基于485总线和单片机的景观灯控制系统

1、摘 要本文介绍了基于485总线的景观灯控制系统，其基本组成部件为1条RS-485总线，3块单片机和16个LED灯。3块单片机中1块单片机作为主控制器，其余2块单片机作为副控制器，由主控制器向副控制器发送数据以设置LED灯的灯光亮度和灯光变幻方案。而两块单片机副控制器接收到主控制器发送的指令后，通过对数据进行处理，直接进行灯光亮度的调节和变幻。其中灯光亮度的调节是基于PWM调制来实现，通过脉宽调制以改变灯光亮度。此外考虑到LED灯的布景，我们还用到了RS-485总线，可用于长距离间的信号传递，这样增强了景观灯的分布性。本景观灯控制系统可实现景观的跨距离传输信号，扩大了景观灯的观赏范围，选择不同颜

2、色的LED灯来实现景观灯的多色性，通过PWM调制调节灯光亮度可以使景观灯的变化更具色彩。本系统采用WAVE6000作为单片机汇编语言编程工具，采用EASY51作为单片机程序下载工具，PROTEL DXP作为电路原理图画图工具。本人亲自焊接实验电路，通过实践测试，本系统可完成预期要求。关键词：单片机；PWM；RS-485总线；LEDAbstractThis article describes the 485 landscape lighting control system. its basic composition includes one RS-485 bus, three MCU and

3、 sixteen led lights. One of the three block-chip microcontrollers is master controller, the remaining two block SCM is slave controller. and the master controller sends data to the slave controller to set the brightness of led lights and light-changing scenarios. While the two-chip deputy controller

4、s receive the instructions which sent by master controller, slave controllers adjust directly light brightness. Light brightness adjustment is based on . In addition to led lighting scenery, we also need 485 buses, which can be used to send message in long distance. Thus it can enhance the distribut

5、ion of landscape lights. This landscape lights control system can realize landscape of distance transport signal and expand the landscape lights viewing area. Selecting different colors of led lights could enhance landscape lights pleochroism, adjusting the brightness make it can be a landscape ligh

6、ts which could be beautiful. This system uses WAVE6000 as a single-chip assembly language programming tools, using EASY51 as a single-chip program download tools, PROTEL DXP as circuit picture diagram tools. Sealing and testing the experiment circuit by myself, it proves that the system meets the ch

7、allenge. Key words: SCM; PWM; RS-485 bus; LED目 录1 绪 论11.1工作背景11.2 设计思路22 总体设计42.1系统功能42.2 开发工具介绍52.2.1 WAVE6000介绍52.2.2 EASY51介绍6 Protel DXP介绍63 硬件设计83.1 AT89S52单片机介绍83.1.1 89系列单片机的特点83.1.2 AT89S52简介9 AT89S52的引脚说明103.1.4 AT89S52单片机最小系统123.2 MAX485介绍133.3 RS-485总线介绍143.4 LED灯相关介绍16副控制器与LED灯的连接163.4.2

8、 LED灯串接电阻的作用：173.5系统的连接184 软件设计194.1灯光亮度调节19 PWM调制基本原理194.1.2 PWM调制技术应用于灯光亮度的调节21灯光亮度的调节定时器应用22单片机的中断系统介绍244.2 RS-485总线应用于数据传送274.2.1 串行通信简介274.2.2 基于485总线实现数据传送304.3灯光变幻方案314.3.1 通信协议314.3.2 灯光变幻的实现324.4景观灯控制系统的实现325 调试365.1 EASY51的调试使用365.2系统调试37硬件调试375.2.2 软件调试38结论39致谢40参考文献41附录A 英文原文42附录B中文翻译47附

9、录C 电路原理图51基于485总线的景观灯控制系统1 绪 论1.1工作背景随着城市功能的日益完善和人民生活质量的提高，建设灯光夜景，勾勒城市第二风景线，不断优化市民的夜生活环境，塑造现代化城市形象，城区夜间景观照明质量已备受重视，城市景观照明，主要包括道路绿带亮化、游园绿地亮化、建筑物立面亮化、公共设施亮化、喷泉水池以及各种非公益性的广告、字牌和店招等构成，随着城市基础设施建设规模的不断扩大，城市景观照明建设得到了飞速发展，城市景观照明设施的发展速度已远远超过了路灯的发展。目前，在景观灯的控制方面，主要通过时间继电器来实现简单的定时开关，该种方式虽然成本低，但无法实现远程控制，无法实现灵活的管

