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[摘要]介绍一种由单片机AT89C52与接口电路组成的演播室提升控制系统，首先介绍提升控制系统的组成，工作原理和所用主要的工作器件。然后介绍控制台的硬件设计图及部分汇编源程序。
[关键词]单片机 演播室提升控制系统看门狗电路 RS－485标准
中图分类号：TP271+.4文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）0920034－02
一、引言
随着物质文化生活水平的提高，人们对广播电视节目的质量、对舞台灯光效果的欣赏水平也越来越高，这就要求演播室布光设备有更强的功能，使演播室布光逐步走上了自动化、智能化的道路。而将单片机系统应用于演播室灯光设备这一重要领域即可满足上述要求。
二、系统简介
提升控制系统由控制台、接收端、终端等设备组成。系统的工作原理是：控制台通过键盘选中所选的吊杆，把数据发送到接收端，接收端经译码器译码，选通控制继电器，选通所选路的交流接触器，然后选中所选提升机。由动作键选通上升或下降继电器控制交流接触器的输出，从而实现电机的正转或反转，控制吊杆的上升、下降，完成演播室的自动布光功能。
在本系统中，单片机选用ATMEL公司生产的AT89C52，发送和接收器件选用具有抗静电干扰的MAX487E[1]。复位电路选用具有复位功能和看门狗功能的DS1232 [2]。
三、控制台工作原理及部分源程序
控制台完成吊杆的选号、清号、清除、暂停、应急、上升、下降等功能。它由键盘输入、数据显示及串行通讯三部分组成。
为了使系统的具有较好的实时行和可靠性，控制台使用了三个单片机，主要目的是将控制台需要完成的任务进行分散，任务分散后不仅能够快速相应按键动作，而且很容易实现定时向下位机发送信息的任务。第一个单片机的功能是定时扫描键盘，并将按下和释放的键值送入第二个单片机；第二个单片机的功能收到第一个单片机发来的键值后，进行相应的处理，完成显示更新并向第三个单片机传送数据；第三个单片机的功能是当第二个单片机有发送数据及时接收；无发送数据时，通过串行通讯口定时向下位机发送已经接收到的数据，定时发送使得下位机即使某一次收到的信息出现了错误，也会在接收到下一次传送的信息予以纠正，从而保证系统的可靠运行。
（一）键盘处理
键盘行线使用AT89C52的P0.0~P0.7八个脚，列线用P2.0、P2.1、P2.2三个脚，经74HC138译码产生八根列线进行阵列。可构成64个键的键盘。按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接+5V时，被钳位在高电平状态。键盘中有无键按下是由列线送入全扫描字、行线读入行状态来判断的。将键盘中某一根列线置为低电平后，检查所有行线状态，如果全为1，则一列上没有键按下。如果不全为1，则一列上有键按下。而且是在与0电平行线相交的交点上的那个键。
键盘扫描采用中断工作方式进行。在定时器0产生中断时，检测是否有按键按下或释放，并将响应的代码送到第二个AT89C52单片机。按键程序中使用了一个8位按键编号计数器，初始值为0，低6位有效，可识别64个按键，每产生一次中断，计数器加1。八根列线的选择是由计数器低三位经过74HC138译码产生；八根行线的选择由计数器高三位的数值确定。当识别到按键变化时，计数器的的数值就是按键的编号值。
（二）数据显示
单片机的显示方式有动态扫描方式和静态扫描方式两种。动态扫描显示方式占用单片机较多的时间。本接口电路采用串行口静态显示方式，每位的段选线与一个8位并行口相连。每一位可独立显示，只要在该位的段选保持段选码电平，该位就能保持相应的显示字符。本接口电路中串行输入并行输出选用CD4094集成电路，只占用单片机的三个I/O口。D是数据端。CLK是时钟信号，CLK 的上升沿有效。STR是控制端，STR=0是允许送数，输出端关闭；STR=1时输入端关闭，不能送数，允许输出[3]。
显示子程序：
DISPLAY:
MOV R2,#4；要显示的数据个数
MOV R0,#DBUF；要显示的数据起始地址
CLR P1.2；允许送数，输出端关闭
DIS1: MOV A,@R0
CLR C
MOV R1,#8 ；
DIS2:RRCA
MOV P1.0,C；数据位
NOP
CLR P1.1
SETBP1.1；产生时钟上升沿
DJNZR1,DIS2
INCR0
DJNZ R2, DIS1
SETB P1.2 ；不能送数，允许输出
CLRP1.2
RET
（三）数据交换
AT89C52(2)与AT89C52(3)的数据交换,使用了单片机的并行口P2, AT89C52(2)准备好数据后,通过P1.4送出一个脉冲下降沿信号,使AT89C52(3)的产生一个外部中断,开始接收数据。
发送子程序（AT89C52(2)）：
CHANG:
MOV R0,#17；要发送数据的个数
MOV R1,#ADDR1；要发送数据的起始地址
YJ1:MOV A,@R1
MOV P2,A
CLR P1.4 ；形成脉冲下降沿
SETBP1.4
MOV R2,#30 ；延时
DJNZR2,$
INC R1 ；地址加1
DJNZR0,YJ1 RET
接收子程序（AT89C52(3)）：
X1:
PUSH ACC PUSH PSW
MOV PSW,#08H
MOVP2,#0FFH
MOVA,P2
XRLA,#0AAH；数据块开始标志
JZ X3 MOVA,P2
XRLA,#0BBH；数据块结束标志
JZ X4 MOVA,P2
X1: MOV@R1,A
INCR1
DJNZ R0,X2
SETB 00H
SJMP X2
X3: SETB 02H
MOVR0,#15 ；要接收数据的个数
MOVR1,#ADD；要接收数据的起始地址
SJMP X2
X4: CLR02H
X2: POP PSW
POP ACC
RETI
（四）数据通讯
发送电路采用RS－485标准接口。RS－485总线标准是一种多发送器的串行总线接口标准。具有较高的灵敏度，较强的抗共模干扰的能力，传输距离可达千米以外。RS－485允许双导线上一个发送器可以驱动32个负载设备。通常在要求通信距离为几十米至上千米时，广泛采用RS-485收发器。
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
四、结束语
本文介绍的演播室提升控制系统采用单片机作为主要控制手段，操作简单、运行稳定。现已应用于在多个电视台演播室。
参考文献：
[1]MAXIM新产品数据力手册第四卷.1995.
