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[摘要]介绍一种基于单片机AT89C51和无线传输模块LZ713i GPRS DTU构成的多路灯具控制系统。论述其工作原理和软硬件设计方法。
[关键词]单片机AT89C51 无线传输模块LZ713i RS-485接口 看门狗
中图分类号：TP271+.4文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)1010021－02
一、引言
数据传输方式分为有线方式和无线方式传输。有线方式布线比较复杂，在某些不适合布线的场所需要采用无线方式。现有的一些简易无线发射接收模块传输距离近，速率低，可靠性差，不适合用于产品的设计。本文介绍的LZ713i GPRS DTU无线传输模块，具有传输距离远，速率高，数据可靠的优点，和单片机结合可用于许多场合。
二、系统简介
本系统由一个控制台、多个灯具控制器组成。微处理器采用AT89C51，该芯片内含4k可编程程序存储器，可擦写1000次。复位电路采用具有看门狗功能的MAX813L。通讯接口电路采用MAX1487E[1]；无线传输模块采用厦门蓝斯通讯有限公司的LZ713I GPRS DTU ，内部集成了高速嵌入式处理系统，提供TCP/IP协议栈，适用于自身不带，但具有RS232/485/TTL接口通讯能力的设备，为用户提供高速、永远在线、透明数据传输的通道[2]。
（一）控制台
1．硬件设计。原理图见图1。控制台由键盘、液晶显示器、复位电路和通讯部分组成，完成选号及动作控制。
2．软件设计。程序由按键处理、显示、通讯和喂狗四部分构成。按键处理部分的功能：判别是否有键按下，无键按下时，返回；有键按下时，首先扫描键盘，得到按键的列值和行值，然后延时12ms去抖动，再判断是否有键按下，若有，根据按键的行值和列值计算键值，并保存键值，之后转入键值解释部分进行处理。显示部分功能：显示输入的设备编号和动作编号。通讯部分的功能：以一定的时间间隔向下位机发送信息。
按键子程序：
KEYSUB:
MOV A,P0
CPLA
JZK1
MOV R5,#0FFH
MOV R4,#00H ;第一列值
MOV P2,#0FFH
CLR P2.0
LCALL LIE
MOV R4,#01H ;第二列值
MOV P2,#0FFH
CLR P2.1
LCALLLIE
MOV R4,#02H ;第三列值
MOV P2,#0FFH
CLR P2.2
LCALL LIE
MOV R4,#03H ;第四列值
MOV P2,#0FFH
CLR P2.3
LCALL LIE
K1：RET
LIE: MOV R2,#00H ；第一行值
MOV A,P0
ANL A,#01H
JZ KEY
MOV R2,#01H；第二行值
MOV A,P0
ANL A,#02H
JZ KEY
MOV R2,#02H；第三行值
MOV A,P0
ANL A,#04H
JZ KEY
MOV R2,#03H；第四行值
MOV A,P0
ANL A,#08H
JZ KEY
MOV R2,#04H；第五行值
MOV A,P0
ANL A,#10H
JZ KEY
RET
KEY: LCALL DELAY12ms
MOV A,P0
CPLA
JZJ1
MOV A,R2 ；计算键值
RL A
RL A
ADD A,R4;键值=列值(R4)＋行值(R2)×4
MOV R5,A;键值保存于R5
J1：RET
显示子程序：
LCDDISP:
MOV R2,#04H ；要显示数据个数
MOV R0,#ADDR；要显示数据地址
L1: MOV A,@R0
LCALL LCD1
DEC R0
DJNZ R2，L1
RET
LCD1:MOV R7,#8
L2: RRC A
MOV P1.6,C ；送要显示数据位
CLR P1.7 ；形成脉冲信号
SETB P1.7 ；形成脉冲信号
DJNZ R7,L2
RRC A
RET
通讯子程序：
SEND:MOV R0,#ADDR ；要发送数据的起始地址
MOV R1,#15 ；要发送数据的个数
USET:JNB F0,$ ；发送数据完成标志
MOV A,@R0
INC R0
CLR F0；清除发送数据完成标志位
MOV SBUF,A；发送内容送串行口寄存器
DJNZR1,USET
RET
S0:JNB TI,Q1
SETBF0；置位发送数据完成标志位
CLR TI
Q1:CLR RI
RETI
（二）终端控制器
终端控制器可以实现灯具在水平方向左右旋转、垂直方向俯仰运动和调节灯光焦距等三个动作。通过控制灯具的三个动作来满足环境灯光变化的要求。每台灯具有三个电机，电机均采用24V直流电机，通过切换电机两端的电压极性可控制电机的运转方向。
