form a mixed multi-machine system allowing multi-machines to co-process. In this system, a lower host controls the execution; the hypogyny slave is responsible for the implementation of the terminal; the epigyny is responsible for sendi
8、ng down the initial parameter configuration directives and the output manifestation of lighting-off.This thesis, based on the previous functions, will strictly conform to the practical requirements for engineering development, and explicitly explore the development procedures of the practical projec
9、t and the login of its key technological information from a university students perspective. It is hoped that this article will lay certain foundation in practical exploitation for teachers and students in university.Key words: single-chip, the upper and lower machine, serial communication, RS485 co
10、mmunication目 录摘 要1目 录I插图索引目录IV表格索引目录IV第一章 项目概述11.1 项目概述11.2 项目目标11.3 涉及关键技术1第二章 总体方案设计32.1 方案概述32.2 通信总线总体方案32.3 下位主机总体方案32.3.1主机系统功能概述32.3.2 主机系统框图42.3.3主机系统作业介绍42.4 下位从机总体方案42.4.1 从机系统功能概述42.4.2 从机系统框图42.4.3 从机系统作业介绍52.5 上位机总体方案52.5.1 上位机系统功能概述52.5.2 上位机总体框图52.5.2 上位机作业介绍5第三章 通信部分设计73.1 串行通信概述73.1
11、.1 串行通信简介73.1.2 EIA-232简介73.1.3 EIA-422简介73.1.4 EIA-485简介73.1.5 其它串行通信简介73.2 通信标准选择83.3 EIA-485通信总线设计83.3.1 通信芯片的选择83.3.2 光电隔离简介93.3.3 项目系统通信方案的确定93.3.4 项目系统通信电路设计9第四章 下位主机系统设计114.1 方案拟定114.1.1 功能分析114.1.2 方案提出114.1.3 设计方案114.2 电路设计114.2.1 电源114.2.2 EIA485通信124.2.3 核心控制系统124.2.4 外部接口134.3 PCB设计134.4
12、 程序设计144.4.1 程序流程图144.4.2 主程序代码选录14第五章 下位从机系统设计165.1 方案拟定165.1.1 功能分析165.1.2 方案提出165.1.3 设计方案165.2 电路设计175.2.1 电源175.2.2 核心处理部分175.3.3 EIA485通信175.3.4 亮/灭灯控制175.3.5 外部接口185.3 PCB设计185.4 程序设计195.4.1 程序流程图195.4.2 主要程序代码选录19第六章 上位机系统设计216.1 方案拟定216.1.1 功能分析216.1.2 方案提出215.1.3 方案拟定216.2 操作界面设计226.3 功能代码
13、设计226.3.1 上位机界面操作流程图226.3.2 上位机界面主要程序代码选录22第七章 安装调试及项目拓展展望257.1 系统安装257.1.1 硬件系统的安装257.1.2 软件系统的安装257.2 系统的调试257.3 系统的使用注意事项267.4 项目拓展展望26致 谢28参考文献29附 录30附：下位主机程序301、head.h文件302、delay.c文件303、uart1ds1.c文件304、uart2dl.c文件315、basic_motion.c文件316、group_motion.c文件32附：下位从机程序341、uart.c文件342、sla_motion.c文件34