10、理和实时监控，无法真正满足城市景观的智能化控制要求。(1) 体积小LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。(2) 耗电量低LED耗电非常低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V。工作电流是0.02-0.03A。这就是说：它消耗的电不超过0.1W。(3) 使用寿命长在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时。(4) 高亮度、低热量(5) 环保LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。(6) 坚固耐用LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是

11、不易损坏的。单片机技术作为计算机技术的一个重要分支近几十年来，它广泛应用于工业生产过程控制、自动检测、数据采集与处理、智能化仪表、科技计算、商业管理、办公室自动化、家用电器和电子玩具等诸多方面。单片机具有体积小、重量轻、耗能省、价格低、可靠性高和通用灵活等优点，因此也广泛应用于卫星定向、汽车火花控制、交通自动管理和微波炉等专用控制上。近几年来，单片机的发展更为迅速，它已经渗透到诸多科学领域，以及人们生活的各个方面。1.2 设计思路由于AT89S52单片机具有低功耗和高性能的优点，本系统中采用AT89S52单片机作为控制器，而控制器又分为两类：主控制器和副控制器。其中主控制器的作用是指定每一个灯

12、的灯光亮度和处理灯光亮度的变幻，以实现景观灯优美的观赏性。由于主控制器需要向副控制器发送数据来出来灯光亮度，我们便需要建立一条通道来实现数据的传输，因此我们采用RS-485总线作为通信手段，它可实现1219M内的数据传送。通过RS-485这种总线的数据传输，可以保证灯光亮度的调节可以达到同时性，不至于使得两块单片机副控制器中的数据发生不同步的现象。使用485总线就需要使用MAX485电平转换芯片。这样便可以保证单片机通信数据可以在RS-485总线上的传输。对于本系统当中发光器件的选择，我们采用常规LED灯作为整个系统的发光器件。其特点已在上文当中介绍。本系统的预期效果：实现16个灯的灯光亮度的

13、调节并实现一个灯光亮度循环的灯光变幻方案。2 总体设计2.1系统功能RS-485总线副控制器AT89S52 副控制器AT89S52主控制器AT89S52电平转换MAX485电平转换MAX485电平转换MAX485LED 图2.1 系统总体设计图在图2.1中，各个模块的功能如下： (1) 主控制器功能：主控制器采用AT89S52单片机做为整个系统的总控制器，其功能为每一秒向副控制器发送数据以控制每个LED灯的亮度。(2) 副控制器功能：两片副控制均采用AT89S52单片机，其功能是将主控制中的数据进行处理，以分辨数据的取舍，以及数据的指向，从而用所得数据处理LED灯的亮度，而调节LED灯亮度的过

14、程当中需要用到PWM调制。(3) 电平转换模块功能：电平转换模块采用MAX485芯片，它可以将单片机中的TTL电平转换为RS-485总线能够实用的差分电平，也可将差分信号转换为TTL信号送往单片机中。(4) 总线功能：通信总线采用RS-485总线，通过RS-485总线，可实现主控制器与副控制器之间的通信连接，从而能够将主控制器的数据发送到副控制器当中。2.2 开发工具介绍本系统主要开发工具有3个：WAVE6000,EASY51和 Protel DXP。下面对3种工具进行介绍。 WAVE6000介绍WAVE6000是由南京南京伟福实业有限公司开发的一款编程调试软件。利用此软件可以进行汇编语言的编

15、程，调试和仿真。它在硬件方面具有很强的优点：(1) 通用仿真器(2) 仿真CPU外置(3) 强大的逻辑分析仪综合调试能力(4) 强大的跟踪功能(5) 波形发生器功能(6) 影子存储器功能(7) 代码覆盖(8) 程序实效分析(9) 数据实效分析(10) 硬件测试(11) 事件触发(12) 计时器(13) 双CPU软件方面的优点：(1) WAVE6000及Keil Uvision双平台(2) 双工作模式(3) 真正集成调试环境(4) 项目管理功能(5) 多语言多模块混合调试(6) 直接点屏观察量变(7) 功能强大的变量观察(8) 强大的书签，断点管理功能(9) 类似IE的前进，后退功能(10) 方

