單片機(jī)C語(yǔ)言入門(mén)課程設(shè)計(jì)（報(bào)告）《單片機(jī)C語(yǔ)言入門(mén)》課程設(shè)計(jì)（報(bào)告）題目：智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄第1章概述 31.1選題意義 31.2關(guān)于智能照明控制系統(tǒng)的分類(lèi)及優(yōu)勢(shì) 3第2章總體設(shè)計(jì)方案 42.1智能燈光控制設(shè)計(jì)的基本要求 42.2總體設(shè)計(jì)方案 62.2.1設(shè)計(jì)思路 62.2.2方案論證與比較 62.2.2.1主控制器 72.2.2.2CAN控制器選擇 92.2.2.3CAN收發(fā)器 102.2.2.4CAN通信電纜 112.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 12第3章系統(tǒng)程序模塊設(shè)計(jì) 133.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 143.2CNA電路設(shè)計(jì) 153.3TFT液晶顯示模板設(shè)計(jì) 163.4CAN總線(xiàn)程序 17總結(jié) 18

第1章概述1.1選題意義智能燈光控制是基于電力線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，利用電力線(xiàn)載波技術(shù)以及電力線(xiàn)信息傳輸X10協(xié)議，實(shí)現(xiàn)電話(huà)遠(yuǎn)程控制、集中控制、無(wú)線(xiàn)遙控、電腦控制、定時(shí)控制、網(wǎng)絡(luò)控制等多種控制方式，并提供燈光軟啟、調(diào)光、亮度記憶、場(chǎng)景記憶等智能化操作和管理。智能燈光控制內(nèi)各設(shè)備的控制信息獨(dú)立存儲(chǔ)，任意設(shè)備損壞也不影響本系統(tǒng)中其它設(shè)備正常工作，更不會(huì)引起系統(tǒng)癱瘓。存儲(chǔ)的信息具有停電后不丟數(shù)據(jù)功能，在恢復(fù)供電時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到停電前的工作狀態(tài)。系統(tǒng)設(shè)備中配有“軟啟動(dòng)”功能以防止高啟動(dòng)電流或熱沖擊所引起的燈具的永久性損壞。智能燈光控制能非常方便地與劇場(chǎng)、電視臺(tái)演播室中的其它相關(guān)控制和管理系統(tǒng)（如大型演播廳舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)、多媒體內(nèi)部通訊系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、BA系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等）的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展和聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)“多網(wǎng)合一，資源共享”的管理模式。1.2關(guān)于智能照明控制系統(tǒng)的分類(lèi)及優(yōu)勢(shì)智能照明作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，無(wú)論是國(guó)內(nèi)平臺(tái)還是國(guó)際巨頭都已開(kāi)始注意且介入。另外，現(xiàn)在智能LED民用照明領(lǐng)域已是一片紅海，而工業(yè)照明大多走的是隱形工程渠道，可以免去價(jià)格戰(zhàn)和規(guī)模戰(zhàn)的廝殺，從中獲取穩(wěn)定的利潤(rùn)。同時(shí)，現(xiàn)在工業(yè)智能照明領(lǐng)域的LED廠(chǎng)商數(shù)目相對(duì)較少，市場(chǎng)比較分散，競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度也較小，市場(chǎng)存在一定的發(fā)展前景。放眼全球范圍內(nèi)，綠色照明終究是大勢(shì)所趨。智能LED照明作為綠色照明的優(yōu)秀代表，其應(yīng)用會(huì)越來(lái)越普遍。現(xiàn)在，智能LED的滲透率相對(duì)較低，智能照明待挖掘的市場(chǎng)后勁依舊相當(dāng)龐大。智能照明控制系統(tǒng)有許多的特性，比如它可以隨著不同的場(chǎng)景而更換不同類(lèi)型的燈光，甚至是燈光的淡入和淡出都能得到很好地切換，同時(shí)它可以接入各種傳感器對(duì)燈光進(jìn)行自動(dòng)控制。它還具有時(shí)間控制的功能，能根據(jù)不同的時(shí)間對(duì)燈光進(jìn)行亮度的調(diào)整。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)等發(fā)展，利用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)智能節(jié)點(diǎn)將照明設(shè)備構(gòu)成局域控制網(wǎng)絡(luò)，形成網(wǎng)絡(luò)化控制必將成為智能控制的發(fā)展趨勢(shì)。