基于RS485总线的无线遥控温控系统设计

1、基于RS-485总线的无线遥控温控系统设计 系部：电气信息工程系 班级：应用电子技术0931 姓名：韩俊乾（主力）杨国喜 张娜 指导老师：瓮 嘉 民 时间： 2011年10月24日-11月4日基于RS-485总线的无线遥控温控系统设计1 设计要求采用DS18B20数字温度传感器对两处进行温度的实时测量，通过LCD1602进行显示，并通过RS-485总线上传到主机；当温度超过设定值时能够报警，同时启动相关降温设备。主机通过按键和无线遥控能够对温度报警上限值及时间进行设置。能够对重要数据进行保存。2 系统方案根据设计要求，系统方案如图37-1所示，主机和从机选用AT89S52单片机，通过RS-48

2、5总线进行数据通信。主机采用LCD2002显示各从机的温度和当前时间，根据按键或无线遥控的输入命令对控制温度上限值、温度报警值和时间进行设置，并通过RS-485总线传递温度报警值给从机和读取从机温度。从机通过DS18B20采集现场温度，利用LCD1602进行显示，通过RS-485总线接收温度报警值，同时上传温度检测值给主机。图37-1 系统方框图3 硬件电路设计3.1 主机硬件电路设计主机硬件电路如图37-2所示。主机实物如图37-3所示。图37-2 主机硬件电路原理图主机通过LCD2002液晶显示从机1和从机2实时采集的温度值、时间和日期。采用DS1302实时时钟芯片进行年、月、日、时、分、

3、秒刷新。可以通过按键调整或者无线遥控调整时间，并具有系统掉电后启用备用电池向DS1302继续供电的功能，使用户不必每次上电调整时间。AT24C02用于存储用户设定的温度上限值和其他重要数据。当温度大于等于用户设定的上限值时，主机蜂鸣器报警。当温度大于等于用户设定的上限值时，继电器吸合，控制电扇通风降温，同时继电器接通指示灯亮。调整按键8个，其中S2、S3、S4和S5是手动按键，P32P35用于连接无线接收模块，遥控器上的四个按键功能分别和S2、S3、S4、S5对应。通过调整按键可以对温度上限值、时间、星期、年月日的调整状态。3.2从机硬件电路设计从机硬件电路如图37-3所示。从机通过DS18B

4、20进行温度采集，然后通过LCD1602进行显示，第一行显示主机发来的温度上限值，第二行显示从机1所在位置的温度值。图37-3 从机硬件电路原理图4 软件设计4.1 RS-485总线通信协议主机AT89S52采用查询方式，从机AT89S52采用中断方式，具体协议如下：（1）主机AT89S52发送查询地址。（2）从机AT89S52都接收查询地址，并与本从机地址比较，若一样则发送从机地址、采集温度十位、采集温度个位、采集温度小数位和累加和校验。（3）主机AT89S52接收数据。（4）主机AT89S52发送温度上限报警值十位、温度上限报警值个位。（5）从机AT89S52接收温度上限报警值命令。（6）

5、主机AT89S52未查询完所有的AT89S52，则返回（1）继续查询下一个从机。（7）通信速率9600bps，数据帧格式：一位起始位，9位数据位，一位停止位，即串行口工作于方式3。（8）主机发送从机地址和温度上限值采用奇校验（每帧数据的第8位（即D7）为奇校验位）；主机接收从机发送的匹配地址和采集到的温度值时采用累加和校验。（9）从机机接收主机发送的从机地址和温度上限值采用奇校验（每帧数据的第8位（即D7）为奇校验位）；从机发送匹配地址和采集到的温度值时采用累加和校验。4.2 主机程序设计（1）主机主程序主机主流程图如图37-4所示。当工作状态标志为1时，进入参数调整；否则进入正常工作状态。

6、图37-4 主机主程序流程图 （2）液晶显示功能程序 图37-5 主机液晶显示界面 主机LCD2002液晶显示从机1和从机2实时采集的温度值、时间和日期。如图37-5所示。（3）DS1302实时时钟功能程序采用DS1302实时时钟芯片进行年、月、日、时、分、秒刷新。可以通过按键调整或者无线遥控调整时间，并具有系统掉电后启用备用电池向DS1302继续供电的功能，使用户不必每次上电调整时间。（4） AT24C02 掉电存储功能程序 用于存储用户设定的温度上限值。（5）蜂鸣器报警功能程序当温度大于等于用户设定的上限值时，主机蜂鸣器报警。（6）继电器输出控制程序当温度大于等于用户设定的上限值时，P20