1．硬件设计。控制器由通讯、光电隔离、驱动、执行部分构成。每一个灯具控制器都有一个用来确定自己的设备编号的3位十进制拨盘开关。
上图是实现灯具动作一个单元的电路图。
K1是控制灯具指示灯的继电器；K2是控制灯具动作的继电器；K3是控制灯具运动方向的继电器。IO0为低平时，K1吸合，灯具上的指示灯被点亮，同时电机正极接入电源回路。IO1为低电平时，K2吸合，电机的负极接入电源回路。IO0和IO1同为低平时，灯具开始运动。IO2控制K3的吸合与断开。
2．软件设计。主程序在系统初始化结束后，首先读取拨码开关的数据，计算设备编号，然后开放中断，判断数据块接收完毕标志是否置位。若没有置位时，继续判断；若置位开始按通讯协议处理接收的数据块，当接收的设备编号与自己的相等时，点亮灯具上的指示灯，如果有水平、俯仰和焦距命令，则控制灯具执行相应的动作。当接收的设备编号与自己的不相等时，熄灭灯具上指示灯，停止灯具动作运行。处理完数据块后，清除数据块接收完毕标志，开放中断，重新开始判断数据块接收完毕标志。主程序流程图见图3。
串口中断子程序主要完成串口的中断响应，中断程序中有两个标志位，一个是允许接收数据块标志，另一个是数据块接收完毕标志。进入中断程序后，首先判断允许接收数据块标志是否置位。若置位，接收
的数据放入数据块指定区域，并修改数据块指针，为接收下一个数据作准备，当接收完一个完整的数据块后，清除允许接收数据块标志，置位数据块接收完毕标志；若没有置位，判断是否是起始码？若是起始码，则置位允许接收数据块标志，初始化数据块指针。为接收下一个数据做好准备。程序流程图见图4。
三、结束语
该系统控制简单灵活，适用范围广。经过多次测试，运行情况稳定，达到预期设计目的。
参考文献：
[1] MAXIM新产品数据力手册第四卷.1995.
[2]厦门蓝斯通讯有限公司网站.
[3]单片微型计算机MCS-48 MCS-51应用手册.陈莉蓉 编译. 电子工业出版社.
[4]ApplicationNotes and Development Tools For 80C51 Microcontrllers1995.
[5]张友德，飞利浦80C51系列单片机原理与应用技术手册. 北京航空航天大学出版社.
作者简介：
郑建强，男，1998年毕业于焦作大学工业电气自动化专业，助理工程师，从事自动化控制方面的设计与研究工作；王文明，男，1987年毕业于郑州大学计算机科学系，工程师，从事自动化控制方面的设计与研究工作。
[关键词]单片机AT89C51 无线传输模块LZ713i RS-485接口 看门狗
中图分类号：TP271+.4文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)1010021－02
一、引言
数据传输方式分为有线方式和无线方式传输。有线方式布线比较复杂，在某些不适合布线的场所需要采用无线方式。现有的一些简易无线发射接收模块传输距离近，速率低，可靠性差，不适合用于产品的设计。本文介绍的LZ713i GPRS DTU无线传输模块，具有传输距离远，速率高，数据可靠的优点，和单片机结合可用于许多场合。
二、系统简介
本系统由一个控制台、多个灯具控制器组成。微处理器采用AT89C51，该芯片内含4k可编程程序存储器，可擦写1000次。复位电路采用具有看门狗功能的MAX813L。通讯接口电路采用MAX1487E[1]；无线传输模块采用厦门蓝斯通讯有限公司的LZ713I GPRS DTU ，内部集成了高速嵌入式处理系统，提供TCP/IP协议栈，适用于自身不带，但具有RS232/485/TTL接口通讯能力的设备，为用户提供高速、永远在线、透明数据传输的通道[2]。
（一）控制台
1．硬件设计。原理图见图1。控制台由键盘、液晶显示器、复位电路和通讯部分组成，完成选号及动作控制。
2．软件设计。程序由按键处理、显示、通讯和喂狗四部分构成。按键处理部分的功能：判别是否有键按下，无键按下时，返回；有键按下时，首先扫描键盘，得到按键的列值和行值，然后延时12ms去抖动，再判断是否有键按下，若有，根据按键的行值和列值计算键值，并保存键值，之后转入键值解释部分进行处理。显示部分功能：显示输入的设备编号和动作编号。通讯部分的功能：以一定的时间间隔向下位机发送信息。
按键子程序：
KEYSUB:
MOV A,P0
CPLA
JZK1
MOV R5,#0FFH
MOV R4,#00H ;第一列值
MOV P2,#0FFH
CLR P2.0
LCALL LIE
MOV R4,#01H ;第二列值
MOV P2,#0FFH
CLR P2.1
LCALLLIE
MOV R4,#02H ;第三列值
MOV P2,#0FFH
CLR P2.2