正因?yàn)檫@樣研究現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與照明控制相結(jié)合的技術(shù)，必將是未來(lái)發(fā)展的需要，因此，有必要研究照明控制在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上的應(yīng)用。然而，CAN總線(xiàn)又是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的杰出代表之一，研究CAN總線(xiàn)對(duì)照明的口控制有重大意義，這不僅促進(jìn)智能照明控制技術(shù)的發(fā)展，也擴(kuò)寬了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域。還能實(shí)現(xiàn)“綠色照明”，節(jié)約能源。智能照明的技術(shù)特點(diǎn)和現(xiàn)狀：(1)系統(tǒng)開(kāi)放性好(2)具有互可操作性與互用性(3)使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有智能化和功能自治性(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性(5)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的強(qiáng)適應(yīng)性(6)系統(tǒng)成本低、性能高。在20世紀(jì)80年代中期，德、法等歐洲國(guó)家的一些大公司相繼推出了自己的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品，同時(shí)制定了自己相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。自20世紀(jì)90年代后，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，出現(xiàn)了群雄并起、百家爭(zhēng)鳴的局面，全世界發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)已達(dá)數(shù)十種。但通過(guò)實(shí)際應(yīng)用后，這些現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)也日漸明顯。這兒種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已逐漸具有影響力，并在一些特定的應(yīng)用領(lǐng)域顯示了自己的優(yōu)勢(shì)。CAN局域控制網(wǎng)是目前運(yùn)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一，它是一種多主總線(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，節(jié)點(diǎn)之間有優(yōu)先級(jí)之分，因而通信方式靈活。CAN可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(成組)及全局廣播等幾種方式傳送和接收數(shù)據(jù)。CAN采用非破壞性位仲裁技術(shù)，優(yōu)先級(jí)發(fā)送，可以大大節(jié)省總線(xiàn)沖突仲裁時(shí)間，在重負(fù)荷下表現(xiàn)出良好的性能。最早運(yùn)用于汽車(chē)工業(yè)，隨著CAN總線(xiàn)技術(shù)的不斷發(fā)展，其運(yùn)用領(lǐng)域也得到了不斷地?cái)U(kuò)展，如今，在機(jī)器人，數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化儀表、航空工業(yè)等領(lǐng)域，都能看見(jiàn)CAN的影子?？紤]到照明控制技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的結(jié)合構(gòu)成智能網(wǎng)絡(luò)照明控制系統(tǒng)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，因此我們有必要研究基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)的智能照明控制技術(shù)，本課題正是基于此而提出的基于CAN總線(xiàn)的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本課題主要任務(wù)是研究CAN總線(xiàn)在智能照明設(shè)備控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并且開(kāi)發(fā)出三個(gè)智能CAN總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)，并利用這三個(gè)節(jié)點(diǎn)，搭建CAN總線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離多節(jié)點(diǎn)的照明控制方案，設(shè)計(jì)中采用一個(gè)主控節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)從節(jié)點(diǎn)，通過(guò)主控節(jié)點(diǎn)，控制兩從節(jié)點(diǎn)上的兩盞照明燈，照明燈通過(guò)AC220V供電，并制作了繼電器控制模塊，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)中弱電的隔離。