基于DALI协议智能照明系统设计.docVIP

基于DALI 协议的智能照明系统设计中文摘要:??　数字可寻址照明接口(DALI) 协议是目前照明控制领域出现的新一代照明控制协议。文中介绍了DALI 协议的工作原理、系统组成结构及系统设计方法。使用PIC 芯片实现系统的硬件构架,定义了计算机与系统之间进行通信使用的命令编码,设计了系统应用软件和硬件接口驱动程序。 英文摘要： ??　DALI (digital addressable lighting interface) is a new international standard for lighting control systems. This paper describes the operation principle and design of a DALI system. The paper defines some command codings which are used to make communication between the system and a computer and it also describes how to construct a system based on the PIC MCU , design the application software and drive software for hardware. 0 引言???? 随着社会的进步和生活质量的提高,人们对于照明设备的要求已经不再满足于简单的开关控制,而需要一种节能、高效、操作灵活的智能照明控制系统。目前常用的照明控制协议有很多种,其中数字可寻址照明接口(DALI) 协议以其开发成本低、系统开发难度小、易于扩展、实用性强等特点,显示出在智能照明控制领域中的强大优势。 1 DALI 协议???? DALI 协议是用于照明系统控制的开放式异步串行数字通信协议。DALI 系统采用主从式结构,系统最多可以连接64 个从机单元,每个DALI 从机使用唯一的个体标识地址,该地址在系统初始化时设定,使用过程中根据需求可修改从机的地址;从机单元最多可分为16 组(以组地址区分) ,每个从机可以属于几个不同的组,每组设备可以设定16 个场景。主机与从机之间使用两条信号线通信,数据采用曼彻斯特编码方式编码,信号上升沿表示“1”,下降沿表示“0”,通信速率为 1. 2 kbaud/ s。通信过程中主机使用两种不同的数据帧格式:发送帧(主机发送到从机) 和接收帧(从机发送到主机) 。 DALI 协议定义了用于实现系统功能的双字节指令集,指令分为标准指令和专用指令两大类。标准指令的第1 字节为地址字节,用于对DALI 从机的寻址; 第2 字节为命令字节,用来控制寻址得到的DALI 从机。使用标准指令,主控制器可以实现对DALI 从机的分组控制、调光控制、场景设定等功能。专用命令不包含地址字节,两字节内容都是命令码,使用广播方式发送,主要用来对DALI 系统进行地址初始化。 3. 1 主控器设计???? 主控制器采用PIC16F877 单片机作为CPU。 PIC16F87X系列单片机是美国Microchip 公司的高性能 8 位CMOS 微处理器。PIC16F877 共有5 个I/ O 端口, 分别是RA、RB、RC、RD、RE ,除了通用I/ O 功能外,这些端口还具有各自不同的专用功能,例如PWM 输出、计数器输入、外部电平中断、I2C 总线接口等。 PIC16F877 的专用寄存器和通用寄存器统一编址,共 368 个8 位宽的RAM单元(有些单元保留未用) 。系统主控制器由DALI 模块、RS2232 模块、显示控制模块、电源组成,系统结构如图1 所示。 3. 2 　从机设计???? 系统中使用DALI 镇流器作为DALI 从机。DALI 镇流器由DALI、镇流器控制两部分组成。本系统使用 PIC16F877 作为DALI 芯片,UBA2104 作为镇流器控制器。PIC16F877 的EEPROM 中保存DALI 镇流器的参数,例如当前光强级别、镇流器上电光强级别、个体地址、有哪些信誉好的足球投注网站地址、随机地址、组标识、场景光强值、状态信息、版本号等。镇流器的各参数在系统初始化时由主控制器设定,镇流器收到初始化命令后,调用EEPROM 写操作,将参数写入EEPROM,运行过程中根据需要可进行修改。PC16F877 的片内EEPROM 共有256 个字节,地址范围00H～FFH。从机的DALI 软件和主机的DALI 软件设计类似。不同之处在于主控制器接收到的DALI 数据是单字节数据,发送的是双数据;从机接收到的是双字节数据, 发送的是单字节数据。因此,在软件设计方面,从机的 DALI 和主机的DALI 只在接收和发送的数据位