7、和P21输出低电平，通过三极管VT1和VT2驱动继电器吸合，控制电扇通风降温，同时继电器接通指示灯亮。（7） 按键键盘程序 图37-6 按键键盘布局按键功能如图37-6所示，当set键按下后进入调整模式，此时主机液晶显示界面如图37-7。 图37-7 进入调整模式界面 当set键按下时进入调整模式，并且可以通过set键切换进入对温度上限值、时间、星期、年月日的调整状态。当进入某种调整状态时其对应值会快速闪烁，通过up键或者down键进行调整。调整完毕后按下out键保存并退出调整模式。（8）无线遥控程序通过无线遥控可远距离调整各个参数值，无线遥控的键盘界面如图37-8所示。图37-8 无线遥控器

8、键盘无线遥控按键功能如下：A :对应按键键盘上的down键（调整参数减少）。B：对应按键键盘上的out键（保存退出）。C: 对应按键键盘上的set键（进入参数调整模式）。D: 对应按键键盘上的up键（调整参数增加）。具体操作详见（6）按键键盘。（9）主机通信程序主机通信流程图如图37-9所示。在数据发送时，采用奇校验校验；在接收数据时，使用累加和校验。图37-9 主机通信流程图4.3 从机程序设计（1）从机主程序设计从机主程序流程图如图37-10所示。首先进行系统初始化，然后关中断读取DS18B20中温度值，读完温度值后，开中断，调用温度决策函数。图37-10从机主程序流程图（2）从机通信程序

9、设计图37-11从机通信流程图（3）DS18B20测温程序设计4.3 主机主程序void main(void)uchar i; flag=1; /时钟停止标志WDTA;/喂狗LCD_Initial(); /液晶初始化Initial_DS1302(); /时钟芯片初始化up_flag=0; /增加键Up按下标志位清0down_flag=0; /减少键Down按下标志位清0done=0; /进入默认液晶显示Relay1=1; /关闭继电器1输出，指示LED灭Relay2=1; /关闭继电器2输出，指示LED灭wireless_4=0;wireless_3=0;wireless_2=0;wirele

10、ss_1=0; /仿真用/wireless_4=1;wireless_3=1;wireless_2=1;wireless_1=1; /实物用RdFromROM(TemperatureSetUp,0xfc,2);/从AT24C02中读出温度的上限值init_232_11m(); /串行口和T0初始化 while(1) while(done=1) keydone(); /进入时间调整模式while(done=0)/进入正常工作模式 WDTA;/喂狗 show_temperature_time(); /调液晶显示温度和时间函数 flag=0; WDTA;/喂狗Setkey(); /扫描各功能键for

11、(i=0;i= (TemperatureSetUp0*10+TemperatureSetUp1) /从机1的温度大于温度上限值beep(); / 蜂鸣器响1声报警Relay1=0; /打开继电器1输出控制，指示LED亮elseBEEP=1; / 关闭蜂鸣器Relay1=1; /关闭继电器1输出控制，指示LED灭 WDTA;/喂狗if(temp_value11*10+temp_value12)= (TemperatureSetUp0*10+TemperatureSetUp1) /从机2的温度大于温度上限值beep(); beep(); / 蜂鸣器响2声报警Relay2=0; /打开继电器2输出控

12、制，指示LED亮elseBEEP=1; / 关闭蜂鸣器Relay2=1; /关闭继电器2输出控制，指示LED灭4.4 从机部分源程序/*从机主程序*/void main(void) uchar m;/温度临时变量 WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1;init_232_11m(); LCD_Initial(); /液晶初始化 addr=0x01; /从机地址初始化 wenduH=99; /温度上限值 for(m=0;mwenduH) beep();beep();beep();beep();/ 蜂鸣器响4声else BEEP=1;/关闭蜂鸣器 /*从机通信程序*/vo

13、id int_232(void) interrupt INTERRUPT_UART using REG_BANK_1uchar data ck,rec,rec1,tran; _nop_(); if(RI=1) RI=0; rec=SBUF; /读接收地址数据WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1;ck=0; if(rec6) & 0x01)=1) ck+; /对接收到的地址数据进行奇校验 if(rec5) & 0x01)=1) ck+; if(rec4) & 0x01)=1) ck+; if(rec3) & 0x01)=1) ck+; if(rec2) & 0x01)