并通過(guò)長(zhǎng)距離(20米左右)、多節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)控制測(cè)試，幾平滿(mǎn)足實(shí)際照明控制系統(tǒng)的所有要求，具有重大的實(shí)際應(yīng)用意義。因此，本課題就是利用高性?xún)r(jià)比、安全可靠運(yùn)用廣泛的CAN總控制網(wǎng)絡(luò)與照明設(shè)備構(gòu)成CAN網(wǎng)絡(luò)智能照明控制系統(tǒng)。第2章總體設(shè)計(jì)方案2.1智能照明設(shè)計(jì)的基本要求2.1.1設(shè)計(jì)要求本題目要求設(shè)計(jì)一個(gè)基于CAN總線(xiàn)的智能照明控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中采用主從節(jié)點(diǎn)的雙絡(luò)設(shè)計(jì)方案，通過(guò)主節(jié)點(diǎn)對(duì)各個(gè)從節(jié)點(diǎn)的照明燈進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，多個(gè)從節(jié)點(diǎn)，并模擬應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行試驗(yàn)研究。主節(jié)點(diǎn)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)從節(jié)點(diǎn)照明燈開(kāi)關(guān)時(shí)間、狀態(tài)等的功能。在主節(jié)點(diǎn)上，主節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)設(shè)置所有從節(jié)點(diǎn)開(kāi)關(guān)燈時(shí)間及狀態(tài)，從節(jié)點(diǎn)也可以隨時(shí)設(shè)置本節(jié)點(diǎn)燈設(shè)備的開(kāi)關(guān)情況。并且，無(wú)論是在哪里改變了照明燈設(shè)備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)或剩余時(shí)間，都能實(shí)時(shí)的更新主從節(jié)點(diǎn)上的顯示。此外，本系統(tǒng)還具有離線(xiàn)檢測(cè)，通訊指示，運(yùn)行指示等功能。當(dāng)某從節(jié)點(diǎn)設(shè)備人為的從總線(xiàn)上卸下或由于總線(xiàn)局部斷開(kāi)而造成的節(jié)點(diǎn)離線(xiàn)，都能在主節(jié)點(diǎn)監(jiān)控界面上實(shí)時(shí)顯示。另外，系統(tǒng)具有通信故障指示，當(dāng)與主節(jié)點(diǎn)相連的總線(xiàn)斷開(kāi)時(shí)，主節(jié)點(diǎn)將作出相應(yīng)的通信異常指示。2.2總體設(shè)計(jì)方案2.2.1.設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)是一個(gè)基于CAN總線(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)。設(shè)計(jì)中采用主從式總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)主從節(jié)點(diǎn)的信息交流。并日采用CAN總線(xiàn)的雙驗(yàn)收濾波技術(shù)，以保證同時(shí)支持CAN總線(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信和廣播通信方式，為節(jié)點(diǎn)間的正確通信打下良好基礎(chǔ)。系統(tǒng)工作流程如下：首先，在主節(jié)點(diǎn)利用觸摸屏輸入各從節(jié)點(diǎn)燈控制信息，點(diǎn)擊確定后，先依次將各個(gè)從節(jié)點(diǎn)的設(shè)置信息，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式發(fā)送給各個(gè)從節(jié)點(diǎn)，緊接著用廣播方式將一個(gè)啟動(dòng)燈信號(hào)發(fā)送給所有的從節(jié)點(diǎn)，以保證同時(shí)啟動(dòng)所有從節(jié)點(diǎn)燈設(shè)備。當(dāng)從節(jié)點(diǎn)設(shè)備接收到燈設(shè)置信息和確定信號(hào)后,從節(jié)點(diǎn)將接收到的信息進(jìn)行解包翻譯，并產(chǎn)生照明燈開(kāi)關(guān)控制信號(hào)和定時(shí)器控制信號(hào)以控制燈設(shè)備。在正常運(yùn)行模式(非設(shè)置模式)下，主節(jié)點(diǎn)通過(guò)不斷向各個(gè)從節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求幀，從節(jié)點(diǎn)只有接收到目標(biāo)地址為自己節(jié)點(diǎn)號(hào)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求幀,才會(huì)將本節(jié)點(diǎn)燈設(shè)備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)和剩余時(shí)間發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更新顯示，從而實(shí)現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)對(duì)從節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)從節(jié)點(diǎn)將自身的燈控制信息更改后，由于主節(jié)點(diǎn)不斷的向從節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求數(shù)據(jù)，故，各從節(jié)點(diǎn)的燈信息也能在主節(jié)點(diǎn)上動(dòng)態(tài)更新。