14、3、从机1.c文件35附：上位机主要代码371、frmMain.frm文件372、FormShow.frm文件39插图索引目录图2- 1 通信总体方案框图3图2- 2 下位主机系统框图4图2- 3 下位从机系统框图4图2- 4 上位机总体框图5图3- 1 MAX499典型用法图9图3- 2 RS485通信原理图9图4- 1 主机电源部分原理图12图4- 2 主机通信部分原理图12图4- 3 主机核心控制部分原理图12图4- 4 主机外部接口部分原理图13图4- 5 主机PCB正面照片13图4- 6 主机PCB背面照片13图4- 7程序主流程图14图4- 9 读取在线从机操作流程图14图4- 1
15、0 从机灭灯扫描操作流程图14图4- 11 从机全部亮灯操作流程图14图4- 12 在线从机全部灭的流程图14图5- 1 从机电源部分原理图17图5- 2 从机核心控制部分原理图17图5- 3 从机通信部分原理图17图5- 4 从机亮灭灯控制部分原理图18图5- 5 从机外部接口部分原理图18图5- 6 从机正面PCB照片18图5- 7 从机反面PCB照片19图5- 8 从机安装效果图19图5- 9 从机主程序流程图20 表格索引目录表1：MAX系列芯片选型表8第一章 项目概述1.1 项目概述本课题来源于贵州祥迅通科技有限公司的“南宁电视台嘉宾灭灯系统”项目，由于种种复杂原因使得本项目未能如期
16、完成，我当时也是参与此次项目开发负责硬件系统的成员，项目未能如期交付，但祥迅通欧经理找到我说希望我能将其完成，考虑到此时我的毕业设计还未选题，不如我就报此项目作为我的毕业设计题目吧，幸得彭晓珊老师的支持，最终得以作为我的毕业设计项目，在此对彭老师表示衷心的感谢！“南宁电视台嘉宾灭灯系统”题目来自于南宁电视台项目部，其参照目标为江苏卫视“非诚勿扰”节目的女嘉宾灭灯控制系统，但在其中提出了更高的要求，那就是灭灯终端点数要求达到50点以上，需求方要求使用有线数据传输方式，以使系统达到更高的稳定性能，如此一来便给我们带来了我在摘要里提到的几点困难：1、整体通信控制距离大大加长，2、整体通信系统负载过大
17、；3、受控终端数量较大且需实现可调。这样的条件，我们在不能使用无线信道进行数据传输的同时，我们也不能使用传统的RS232通信方式，故我们拟采用RS485通信。这样在使得整个通信距离可以达到1千米以上，通信负载在加上中继部分之后完全可以满足我们50点以上的要求，同时通过我们下位机程序的适当调整即可实现受控终端数量大且多少任意可调的目标。1.2 项目目标根据实际需求，本项目中所设计出来的亮灭灯控制系统必须实现如下功能：1、启动终端电源，各灭灯终端自独立动启动，灯盏处于熄灭状态，同时全部部处于“待命”状态，等待主机的操作。2、启动下位主机电源，下位主机自动快速启动，同时处于“待命”状态，等待上位机的
18、操作指令。3、启动上位机平台，设置通信端口后，即可对下位机系统精心操作。4、在上位机平台通信段口配置成功之后，可通过上位机 实现如下功能：（1）读取当前在线所有灭灯终端数量；（2）命令所有在线灭灯终端执行亮灯动作；（3）命令所有在线灭灯终端执行全部灭灯动作；（4）监控所有在线灭灯终端当前灭灯状态，统计并显示当前剩余灯盏数量；（5）在执行以上动作时要有适当的提示音；（6）以上动作可重复执行、循环执行等等其他必备功能。1.3 涉及关键技术在本系统的设计过程中，主要由以下几点关键技术，需要在设计中着重参考前人的使用方法并研究运用到本次设计实际中：（1）RS485通信技术：RS485通信在工业控制当中
19、使用的比较多，但是在我们实验室里或是说我们的学习中一般还未涉及到，故我在采用了本通信 方案之后，还需在这一关键点上仔细研究，方可实现本次设计目标。（2）多机通信技术：单片机控制的多机通信系统在以前的学习中只是做过些微的了解，但并未真正用到实际的工程项目中过，这一块上，唯靠将来的大量的实验，方可突破本次设计中的这一重大难关。（3）上位机控制技术：在我以前的学习和设计中，虽然使用上位机开发过几款控制平台，但是手中技术“年久失修”，多日不用可能早已技归师处了，在这次设计中再次对本技术加以应用，一方面起到复习的作用，另一方方面也满足了本次项目的需要，更须多加仔细研用。第二章 总体方案设计2.1 方案概