LCALL LIE
MOV R4,#03H ;第四列值
MOV P2,#0FFH
CLR P2.3
LCALL LIE
K1：RET
LIE: MOV R2,#00H ；第一行值
MOV A,P0
ANL A,#01H
JZ KEY
MOV R2,#01H；第二行值
MOV A,P0
ANL A,#02H
JZ KEY
MOV R2,#02H；第三行值
MOV A,P0
ANL A,#04H
JZ KEY
MOV R2,#03H；第四行值
MOV A,P0
ANL A,#08H
JZ KEY
MOV R2,#04H；第五行值
MOV A,P0
ANL A,#10H
JZ KEY
RET
KEY: LCALL DELAY12ms
MOV A,P0
CPLA
JZJ1
MOV A,R2 ；计算键值
RL A
RL A
ADD A,R4;键值=列值(R4)＋行值(R2)×4
MOV R5,A;键值保存于R5
J1：RET
显示子程序：
LCDDISP:
MOV R2,#04H ；要显示数据个数
MOV R0,#ADDR；要显示数据地址
L1: MOV A,@R0
LCALL LCD1
DEC R0
DJNZ R2，L1
RET
LCD1:MOV R7,#8
L2: RRC A
MOV P1.6,C ；送要显示数据位
CLR P1.7 ；形成脉冲信号
SETB P1.7 ；形成脉冲信号
DJNZ R7,L2
RRC A
RET
通讯子程序：
SEND:MOV R0,#ADDR ；要发送数据的起始地址
MOV R1,#15 ；要发送数据的个数
USET:JNB F0,$ ；发送数据完成标志
MOV A,@R0
INC R0
CLR F0；清除发送数据完成标志位
MOV SBUF,A；发送内容送串行口寄存器
DJNZR1,USET
RET
S0:JNB TI,Q1
SETBF0；置位发送数据完成标志位
CLR TI
Q1:CLR RI
RETI
（二）终端控制器
终端控制器可以实现灯具在水平方向左右旋转、垂直方向俯仰运动和调节灯光焦距等三个动作。通过控制灯具的三个动作来满足环境灯光变化的要求。每台灯具有三个电机，电机均采用24V直流电机，通过切换电机两端的电压极性可控制电机的运转方向。
1．硬件设计。控制器由通讯、光电隔离、驱动、执行部分构成。每一个灯具控制器都有一个用来确定自己的设备编号的3位十进制拨盘开关。
上图是实现灯具动作一个单元的电路图。
K1是控制灯具指示灯的继电器；K2是控制灯具动作的继电器；K3是控制灯具运动方向的继电器。IO0为低平时，K1吸合，灯具上的指示灯被点亮，同时电机正极接入电源回路。IO1为低电平时，K2吸合，电机的负极接入电源回路。IO0和IO1同为低平时，灯具开始运动。IO2控制K3的吸合与断开。
2．软件设计。主程序在系统初始化结束后，首先读取拨码开关的数据，计算设备编号，然后开放中断，判断数据块接收完毕标志是否置位。若没有置位时，继续判断；若置位开始按通讯协议处理接收的数据块，当接收的设备编号与自己的相等时，点亮灯具上的指示灯，如果有水平、俯仰和焦距命令，则控制灯具执行相应的动作。当接收的设备编号与自己的不相等时，熄灭灯具上指示灯，停止灯具动作运行。处理完数据块后，清除数据块接收完毕标志，开放中断，重新开始判断数据块接收完毕标志。主程序流程图见图3。
串口中断子程序主要完成串口的中断响应，中断程序中有两个标志位，一个是允许接收数据块标志，另一个是数据块接收完毕标志。进入中断程序后，首先判断允许接收数据块标志是否置位。若置位，接收
的数据放入数据块指定区域，并修改数据块指针，为接收下一个数据作准备，当接收完一个完整的数据块后，清除允许接收数据块标志，置位数据块接收完毕标志；若没有置位，判断是否是起始码？若是起始码，则置位允许接收数据块标志，初始化数据块指针。为接收下一个数据做好准备。程序流程图见图4。
三、结束语
该系统控制简单灵活，适用范围广。经过多次测试，运行情况稳定，达到预期设计目的。
参考文献：
[1] MAXIM新产品数据力手册第四卷.1995.
[2]厦门蓝斯通讯有限公司网站.
[3]单片微型计算机MCS-48 MCS-51应用手册.陈莉蓉 编译. 电子工业出版社.
[4]ApplicationNotes and Development Tools For 80C51 Microcontrllers1995.
[5]张友德，飞利浦80C51系列单片机原理与应用技术手册. 北京航空航天大学出版社.
作者简介：
郑建强，男，1998年毕业于焦作大学工业电气自动化专业，助理工程师，从事自动化控制方面的设计与研究工作；王文明，男，1987年毕业于郑州大学计算机科学系，工程师，从事自动化控制方面的设计与研究工作。