16、便使用，功能多样的源程序编辑窗口(11) 外设管理功能(12) 功能独特的反汇编功能 EASY51介绍EASY51可以烧录Atmel公司系列单片机芯片，具有烧录稳定，烧录速度快性价比高等优点。另外EASY51采用串口通讯，芯片自动判别，编程过程中的擦出，烧录，校验各位完全由编程器上89C51控制，不受PC配置及其主频的影响，烧制率可达100%。并且烧录速率和PC配置无关。 Protel DXP介绍 Protel DXP是Altium公司生产的板级设计系统的最新版本，其增强型平台具有一系列新的印制电路板设计功能，这种电路板设计系统可满足整个印制电路板设计过程中的各种要求。 Protel DXP与

17、Protel 99相比，除了具有与windows XP相似的友好操作界面外，而且在功能上比Protel 99更加完善和优化，用户既可以单独完成项目，也可以以组的形式共同完成。在Protel DXP中可以实现原理图设计、印制电路板设计、无网格布线、电路图混合仿真和PCB信号完整性分析等功能。它主要由原理图设计系统、印制电路设计系统组成。原理图设计系统主要用于原理图的设计，为印制电路板设计打下基础。在原理图设计系统中，提供了丰富的原件、方便快捷的连线工具、强大的编辑功能以及快速的检测工具。用户既可以使用提供的模板和原件，又可以自定义模板和制作原件，还可以对原件的不同属性进行编辑。1、设置图幅大小绘

18、制原理图之前，用户需要根据设计电路的复杂程度设置原理图纸的大小，即为将要设计的原理图建立一个工作平面。只有设置好了原理图的工作平面，才能够更好地进行设计操作。2、 放置元件根据所设计的原理图的需要，将所需元件从元件库中取出并放置到工作平面上。在放置元件过程中要对原件的位置进行调整，对原件的编号以及封装进行定义和设定等。3、 原理图布线放置好所有元件后，就可以通过各种布线工具和指令将工作平面上的元件连接起来，构成一个完整的原理图。4、 编辑与调整 布线完成后，还需要对原理图进行调整和修改，以保证原理图的美观和正确，此过程包括元件位置的重新调整，导线位置的删除、移动、更改图形尺寸、属性集排列。5、

19、 保存原理图设计完成后，需要将其保存，也可以将其打印输出。3 硬件设计本系统的硬件主要组成部分：AT89S52单片机、MAX485电平转换芯片、RS-485总线、LED灯。3.1 AT89S52单片机介绍ATMEL89系列单片机（简称89系列单片机）是ATMEL公司的8位Flash单片机系列7。这个系列单片机的最大特点就是片内含Flash存储器，因此有着十分广泛得用途，特别是在便携式、省电和特殊信息保存的仪器和系统中显的更为有用。另外，89系列单片机是以8031为核心构成的。所以，它和8051系列单片机是兼容的系列。 89系列单片机的特点(1) 内部含Flash存储器由于内部含Flash存储器

20、，因此在系统的开发过程中可以十分容易地进行程序的修改。这就大大缩短了系统的开发周期。同时，在系统工作过程中，能有效地保存一些数据信息，即使外界电源损坏也不影响信息的保存。(2) 和AT80C51插座兼容89系列单片机的引脚和80C51是一样的，所以，当用89系列单片机取代80C51时，可以直接进行代换。(3) 静态时钟方式89系列单片机采用静态时钟方式，所以可以节省电能。这对于降低便携式产品的功耗十分有用。(4) 错误编程亦无废品产生一般的OTP产品，一旦错误编程就成了废品。而89系列单片机内部采用了Flash存储器，所以，错误编程之后仍可以重新编程，直到正确为止，故不存在废品。(5) 可反复

21、进行系统试验用89系列单片机设计的系统，可以反复进行系统试验。每次试验可以编入不同的程序，这样可以保证用户的系统设计达到最优。而且随用户的需要和发展，还可以进行修改，使系统能不断追随用户的最新要求。(6) 可以在线编写程序采用89S52单片机可以在线编写程序，直接用ISP下载线与电脑相连即可以下载程序。在设计PCB电路板时添加ISP下载线插座就可以。89系列单片机的内部结构和80C51相近，含有如下一些部件。(1) 8031 CPU。(2) 振荡电路。(3) 总线控制部件。(4) 中断控制部件。(5) 片内Flash存储器。(6) 片内RAM。(7) 并行I/O接口。(8) 定时器。(9) 串