20、述本机系统在设计中主要分为如下几个部分：上位机部分、下位机主机部分、下位机从机部分。其中上位机部分主要用于每一次启动指令下达给下位机主机、每一次系统启动后的初始数据参数配置以及系统启动后当前的灭灯情况数据接收和输出等功能。下位主机主要用于接收上位机发送下来的各种配置参数以及系统启动指令、控制点亮每一个灭灯终端的灯盏点亮、统计当前灯盏亮灭情况以及即时向上位机系统报告即时统计到的两灭灯情况数据。下位从机也即是本系统内德两灭灯控制终端，其主要功能为接收下位主机下发的控制指令，并执行相应动作，同时为每一个灭灯终端提供灭灯接口条件，并在嘉宾进行灭灯操作时即时向下位主机报告灭灯信息，同时控制本终端执行灭灯
21、操作，并进行相关状态及其指示转换。 2.2 通信总线总体方案图2- 1 通信总体方案框图2.3 下位主机总体方案2.3.1主机系统功能概述在本系统中主机系统主要负责监视从机亮灭灯状态，以及命令各从机将状态设置为亮灯状态；另外还需要及时统计当前全部从机处于灭灯状态的数量，当灭灯数量发生变化时，及时通过上位机接口向用户的上位机报告当前亮灭灯数量。2.3.2 主机系统框图图2- 2 下位主机系统框图2.3.3主机系统作业介绍1、系统启动：系统电源上电时，主机进入控制从机按照次序亮灯阶段。具体实现方法为：主机系统启动后，按照从机系统地址先后编码顺序，依次向每台从机发送亮灯指令，每两台从机亮灯指令发送之
22、间需要有明显的延时效果，直到50台从机全部亮灯完成，初始化当前亮灯数目为50盏。2、从机状态监控：系统在启动阶段结束之后，立即进入从机亮灭灯状态扫描阶段。在从机亮灭灯状态扫描中，是通过主机主动问答的方式对从机状态进行监视，具体表现为：询问1号从机灭灯否？若回应“否”则，继续询问下一号从机，若回应“是”则当前亮灯数目减1，并向上位机发送当前亮灯数量，继续询问下一号从机。当一直询问到50号从机时，又从1号从机开始扫描。直到当前亮灯盏数目为0时方可停止扫描。3、亮灯状态复位：此阶段的触发信号来自于用户的上位机指令，当主机收到上位机发来的复位指令之后，立即进入复位阶段，复位阶段同系统启动阶段相同，但是
23、不需要两盏灯点亮的时间之间有延时，待50盏灯全部点亮之后初始化当前亮灯盏数目为50盏，之后立即进入从机监控状态阶段。2.4 下位从机总体方案2.4.1 从机系统功能概述在本系统中从机系统主要负责接收并执行主机发来的亮灯指令，当本从机控制灯被灭时，负责及时向主机系统发送灭灯报告，以便主机系统能知道目前从机中的亮灭灯状态。2.4.2 从机系统框图图2- 3 下位从机系统框图2.4.3 从机系统作业介绍1、系统启动：系统电源上电时，从机初始化本机地址，然后置红蓝两灯皆灭，并将串口通信初始化为监听状态。2、执行亮灯：无论任何时候，只要接收到主机发来的亮灯指令，则立即点亮蓝灯，熄灭红灯，并清空灭灯标志位
24、；3、灭灯操作：当从机检测到本机按键传来灭灯信号时，立即熄灭蓝灯点亮红灯，并将灭灯标志位置位；4、报告灭灯状态：当主机询问本机是否有灭灯操作时，立即检查本机灭灯标志位，若灭灯标志位为“1”，则回应“是”，并立即清空灭灯标志，反之回应“否”。2.5 上位机总体方案2.5.1 上位机系统功能概述上位机在本机系统中的作用是总理整个灭灯事件全部工作，包括查询在线从机数目，命令在线从机全部亮灯，命令在线从机全部灭灯，监听在线从机灭灯状况，即时显示在线从机数目、在线从机灭灯数目，各种操作提示等等工作。2.5.2 上位机总体框图图2- 4 上位机总体框图2.5.2 上位机作业介绍1、配置通讯端口：由于本机系
25、统是采用串行通信端口进行通信，故在启动本项目上位机程序之后必须先对串行端口进行配置；2、读取在线从机数目：通过此操作，可以使用户简单地实现对在线从机数目的统计，同时在下位主机中配置相关必须得数据；3、命令在线从机全部亮灯：在进入嘉宾灭灯操作之前，如果不将所有的终端灯盏点亮，那么我们在场的嘉宾们如何能灭灯呢？灭什么灯呢？所以这是一部必须得操作；4、命令在线从机全部灭灯：在我们所了解的灭灯现场，有时候一轮灭灯还没有全部由终端嘉宾灭完，但是现场需要我们将所有未灭的灯盏强制熄灭，以强行进入下一轮灭灯操作，故这一个功能在我们的系统设计是必须要考虑的；5、监听所有在线终端灭灯状况：这一功能是我们本项目设计
26、的最重要也是最终目的，所以在上位机的实际中这一不需要考虑方方面面的可能进行精心设计，以期能最大限度地方便用户操作。6、其它附属功能：比如说所有操作的提示、灭灯提示、结果显示、展示界面等等一系列的功能需必须要考虑进入我们上位机的设计中来。第三章 通信部分设计3.1 串行通信概述3.1.1 串行通信简介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，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，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。在串行通信中又分为同步串行通信和异步串行通信，在一般控制系统中通常采用异步串行通信，故我们在此只讨论异步串行通信。