14、=1) ck+; if(rec1) & 0x01)=1) ck+; if(rec0) & 0x01)=1) ck+; if(rec7) & 0x01) != (ck & 0x01)goto exit; /接收到的数据的最高位/为奇校验位，即第七位,若不同则表示接收的地址错误，退出串行口中断 /与本机地址进行比较 if( (rec & 0x1f) =addr) /是本机地址？ TXEN; /发送使能，接收禁止 WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1;flag =0x55;/读取温度期间发生串行口中断，本次温度读取舍弃 标志ES=0; /关串行口中断 SM2=0;TI=0

15、; /SM2=0，清发送中断标志 TB8=0; /准备发送数据的第九位数据 SBUF=addr; /发送本机地址while(TI=0) ; /发送等待WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1; TI=0; /发送完本从机地址信号，清发送完中断标志位TI /发送温度整数部分奇校验ck=0; tran=(TempN%100)/10; /取十位 1;/ SBUF=tran; /发送温度整数部分的十位; while(TI=0) ; /发送等待WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1; TI=0; /发送完本从机地址信号，清发送完中断标志位TI ck=0;

16、tran=TempN%10; /取个位 SBUF=tran; /发送温度整数部分的个位 while(TI=0) ; /发送等待WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1; TI=0; /发送完本从机地址信号，清发送完中断标志位TI /发送温度小数部分奇校验ck=0;tran=TempD; /取小数位 SBUF=tran; /发送温度整数部分的个位 while(TI=0) ; /发送等待WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1; TI=0; /发送完本从机地址信号，清发送完中断标志位TI SBUF=addr+(TempN%100)/10+TempN%

17、10+TempD; /发送累加和while(TI=0) ; /发送等待WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1; TI=0; /发送完本从机地址信号，清发送完中断标志位TIRXEN; /禁止发送，接收使能 while(RI=0); /接收等待WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1; RI=0; /接收温度上限值的十位数据，清接收标志位，准备接收下一个字节 rec=SBUF; /读接收的数据while(RI=0); /接收等待WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1; RI=0; /接收温度上限值的十位数据，清接收标志位，

18、准备接收下一个字节 rec1=SBUF; /读接收的数据 ck=0; if(rec6) & 0x01)=1) ck+;/奇校验 if(rec5) & 0x01)=1) ck+; if(rec4) & 0x01)=1) ck+; if(rec3) & 0x01)=1) ck+; if(rec2) & 0x01)=1) ck+; if(rec1) & 0x01)=1) ck+; if(rec0) & 0x01)=1) ck+;if(rec7) & 0x01) != (ck & 0x01) goto exit;WDTRST = 0x1E; /喂狗 WDTRST = 0xE1;ck=0; if(rec

19、16) & 0x01)=1) ck+;/奇校验 if(rec15) & 0x01)=1) ck+; if(rec14) & 0x01)=1) ck+; if(rec13) & 0x01)=1) ck+; if(rec12) & 0x01)=1) ck+; if(rec11) & 0x01)=1) ck+; if(rec10) & 0x01)=1) ck+; if(rec17) & 0x01) != (ck & 0x01) goto exit; /温度上限值通过奇校验，更新温度上限值 /wenduH=(rec & 0x0f)4 ) | (rec1 & 0x0f); WDTRST = 0x1E;

20、/喂狗 WDTRST = 0xE1;UpTempBuffer7=(rec & 0x7f) +0;/若校验正确更新温度报警上限显示缓冲区值UpTempBuffer8=(rec1 & 0x7f )+0; wenduH=(rec & 0x7f ) *10+ (rec1 & 0x7f); /更新温度的上限值 exit: SM2=1;ES=1;/开串行口中断 RXEN; /发送禁止，接收使能5 实物照片主机和从机照片分别如图37-8和37-9所示。以前用手拍摄，回来改成相机重新拍摄。图37-8 主机实物照片图37-9 从机实物照片6 元件清单主机和从机元器件清单详见表37-1和表37-2。表37-1 主

21、机元件清单名称参数数量电阻1K、10K、10欧若干电位器10K2发光二极管3电源接口1电解电容22uf1电解电容220uf1独石电容1041瓷片电容30pf2按键5自锁开关1晶振11.0592M1晶振327681排针若干AT89S52单片机1SN65HVD3082ED1DS13021AT24C021LCD16021ISP口1三极管1二极管1N40073排阻10K1继电器2蜂鸣器1表37-2 从机元件清单名称参数数量电阻1K4电阻10K2电阻10欧2电位器10K4发光二极管2电阻4.7K2电解电容22uf2电解电容220uf2独石电容1042瓷片电容30pf4按键2DS18B202晶振11.0592M2排针若干AT89S52单片机2SN65HVD3082ED2LCD20022ISP口2三极管85502排阻10K1蜂鸣器27 Proteus仿真 8 设计制作要点 在设计制作