22、行I/O接口 AT89S52简介AT89S52是由美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8K字节的可反复擦写的闪速存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89S52单片机可提供许多高性价比的应用场合。AT89S52单片机主要性能(1) 与MCS-51产品指令系统完全兼容。(2) 8K字节可重擦写闪速存储器 。 (3) 1000次擦写周期 。(4) 的宽工作电压范围。(5) 全静态操作：时钟频率0-33MHz 。(6) 三级加密程序存储器。(7) 32个可编程

23、I/O口线 。(8) 三个16位可编程定时/计数器。(9) 6个中断源 。(10) 全双工UARL通道。(11) 低功耗空间和掉电模式。AT89C2051是一个带有2K字节闪速可编程、可擦除、只读存储器(PEROM)的低电压、高性能的8位CMOS微型计算机。它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造，并和工业标准MCS51的指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPL1和闪速存储器，ATMEL的AT89S52是一强劲的微型计算机,它对许多嵌入式控制应用提供高度灵活和成本低的解决办法。 89S52在内部I/O控制上继承了MCS51的特性：8路2级优待中断，串行口，2路定时器/计数器，内部

24、组成如图2.1所示。从AT89S52内部结构图也可看出,其内部结构与8051内部结构基本一致（除模拟比较器外）,引脚RST、XTAL1、XTAL2的特性和外部连接电路也完全与51系列单片机相应引脚一致,但P1口、P3口有其独特之处。 AT89S52的引脚说明AT89S52是一个有40个引脚的芯片,引脚如图3.1所示。图3.1 AT89S52引脚图AT89S52芯片的40个引脚功能为： VCC : 电源GND: 地P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位

25、地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地

26、址字节。P1口第二功能如表3.1所示表3.1 部分引脚第二功能引脚号第二功能P1.0T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用）P1.7SCK（在系统编程用）P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存

27、储器（例如执行MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和

28、校验时，P3口也接收一些控制信号。P3口第二功能如表3.2所示。RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。表3.2 P3口第二功能引脚号第二功能P3.0RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2INT0(外部中断0)P3.3INT0(外部中断0)P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器写选通) AT89S52单片机最小系统AT89S52单片机的基本外界设备:如图3.2所示VCC（40）和VPP(31)均接+5V电源。GND（20）接地。时钟电路：因内部振荡方式

29、所得的时钟信号比较稳定，所以本系统中时钟电路选择为内部振荡方式，与单片机接与XTAL2(18)和XTAL1(19)管脚。晶振选取为12MHZ。图中C1与C2起稳定振荡频率、快速起振的作用，通常选取为530pF，此系统中两电容值为30pF。由此可知本系统的机器周期为：T=12/fosc=1us 式中fosc为晶振频率。复位电路：复位电路可以完成单片机片内的初始化，使单片机从一种固定状态开始运行。本系统中开关选择为上电复位开关，与电容C并联后接入RST(9)管脚，电容值选择为30uF,电阻=10K，电阻另外一端接至GND。复位电路的最左端连接至+5V电源。图3.2 单片机最小系统原理图3.2 MA

30、X485介绍3.3 RS-485总线介绍RS485总线作为一种差分数据传输的电器规范，已经成为业界应用最为广泛的通信接口之一，这种通信接口允许在最简单的一对双绞线上进行多点双向通信，它所具有的噪声抑制能力，数据传输速率，电缆长度是其他标准无法比拟的。正因为如此，许多领域都采用RS-485总线作为数据传输链路。这项标准得到广泛应用的另外一个原因是它的通用性RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件电缆及协议，所以在此基础之上可以建立自己的高层通信协议。RS-485总线电气特性如表3.4所示。RS-485总线缺点：(1) 总线通讯容量较少，理论上为32，不适应于以楼宇为节点的多用户

31、操作。(2) 总线通讯速率低，通常为9600bps，并且其通讯距离与通讯距离有关系，当达到百米以上通讯距离时，其可靠通讯速率<1200bps。(3) 总线构成的网络只能以串行布线，不能构成星形等任意分支。(4) RS-485总线通常不带隔离，当网络上某一点出现故障时会导致整个通信网络的瘫痪，而且又难以判断其故障位置。表3.4 RS-485总线电气特性性能名称性能指标工作模式差分传输（平衡传输）允许的收发器数目32（手芯片驱动能力限制）最大电缆长度4000英尺（1219M）最高数据速率10Mbps最小驱动输出电压范围±1.5V最大驱动输出电压范围±5.0V最大输出短路电