27、在异步串行通信中最被人们熟悉的串行通信技术标准是EIA232、EIA-422和EIA485，也就是我们所称的RS-232、RS-422和RS-485。3.1.2 EIA-232简介目前EIA-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。EIA-232被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准。EIA-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通信。标准规定，EIA232的传送距离要求可达50英尺（约15米），最高速率为20kbps。3.1.3 EIA-422简介由于EIA-232存在传输距离有限等不足，于是EIA-422诞生了。EIA-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特
28、性”，它定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（约1219米），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。当然，EIA422也有缺陷: 因为其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，所以在100kbps速率以内，传输距离才可能达到最大值，也就是说，只有在很短的距离下才能获得最高传输速率。一般在100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mbps。另外有一点必须指出，在EIA-422通信中，只有一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能进行通信，所以EIA-422支持的是点对多点的双向通信。3.1.4 EIA-485简介为扩展
29、应用范围，EIA于1983年在EIA-422基础上制定了EIA-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。 由于EIA-485是从EIA-422基础上发展而来的，所以EIA-485许多电气规定与EIA-422相仿，如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻、最大传输距离约为1219米、最大传输速率为10Mbps等。但是，EIA-485可以采用二线与四线方式，采用二线制时可实现真正的多点双向通信，而采用四线连接时，与EIA-422一样只能实现点对多点通信，但
30、它比EIA-422有改进， 无论四线还是二线连接方式总线上可接多达32个设备。3.1.5 其它串行通信简介1、USB串行通信总线：USB是英文 Universal Serial Bus 的缩写，翻译成中文的含义是“通用串行总线”。 从技术上看，USB是一种串行总线系统，它的最大特性是支持即插即用和热插拔功能。2、IEEE 1394：IEEE 1394是一种与平台无关的串行通信协议，标准速度分为100Mbps、200Mbps和400Mbps，是IEEE（电气与电子工程师协会）于1995年正式制定的总线标准。3.2 通信标准选择在上述串行通信标准当中，我们可以发现：1、EIA-232通信标准主要适
31、用于通信距离15m以内，通信速率20Kbps范围之内，从通信速率上来讲到不足以影响本系统工作，但是在通信距离上本系统是不适宜采用此通信标准的。2、EIA-422通信标准在EIA的基础之上，在通信距离上可以达到1219m范围，同时通信速率也得到了极大地提高，但是在所允许的从机数目上还是不能 最大限度地满足我们的要求。3、EIA-485通信来自于对EIA422标准的改进，无论从通信速率通信距离还是所允许的从机数目都能在目前的这几种工业控制通信标准中最大限度地满足我们的要求。4、关于USB通信和IEEE1394通信则更侧重于高速率短距离通信，用在本系统的通信中显然是不合适的。通过以上分析发现，最适合
32、我们选用的通信标准为EIA-485标准，故在以后的设计工作中，我们都只针对EIA485标准进行具体方案的设计，不在对此通信的标准选择作其他论述。3.3 EIA-485通信总线设计3.3.1 通信芯片的选择在美信公司的MAX1487-MAX491器件的数据手册上我们可以看到：MAX481、MAX483、MAX485、MAX487-MAX491以及MAX1487是用于RS-485与RS-422通信的低功耗收发器，每个器件都具有一个驱动器和一个接收器。MAX483、MAX487、MAX488以及MAX489具有限摆率驱动器，可以减小EMI，并降低由不恰当的终端匹配电缆引起的反射，实现最高250Kbp