對(duì)于離線(xiàn)檢測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)，主節(jié)點(diǎn)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，檢查各個(gè)從節(jié)點(diǎn)是否發(fā)送過(guò)數(shù)據(jù)給主節(jié)點(diǎn)，如果沒(méi)有發(fā)送過(guò)數(shù)據(jù),則認(rèn)為該從節(jié)點(diǎn)已經(jīng)斷開(kāi)了總線(xiàn)的連接即節(jié)點(diǎn)離線(xiàn)。否則，從節(jié)點(diǎn)在線(xiàn)。在運(yùn)行指示功能中，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)主程序停止運(yùn)行則指示運(yùn)行不正常。具體實(shí)現(xiàn)如下，首先定義一個(gè)全局變量WorkCount，在主節(jié)點(diǎn)主程序的while工作循環(huán)中自加，當(dāng)while循環(huán)執(zhí)行一次，則該變量增加1，當(dāng)該變量能達(dá)到某設(shè)定閾值則取反運(yùn)行指示燈狀態(tài)并清零WorkCount后重新自加計(jì)數(shù)，這樣當(dāng)主程序還在運(yùn)行，則運(yùn)行指示燈一直閃爍。2.2.2方案論證與比較考慮到實(shí)際因素的制約，所以不可能考慮高成本以及在實(shí)驗(yàn)室難以制作的設(shè)備，由于照明設(shè)備所處的環(huán)境差異較大，有些環(huán)境較為惡劣，在降低成本的同時(shí)還要保證數(shù)據(jù)通信的可靠性，所以在選擇器件時(shí)就應(yīng)優(yōu)先考慮上述因素。2.2.2.1主控制器對(duì)于從節(jié)占單片機(jī)的選擇，我們采用比較常用的STC89系列單片機(jī)，如STC89C52選用該型單片機(jī)的原因：(1)從節(jié)點(diǎn)的功能比較單一，程序量不大，采用該型單片機(jī)無(wú)須擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器。(2)起數(shù)據(jù)采集和輸出控制作用的智能從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都會(huì)及時(shí)發(fā)送出去，需要你本地存儲(chǔ)器容量也不大，采用該型單片機(jī)無(wú)須擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。(3)選用該類(lèi)型單片機(jī)，可以采用由德國(guó)的Keil公司生產(chǎn)的，在代碼生成方面處于世界領(lǐng)先地位Keil軟件開(kāi)發(fā)工具，該開(kāi)發(fā)工具比較容易獲得，具有友好的界面，我們也比較熟悉。它內(nèi)部具有兼容于MCS-51的頭文件，編程方便，開(kāi)發(fā)周期短，開(kāi)發(fā)效率高。故，我們選用STC89C52單片機(jī)作為從節(jié)點(diǎn)主控制器。(4)STC89系列單片機(jī)具有較豐富的中斷和計(jì)數(shù)器資源;指令與MCS51兼容，在軟件編寫(xiě)上比較方便。比較后選擇STC89C52單片機(jī)作為智能從節(jié)點(diǎn)卡控制器芯片。對(duì)于主節(jié)點(diǎn)，由于要保存和處理多個(gè)節(jié)點(diǎn)燈設(shè)備的數(shù)據(jù)，需要較大的RAM容量，而為了建立友好的人機(jī)界面，還需要彩屏、觸摸屏、SD卡、串口、蜂鳴器、CAN接口電路等外設(shè)，程序較為龐大，需要的ROM較大，另外，主節(jié)點(diǎn)需要處理大量的數(shù)據(jù)，需要較快的運(yùn)算速度，數(shù)據(jù)處理中常常要用到乘法運(yùn)算，為了提高數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，需要硬件乘法器的支持。然而通常的STC89C52單片機(jī)運(yùn)算速度較慢，RAM和ROM都較小，內(nèi)部無(wú)集成硬件乘法器和CAN控制器等。因此，不選用STC89C52單片機(jī)作為主節(jié)點(diǎn)的主控制器。由于LPC2119ARM系列微處理器運(yùn)行速度較快，內(nèi)部有16KRAM和128K的Flash在儲(chǔ)器能滿(mǎn)足主節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器要求，并目LPC2119內(nèi)部集成有硬件乘法器和CAN控制器，選用該處理器作為主節(jié)點(diǎn)的住控制器，可以提高可靠性并降低制作成本，此外，LPC2119處理器功耗較低，采用3.3V和1.8V供電就可以了，耗電較少。故，主節(jié)點(diǎn)采用NXP公司生產(chǎn)的LPC2119微處理器作為主控制器。