32、流250mA驱动器输出阻抗54欧姆输入端电容50PF接收器输入灵敏度±200mV接收器最小输入阻抗 12K接收器输入电压范围-7V+12V接收器输出逻辑高>200mVRS-485总线布线注意事项：(1) 采用一条双绞线电缆作为总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的传接线应该尽量短，一边使得引出线中的反射信号对总线的影响最低。(2) RS-485总线当空闲或者开路的时候就会导致接收器误触发。因此接收器一段应加偏置电阻，将总线设置在一个固定的状态。(3) RS-485总线再长距离传输的时候由于总线阻抗不匹配会引起信号反射，必须在线缆的最末端跨接一个电阻（通常为120欧姆），使

33、电缆的阻抗连续。RS-485总线接地注意事项 (1) 共模干扰问题：RS-485总线接口采用差分方式传输信号，系统只需测两根线的电位差即可，RS-485总线总线的接收器输出电压范围为7+12V，当网络中共模电压超出此范围的时候会影响通讯的稳定性，甚至损坏接口。 (2) EMI电磁干扰问题：发送驱动器中的共模干扰部分需要一个返回通路，如果没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个网络就会像一个巨大的无线电网络向外辐射信号。因此RS-485总线必须有一个信号地将两条线的工作地连接起来以使共模电压干扰被短路。 3.4 LED灯相关介绍 副控制器与LED灯的连接两个AT89S52

34、单片机副控制器直接进行对LED灯的控制，本系统对于副控制器与LED灯的连接采用共阳极接法，及各个灯均接到同一端均接到+5V电源，而LED灯的另外一端通过电阻接到单片机的各管脚上。连接图如图3.4所示。图3.4 LED灯与单片机管脚的连接每一个单片机副控制器都在P0口接8个LED灯，第一片单片机副控制器为0号副控制器，第二片单片机副控制器为1号副控制器。0号单片机上接绿色LED灯，1号单片机上接红色LED灯。 LED灯串接电阻的作用：LED灯其本质属性是二极管，而对于二极管而言，其作用电压为1.5V，所以要是发光二极管发光只需极小的电压和电流，如果直接将发光二极管接到5V电源上会导致发光二极管过

35、电流而损坏。通常在发光二极管中串接1K电阻限制流过二极管的电流以使其正常工作，不至烧毁。对于LED的接法也可以采用共阴极接法。本文不做详细叙述。3.5 系统的连接主控制器中RXD（10管脚）与第一片MAX485的R0（1管脚）相连接，TXD（11管脚）与第一片MAX485的DI（4管脚）相连接。副控制器0中RXD（10管脚）与第二片MAX485的R0（1管脚）相连接，TXD（11管脚）与第二片MAX485的DI（4管脚）相连接。副控制器1中RXD（10管脚）与第三片MAX485的R0（1管脚）相连接，TXD（11管脚）与第三片MAX485的DI（4管脚）相连接。3片MAX485的A（6管脚）和

36、B（7管脚）分别接于总线上的同一条线缆上，VCC接+5V电源，GND接地。由于485总线为半双工通信方式，其工作是只能单向通信，所以将第一片MAX485的2号3号管脚短接后接到主控制器的P1.0（1管脚），第二片MAX485的2号3号管脚短接后接到副控制器0的P1.0（1管脚），第三片MAX485的2号3号管脚短接后副控制器1的P1.0（1管脚）这样在设定没一个单片机的P1.0管脚的电平后即可完成主控制器与副控制器之间的饿信号传输。RS-485总线采用双绞线，两端分别接入120电阻。本系统电路原理图如附录C所示。4 软件设计软件设计部分主要包括：灯光亮度调节，RS-485总线应用，灯光变幻控制

37、3部分，下面逐一进行介绍。4.1 灯光亮度调节 本系统中灯光亮度调节主要依靠PWM调制技术实现。 PWM调制基本原理在图4.1中电源为5V。如果这是LED灯两端的电压变化示意图，t1表示LED灯亮的时间，t2表示LED灯灭的时间，那么LED灯亮的时间就是t1.当LED灯采用PWM调制时，占空比t0=t1/T，当t1=0时，LED灯处于灭的状态，随着t1的增大，占空比增大，LED灯随之变亮，当t1=T时，LED灯就会处于最亮的状态。用PWM调制结合单片机的脉冲输出便可以解决调节LED灯亮度的问题。但在解决亮度调节的问题时还会用到单片机的延时，下面介绍单片机定时延时的使用方法。、产生条件及中断服务