33、s的 无差错数据传输。MAX481、MAX485、MAX490、MAX491、MAX1487的驱动器摆率不受限制，可实现最高2.5Mbps的传输速率。另外我们还可从该资料上看到如下选型表：表1：MAX系列芯片选型表结合我们的实际开发项目可知我们需要选择4线制EIA-485通信方式，如此才能实现全双工的通信目的。在结合上其他的项目条件，我们在这里选择MAX488芯片作为我们本次项目中使用的485通信接口芯片。3.3.2 光电隔离简介工业应用环境中存在着许多不小的瞬变脉冲，这些瞬变脉冲会影响到数据的传输，甚至伤害互连的设备，为了能够在高速现场总线通信得到无错误的数据传输，工业系统设计工程师必须要对
34、这些干扰进行处理，通常会使用具有绝缘隔离功能的光电耦合器来维持数据的完整性并保护互连设备，此做法即为光电隔离。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电光电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为
35、信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。3.3.3 项目系统通信方案的确定从本文前面的章节分析中我们知道，本项目要求灭灯终端点数达到50点以上，而我们实际的通行接口以及通信芯片最多只能直接挂接32个终端收发器，所以我们必须要有一套解决此矛盾的方案。故在此我们提出光电隔离的方案，使得我们的通信线路完全是处于隔离的环境下进行工作，这样即可实现驱动能力和抗干扰能力大大增强，理论上预测可以达到200个 左右终端在同一条隔离总线上通信工作。3.3.4 项目系统通信电路设计1、MAX488典型应用图：图3- 1 MAX499典型用法图2、设计通信线路图：图3- 2 RS485通信原理图3、线路
36、图说明：（1）图中U2即为我们线路方案中的EIA-232转EIA-485芯片MAX488。（2）图中U3即为所选用的光电耦合器TLP521-2芯片，在本次方案设计中我们考虑到以后可将此系统运用到终端数量较少的场合，故我们设计P7作为光电隔离选择，当在其上接上短路跳线帽时不进行隔离通信。第四章 下位主机系统设计4.1 方案拟定4.1.1 功能分析在主机系统中我们需要完成的详细功能有：1、接收上位机下传的指令或数据；2、向从机发送指令或数据；3、接收从机报告的数据信息；4、分析上位机下发数据或指令，处理数据并执行指令；5、处理下位机所报告数据信息并上传尚未机；6、其他本机系统运行需要的软硬件条件等
37、。4.1.2 方案提出通过上述的功能分析，我们将主机系统分为硬件设计部分与软件设计部分两部分。硬件部分首先要含有自身的核心处理系统；其次需要提供其与上位机和下位机的通信处理硬件，为数据的上传下发创造物理条件；最后系统的运行还必须为其设计电源供给部分。软件（程序）部分首先须有一套内部系统运行的处理机制；其次需要对上位机下发数据或指令以及从机报告数据进行分析处理能力；次之需要有与上位机或从机通行的控制协议，使数据能顺利的上传和下发通信。4.1.3 设计方案为了完成硬件部分所必备的任务，我建硬件部分分为电源部分、核心处理系统部分、EIA485通信部分、外部接口部分几块设计；电源部分中，我们采用外部外
38、部成熟低压供电，但市场上外部低压供电器纷繁复杂，暂时未可知其性能状况，故我们在电源部分中应采取稳压和不稳压选择处理功能，器可选稳压芯片采用市场上使用最多的LM7805，另外还需加上滤波组成部件。上述分析可知，本主机系统需要同时与上位机以及从机系统通信，我们可以采用同只具有一个通信接口的最常用的STC89C52RC来完成与这上下两者的通信工作，但从机控制数量本来就非常繁多，为了通信控制方便，故我们还是采用具有双串口通信功能的STC12C5A60S2单片机作为核心处理芯片。最后，关于RS485通信部分和外部接口部分或为顺势引出，或为之前已完成论述，故不在此重复累述。4.2 电路设计4.2.1 电源