2.2.2.2CAN控制器選擇選擇哪種CAN控制器將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的成本產(chǎn)生較大的影響。目前市場(chǎng)上CAN控制器分為單片機(jī)(或DSP)內(nèi)嵌式和獨(dú)立式二大類(lèi)。主節(jié)點(diǎn)CAN控制器選擇由于主節(jié)點(diǎn)選用LPC2119處理器，其內(nèi)部集成有CAN控制器，故主節(jié)點(diǎn)無(wú)需再選有獨(dú)立CAN控制器。(2)從節(jié)點(diǎn)CAN控制器選擇考慮到從節(jié)點(diǎn)控制任務(wù)簡(jiǎn)單，為降低成本選用常用的STC89C52作為主控制器，其內(nèi)部無(wú)集成的CAN控制器，故選用獨(dú)立的CAN控制器芯片。在這里我們采用Philips公司的獨(dú)立式CAN控制器SJA1000，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上最熱門(mén)，它與單片機(jī)的接口簡(jiǎn)單，訪(fǎng)問(wèn)SJA1000就像訪(fǎng)問(wèn)單片機(jī)的外部RAM一樣，操作簡(jiǎn)單，方便。而且SJA1000還是一款支持CAN2.0B協(xié)議的CAN控制器芯片，并且其價(jià)格也不高，其可采用直列式封裝，制作簡(jiǎn)單。因此，我們選擇SJA1000作為從節(jié)點(diǎn)的CAN控制器。2.2.2.3CAN收發(fā)器對(duì)于CAN收發(fā)器，只有PCA82C250最為適合了，盡管有TJA1050、PCA82C252、CF15、Si9200但是PCA82C250在市場(chǎng)應(yīng)用多，相關(guān)的設(shè)計(jì)較多，因此選擇PCA82C250作為CAN收發(fā)器。2.2.2.4CAN通信電纜為了提高CAN總線(xiàn)通信可靠性和抗干擾能力，我們采用雙絞線(xiàn)作為CAN總線(xiàn)通信電纜，雙絞線(xiàn)通過(guò)雙絞，減少自身對(duì)外界的電磁波輻射，同時(shí)也提高了外部電磁波輻射的抗干擾能力，另外，當(dāng)平行對(duì)線(xiàn)傳輸高頻信號(hào)時(shí)由于兩線(xiàn)之間存在的電容作用，引起信號(hào)相位相對(duì)滯后，當(dāng)平行線(xiàn)對(duì)雙絞時(shí)，就會(huì)在線(xiàn)對(duì)形成電容的同時(shí)形成一個(gè)出聯(lián)的電感，以抵消電容的影響，從而提高通信可靠性。2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)主要采用車(chē)從武總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有結(jié)松簡(jiǎn)單、布線(xiàn)容易、成本低、編程容易等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)中山CAN主節(jié)點(diǎn)、多個(gè)CAN從節(jié)點(diǎn)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和燈設(shè)備等構(gòu)成。在主節(jié)點(diǎn)上可以設(shè)置或監(jiān)視所有從節(jié)點(diǎn)的燈設(shè)備的開(kāi)關(guān)燈狀態(tài)及剩余時(shí)間。從節(jié)點(diǎn)也可以自行設(shè)置本節(jié)點(diǎn)燈的狀態(tài)情況。網(wǎng)絡(luò)中可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式以及廣播發(fā)送方式，以確保順信息的正確達(dá)到。具體系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示:智能通信節(jié)點(diǎn)主要由單片機(jī)處理器、CAN總線(xiàn)控制器和相應(yīng)的輸入輸出設(shè)備三部分組成。首先主節(jié)點(diǎn)將帶有照明控制信號(hào)的控制信息通過(guò)CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到特定的從節(jié)點(diǎn)，從節(jié)點(diǎn)接收到控制信息后，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚恚粗鞴?jié)點(diǎn)控制要求產(chǎn)生特定的照明控制信號(hào)，以控制相應(yīng)的照明設(shè)備。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)照明設(shè)備的定時(shí)開(kāi)、關(guān)控制。以此同時(shí)，從節(jié)占不斷的對(duì)相應(yīng)昭明燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，當(dāng)前期余時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并通過(guò)CAN雙絡(luò)發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)顯示，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各照明設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外，照明燈的控制信號(hào)可以在照明設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的從節(jié)點(diǎn)上設(shè)置，也可以在控制室里的主節(jié)點(diǎn)上設(shè)置。