38、程序的入口如表4.1所示。表4.1 中断入口、中断响应、中断服务、中断返回。CPU在每个指令周期的最后一个周期都会检查最后一个T周期是否有中断请求，如果有中断请求，CPU就会进入中断响应阶段，进行中断服务，当中断服务程序执行完成以后会出中断服务程序，从而返回到原来主程序当中。在编写中断服务程序的时候，要注意寄存器内容的保护，而中断服务程序完毕后要注意恢复这些寄存器内容，这就是所说的保护现场。保护现场操作可以通过堆栈操作（PUSH和POP）完成。现为灯光设置16个灯光亮度，通过AT89S52单片机完成对P0.0口所接灯的亮度调节，另外在一片单片机中接入外部中断0，外部中断0的作用为：每有一个外部

39、中断0就会就会使灯增加一个灯光亮度。通过外部中断与T0定时中断的结合可完成对P0.0口灯光亮度的调节。用单片机中31H作为灯光亮度的标志，32H记录T0中断个数。1. 通信方式简介2. 波特率和发送接收时钟3. 串行口的控制寄存器SCON、接收、和发送控制及串行口的标志均由专用寄存器SCON控制和知识，其格式如表4.3所示。SM0,SM1：为串行口工作方式的控制位。0 0方式0,;0 1方式1；1 0方式2；1 1方式3。REN：串行接受允许位。0禁止接受；1允许接受。表4.3 SCON格式65536×Fosc/12=65536us=65.536ms1. 波特率的选定4.4 景观灯控

40、制系统的实现5.1 EASY51的调试使用用下载线将PC机与单片机相连接，右键点击我的电脑进入“设备管理器”选项，在此之下双击“端口（COM和LPT）”查看端口，如图5.1所示：图5.1 EASY51端口查看可见USB Serial Port （COM3），由此可见下载线与COM3对应。打开EASY51，在其右下角点击“设置”选项，在“编程器类型”中选择“使用EASY51串行编程器”，在“串口”中选择“COM3”,如果USB Serial Port与COM4对应，则在设置中，“串口”选项应改为:COM4,即USB Serial Port与端口相对应，设置过程如图5.2所示。 设置完成后关闭Ea

41、syl51,再重新打开，在连接线与单片机连接无问题的情况下会出现“编程器：就绪”字样。如图5.3所示。当出现图5.3所示情景时，EASY51的调试完成。在EASY51界面中选择走动打开 图5.2 EASY设置过程 图5.3 调试完成本设计利用了89S52单片机、MAX48、RS-485总线和LED灯等器件完成了景观灯控制系统中灯光亮度调节和灯光变幻功能。由于其电路简化，成本低等优点，所以本系统的应用范围比较广泛。 此次设计完成并达到了预期的效果，其中实现的功能如下：1、RS-485总线上的数据通信。通过RS485总线，我们将主控制器中的控制信号传送到副控制器当中。这样保证了每个灯光亮度变化具有

42、一定的同时性。 2、灯光亮度的调节。灯光的亮度有16个亮度单位，其中传送数据位的低4位为0时，灯光全灭，当数据位低4位为15时，灯光达到最亮，其余值介于全灭与最亮之间。3、灯光的变幻。16只灯实现16个亮度，本系统实现了亮度的循环，如果将此16只灯围成一个圆形，灯光就像一条流星一样实现流星绕月。在本次设计中，我亲身参与选择题目、选择硬件、搭接电路、设计程序。这些过程中加深了我对单片机这一科目的了解，对其中所使用过的全部元器件有了更加深刻的认识，而且有了实际的应用经验，我认为这是十分宝贵的，对我在以后的工作学习中一定会有很大的帮助。在电子信息科学与技术专业刘昶老师的帮助下，我解决了一个有一个在完