39、按照设计方案要求，我们在此部分中添加了P8跳线端口来实现电源稳压功能可选的目的，具体请参见图4-1。图4- 1 主机电源部分原理图4.2.2 EIA485通信在本主机系统中我们采用了双串口通信，由两路485通信处理通信线路处理，如图4-2所示：图4- 2 主机通信部分原理图4.2.3 核心控制系统图4- 3 主机核心控制部分原理图4.2.4 外部接口图4- 4 主机外部接口部分原理图4.3 PCB设计图4- 5 主机PCB正面照片图4- 6 主机PCB背面照片4.4 程序设计4.4.1 程序流程图图4- 7程序主流程图图4- 8 读取在线从机操作流程图图4- 9 从机灭灯扫描操作流程图图4-
40、10 从机全部亮灯操作流程图图4- 11 在线从机全部灭的流程图4.4.2 主程序代码选录#include #include head.h#include delay.c#include uart1ds1.c#include uart2dl.c#include basic_motion.c#include group_motion.cvoid main() uchar online_slave=0;uchar surplus=0;uchar i=0; UART1_init();UART2_init();while(1)switch (status)case 1:/使在线从机全部复位，并返回在线
41、从机数目online_slave=group_order(slanum);surplus=online_slave;U2SendData(online_slave);status=0;break; case 2:/命令在线从机全部亮灯/online_slave=group_order(slanum);/surplus=online_slave;group_lightup(online_slave);status=0;break; case 3:/命令在线从机全部灭灯group_lightdown(online_slave);status=0;break; case 4:/查询灭灯状态i=gro
42、up_uery(online_slave);if(i)surplus=surplus-i;U2SendData(surplus);i=0;if(surplus=0)status=0;break;default: ;第五章 下位从机系统设计5.1 方案拟定5.1.1 功能分析在从机系统中我们需要完成的具体功能有：1、按约定地址正确接收主机下发的指令数据；2、分析主机下发指令数据，处理并执行指令；3、管理灭灯按钮有效性指示灯状态；4、监听灭灯按钮动作状态并处理预定状态；5、管理灭灯指示终端动作及其状态；6、向上位机及时按照约定报告灭灯状态；7、其他从机系统运行所必须的软硬件条件。5.1.2 方案提
43、出大体上，我们同样将主机系统分为硬件设计部分与软件设计部分。根据提出的功能需要，硬件部分必须提供的功能资源有：核心控制处理、地址管理与约定、灭灯按钮、灭灯按钮有效性管理、灭灯指示终端、电源、外部接口等。在此我将其初步分为核心控制部分、灭灯指示终端控制部分、电源部分、EIA-485通信部分、外部接口部分几大块，各部分功能在下一点设计方案中将详细提到阐述。软件部分主要分为内部系统运行的处理机制、本机地址处编码、主机指令接收、主机指令分析处理、按钮状态控制、按钮状态监听、灭灯终端控制、灭灯报告生成、报告发送等。5.1.3 设计方案1、硬件部分设计方案核心控制部分：包括核心控制处理、地址管理与约定、灭
44、灯按钮、灭灯按钮有效性管理几个小内容。由于从机系统只需要一个通信接口，故从机处理器我们选择最常用的STC89C52RC芯片，系统为通用上电复位系统；地址部分我们采用8位拨码开关来硬件实现本机地址编码，这样一来在全体的从机软件上我们就可完全处理为统一事件，简化繁琐的软件地址编码程序；灭灯按钮我们采用带上拉电阻独立按键方式实现；灭灯有效性我们们通过STC89C52RC配置三极管开关电路驱动按钮上的指示灯实现按钮的有效性！灭灯指示终端控制部分：这一部分我们从硬件上由STC89C52RC驱动三极管开关电路，再由三极管开关电路驱动继电器实现外部强电电路的控制，使之来实现红蓝灯按需要点亮的目的。其他几部分
45、：包括电源部分、EIA-485通信部分皆采用前述方案，不在鳌述。5.2 电路设计5.2.1 电源图5- 1 从机电源部分原理图5.2.2 核心处理部分图5- 2 从机核心控制部分原理图5.3.3 EIA485通信图5- 3 从机通信部分原理图5.3.4 亮/灭灯控制图5- 4 从机亮灭灯控制部分原理图5.3.5 外部接口图5- 5 从机外部接口部分原理图5.3 PCB设计图5- 6 从机正面PCB照片图5- 7 从机反面PCB照片图5- 8 从机安装效果图5.4 程序设计5.4.1 程序流程图图5- 9 从机主程序流程图5.4.2 主要程序代码选录#include #include uart.c#include sla_motion.c