無(wú)論是在哪里改變了照明設(shè)備的控制信號(hào)，都能實(shí)時(shí)的刷新主、從節(jié)點(diǎn)上的顯示狀態(tài)。從而使系統(tǒng)控制靈活、方便。第3章系統(tǒng)程序模塊設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)主要包括主節(jié)點(diǎn)硬件電路結(jié)構(gòu)和從節(jié)點(diǎn)硬件電路結(jié)構(gòu)以及繼電器模塊等。主節(jié)點(diǎn)電LPC2119ARM7處理器、TFT彩色觸摸屏、串口、SD卡、CAN總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路、蜂鳴器、TAG接口、獨(dú)立式鍵盤(pán)、電源電路等模塊組成。主節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示。從節(jié)點(diǎn)由STC89C52單片機(jī)、LCM1602液晶模塊、串口、獨(dú)立式鍵盤(pán)、SJA1000、CAN控制器電路、CAN總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路、繼電器控制電路等模塊組成。從節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖3.2所示：3.2CAN電路設(shè)計(jì)CAN總線(xiàn)電路主要包括CAN控制器部分和CAN總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)部分。其中CAN控制器部分主要集成在LPC2119ARM處理器內(nèi)部，在這里不做它的硬件介紹。在這里主要詳細(xì)介紹CAN總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路。在本設(shè)計(jì)中采用由NXP公司生產(chǎn)的應(yīng)用最為廣泛的CAN總線(xiàn)收發(fā)器PCA82C250，它主要應(yīng)用于汽車(chē)中高速領(lǐng)域，支持ISO-11898標(biāo)準(zhǔn)。PCA82C250是CAN控制器和物理總線(xiàn)間的接口，它提供對(duì)總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送與接收能力，增大通信距離，提高系統(tǒng)瞬間抗干擾能力，保護(hù)總線(xiàn)，降低射頻干擾等。其內(nèi)部具有限流電路，可防止發(fā)送輸出級(jí)對(duì)電源、地或負(fù)載短路。雖然短路出現(xiàn)時(shí)的功耗增加，但不至使輸出級(jí)損壞。若結(jié)溫超過(guò)大約160℃，則兩個(gè)發(fā)送器輸出端極限電流將減少，由干發(fā)送器是功耗的主要部分，因而限制了芯片的溫升。器件的所有其他部分將繼續(xù)工作。PCA82C250采用雙線(xiàn)差分驅(qū)動(dòng),有助干抑制在惡劣電氣環(huán)境下的瞬變干擾。PCA82C250具有以下特性:符合ISO-11898標(biāo)準(zhǔn)。高速率(最高可達(dá)1Mbps);保護(hù)總線(xiàn)能力，具有抗汽車(chē)環(huán)境下的瞬間干擾;采用斜率控制(SlopeControl)，降低射頻干擾(RFI);差分接收器，抗寬范圍的共模干擾，抗電磁干擾(EMI);過(guò)熱保護(hù);總線(xiàn)與電源及地之間的短路保護(hù):低電流待機(jī)模式。未上電節(jié)點(diǎn)對(duì)總線(xiàn)無(wú)影響;總線(xiàn)至少可以連接110個(gè)節(jié)點(diǎn)。PCA82C250管腳圖如圖3.7所示主節(jié)點(diǎn)是整個(gè)CAN總線(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的核心單元,它管理了多達(dá)110個(gè)從節(jié)點(diǎn)燈設(shè)備，它要求具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、運(yùn)算處理能力和友好的人機(jī)界面。因此，主節(jié)點(diǎn)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞以及其程序模塊的劃分是否得當(dāng)，將會(huì)直接地影響著整個(gè)照明控制系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。因此，合理規(guī)劃主節(jié)點(diǎn)的軟件結(jié)構(gòu)和模塊劃分是十常有意義的。在設(shè)計(jì)中，經(jīng)過(guò)精心的設(shè)計(jì)規(guī)劃，將主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)軟件劃分為七大模塊，它們分別為：系統(tǒng)初始化模塊、CAN協(xié)議模塊、TFT液品顯示模塊、SD卡驅(qū)動(dòng)模塊、UART驅(qū)動(dòng)模塊、觸摸屏鍵盤(pán)打描模塊以及蜂鳴器驅(qū)動(dòng)模塊。主節(jié)點(diǎn)軟件結(jié)構(gòu)如圖4.1所示:3.3TFT液晶顯示模塊設(shè)計(jì)TFT液晶設(shè)備是一個(gè)輸出設(shè)備，是用戶(hù)與系統(tǒng)進(jìn)行交流溝通的橋梁。