43、成系统过程中的难题，感谢刘昶老师，如果不是您的耐心指导和帮助，我不会走到今天。不仅如此，刘昶老师还教会了我如何做一个好工程师的道理，虽然我现在还不是一个工程师，但我希望有一天我能成为一个工程师，一个好的工程师，流畅老师的话让我刻骨铭心。另外还要感谢纪振平老师，马东老师，藏晶老师，在他们的帮助下，我顺利的解决了就业户口问题，在此谢谢三位老师。虽然，这一过程并不是一帆风顺的，我遇到过困难，也曾经举步不前，也曾经想过要放弃，但最终我成功了，一步步走过来了。我会珍惜这份难得经历，因为它是我走向社会的基石。. 单片微型计算机与接口技术. 第3版. 电子工业出版社.20052 雷丽文. 微机原理与接口技术

44、. 第2版. 电子工业出版社.2008.3 王兆安. 电力电子技术. 第4版. 机械工业出版社. 20084 潘永雄. 新编单片机原理与应用. 第3版. 西安电子科技大学出版社. 2003.5 徐爱华. 单片机应用技术教程. 机械工业出版社. 2003.6 楼然苗. 51系列单片机设计实例.第2版. 北京航空航天大学出版社. 2003.7 杨峰. 霓虹灯景观照明工程设计手册. 电子工业出版社. 20078 Jan Axelson. 串行端口大全. 中国电力出版社. 2001.9 张丽娟. MCS-51系列单片机典型应用. 科学技术学报. 2006（24）10 罗玉芬，黎珠博. 单片机串行口通信

45、平台的搭建. 防灾科技学院学报.2007（12） 11 朱雨恒，马晓航. 485总线通信协议. 石家庄铁道学院学报. 2004（06）附录A 英文原文Function and structure of the MCS-51 seriesFunction and structure of the MCS-51 series one-chip computer is the name of a piece of one-chip computer series which Intel Company produces. This company introduced 8 top-grade one

46、-chip computers of MCS-51 series in 1980 after introducing 8 one-chip computers of MCS-48 series in 1976. It belongs to a lot of kinds of the one-chip computer, such as 8051, 8031, 8751, 80C51BH, 80C31BH,etc. their basic composition, basic performance and instruction system are all the same. 8051 co

47、mputer is the representatives of 51 serial one-chip computers. A one-chip computer system is made up of several following parts: (1) One microprocessor of 8 (CPU). (2) At slice data memory RAM (128B/256B),it only use to read and write data, if result not middle of operation, final result and data wa

48、nted to show, etc. (3) Procedure memory ROM/EPROM (4KB/8KB ), is used to preserve the procedure , some initial data and form in slice. But does not take ROM/EPROM within some one-chip computers, such as 8031, 8032, 80C, etc.(4) Four 8 run side by side I/O interface P0 four P3, each mouth can use as

49、introduction, may use as exporting too. (5) Two timer / counter, each timer / counter may set up and count in the way, used to count to the external incident, can set up into a timing way too, and can according to count or result of timing realize the control of the computer. (6) Five cut off cuttin

50、g off the control system of the source. (7) One all duplex serial I/O mouth of UART (universal asynchronous receiver/transmitter (UART) ), is it realize one-chip computer or one-chip computer and serial communication of computer to use for. (8) Stretch oscillator and clock produce circuit, quartz cr

51、ystal finely tune electric capacity need outer. Allow oscillation frequency as 12 MHz. now at most. Every the above-mentioned part was joined through the inside data bus .Among them, CPU is a core of the one-chip computer, it is the control and command centre of the computer, made up of such parts a

52、s arithmetic unit and controller , etc. The arithmetic unit can carry on 8 persons of arithmetic operation and unit ALU of logic operation while including one, the 1 storing devices temporarily of 8, storing device 2 temporarily, 8's accumulation device ACC, register B and procedure state regist

53、er PSW, etc. Person who accumulate ACC count by 2 input ends entered of checking etc. temporarily as one operation often, come from person who store 1 operation is it is it make operation to go on to count temporarily , operation result and loop back ACC with another one. In addition, ACC is often r

54、egarded as the transfer station of data transmission on 8051 inside. The same as general microprocessor, it is the busiest register. Help remembering that agreeing with an expresses in the order. The controller includes the procedure counter, the order is deposited, the orders decipher the oscillato

55、r and timing circuit, etc. The procedure counter is made up of counter of 8 for two, amounts to 16. It is a byte address counter of the procedure in fact, the content is the next IA that will carried out in PC. The content which changes it can change the direction that the procedure carries out. Shake the circuit in 8051 one-chip computers, only need outer q