而TFT液晶顯示模塊是實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流溝通功能的基礎(chǔ)。因此，良好的TFT液晶顯顯示模塊，是實(shí)現(xiàn)友好人機(jī)界面的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)中將TFT液晶顯示模塊劃分為兩層:TFT液品驅(qū)動(dòng)程序?qū)雍蚑FT液晶應(yīng)用程序?qū)?。?qū)動(dòng)層是最底層的程序，是直接與TFT硬件打交道的程序，需要對(duì)其硬件接口及操作時(shí)序有深刻的理解。所有的應(yīng)用層函數(shù)都是基于該驅(qū)動(dòng)層函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。TET驅(qū)動(dòng)層承數(shù)包括:TFT初始化函數(shù)、寫(xiě)字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)、寫(xiě)字節(jié)命令函數(shù)、TFT讀字節(jié)函數(shù)。下面分別講解驅(qū)動(dòng)程序函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。寫(xiě)字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù):打開(kāi)TFT片選(LCDCS=0)，將數(shù)據(jù)/命令端口RS置高電平，以通知液晶控制器,發(fā)送的是普通數(shù)據(jù)而不是命令數(shù)據(jù),接著給數(shù)據(jù)總線(xiàn)填入要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，TET寫(xiě)控制端WR先拉低再拉高，形成一個(gè)上升沿，一個(gè)上升沿后數(shù)據(jù)就寫(xiě)入TFT液晶了，最后再關(guān)掉片選。寫(xiě)學(xué)節(jié)命令函數(shù):打開(kāi)片選，將數(shù)據(jù)/命令端口RS置低電平，以通知液晶控制器發(fā)送的是命令數(shù)據(jù)而不是普通數(shù)據(jù)，接著給數(shù)據(jù)總線(xiàn)填入要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，TFT寫(xiě)控制端WR先拉低再拉高，形成一個(gè)上升沿，一個(gè)上升沿后數(shù)據(jù)就寫(xiě)入TFT液晶了，最后再關(guān)掉片選。TFT讀字節(jié)函數(shù):打開(kāi)片選，寫(xiě)入要讀的RAM地址，設(shè)置數(shù)據(jù)總線(xiàn)為輸入口，設(shè)置數(shù)據(jù)/命令選擇線(xiàn)為高電平，以說(shuō)明讀的是數(shù)據(jù)，接著將讀控制線(xiàn)RD先拉低再拉高，形成一個(gè)上升沿，一個(gè)上升沿后數(shù)據(jù)就從TFT液晶輸出到總線(xiàn)了，然后從總線(xiàn)上讀取數(shù)據(jù)并存干變量中，最后關(guān)閉片選。TFT驅(qū)動(dòng)程序的各函數(shù)流程圖如圖所示。3.4CAN總線(xiàn)程序#include//SJA存儲(chǔ)器定義頭文件#include//SJA子程序文件調(diào)試好的can總線(xiàn)程序//voidInit_Cpu(void);//初始化單片機(jī)voidSja_1000_Init(void);//初始化SIA//voidmain(void){s=0;//配置sja1000出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí),重新初始化do{Sja_1000_Init();}while(s!=0);Init_Cpu();//initializemcuflag_init=0x00;//保存中斷寄存器值清零while(1){if(rcv_flag)//ifthereisreceiveinterrupt{rcv_flag=0;//接收標(biāo)志位清零BCAN_DATA_RECEIVE(rcv_data);//接收數(shù)據(jù)BCAN_CMD_PRG(RRB_CMD);//釋放接收緩沖區(qū)flag_send=1;//發(fā)送命令置位}if(flag_send){flag_send=0;//發(fā)送位清零send_data[0]=rcv_data[2];//接收到的"發(fā)送方ID10~ID3"send_data[1]=rcv_data[3];//接收到的"發(fā)送方ID2~ID0"和要求的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度send_data[2]=0x88;send_data[3]=0x89;BCAN_DATA_WRITE(send_data);//發(fā)送數(shù)據(jù)BCAN_CMD_PRG(TR_CMD);//置位發(fā)送請(qǐng)求位for(count_k=0;count_k<200;count_k++)display(a);//延時(shí)顯示"5"}if(err_flag)//錯(cuò)誤中斷{for(count_k=0;count_k<280;count_k++)display(c);//錯(cuò)誤顯示"1"err_flag=0;//錯(cuò)誤標(biāo)志位清零Sja_1000_Init();//初始化SJA}dis