[2]DALLAS. Product Selector Guide ,2001.
[3]陈鸿茂，于洪珍. 常用电子元器件简明手册.中国矿业大学出版社.
[4]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.
作者简介：
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 演播室提升控制系统看门狗电路 RS－485标准
中图分类号：TP271+.4文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）0920034－02
一、引言
随着物质文化生活水平的提高，人们对广播电视节目的质量、对舞台灯光效果的欣赏水平也越来越高，这就要求演播室布光设备有更强的功能，使演播室布光逐步走上了自动化、智能化的道路。而将单片机系统应用于演播室灯光设备这一重要领域即可满足上述要求。
二、系统简介
提升控制系统由控制台、接收端、终端等设备组成。系统的工作原理是：控制台通过键盘选中所选的吊杆，把数据发送到接收端，接收端经译码器译码，选通控制继电器，选通所选路的交流接触器，然后选中所选提升机。由动作键选通上升或下降继电器控制交流接触器的输出，从而实现电机的正转或反转，控制吊杆的上升、下降，完成演播室的自动布光功能。
在本系统中，单片机选用ATMEL公司生产的AT89C52，发送和接收器件选用具有抗静电干扰的MAX487E[1]。复位电路选用具有复位功能和看门狗功能的DS1232 [2]。
三、控制台工作原理及部分源程序
控制台完成吊杆的选号、清号、清除、暂停、应急、上升、下降等功能。它由键盘输入、数据显示及串行通讯三部分组成。
为了使系统的具有较好的实时行和可靠性，控制台使用了三个单片机，主要目的是将控制台需要完成的任务进行分散，任务分散后不仅能够快速相应按键动作，而且很容易实现定时向下位机发送信息的任务。第一个单片机的功能是定时扫描键盘，并将按下和释放的键值送入第二个单片机；第二个单片机的功能收到第一个单片机发来的键值后，进行相应的处理，完成显示更新并向第三个单片机传送数据；第三个单片机的功能是当第二个单片机有发送数据及时接收；无发送数据时，通过串行通讯口定时向下位机发送已经接收到的数据，定时发送使得下位机即使某一次收到的信息出现了错误，也会在接收到下一次传送的信息予以纠正，从而保证系统的可靠运行。
（一）键盘处理
键盘行线使用AT89C52的P0.0~P0.7八个脚，列线用P2.0、P2.1、P2.2三个脚，经74HC138译码产生八根列线进行阵列。可构成64个键的键盘。按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接+5V时，被钳位在高电平状态。键盘中有无键按下是由列线送入全扫描字、行线读入行状态来判断的。将键盘中某一根列线置为低电平后，检查所有行线状态，如果全为1，则一列上没有键按下。如果不全为1，则一列上有键按下。而且是在与0电平行线相交的交点上的那个键。
键盘扫描采用中断工作方式进行。在定时器0产生中断时，检测是否有按键按下或释放，并将响应的代码送到第二个AT89C52单片机。按键程序中使用了一个8位按键编号计数器，初始值为0，低6位有效，可识别64个按键，每产生一次中断，计数器加1。八根列线的选择是由计数器低三位经过74HC138译码产生；八根行线的选择由计数器高三位的数值确定。当识别到按键变化时，计数器的的数值就是按键的编号值。
（二）数据显示
单片机的显示方式有动态扫描方式和静态扫描方式两种。动态扫描显示方式占用单片机较多的时间。本接口电路采用串行口静态显示方式，每位的段选线与一个8位并行口相连。每一位可独立显示，只要在该位的段选保持段选码电平，该位就能保持相应的显示字符。本接口电路中串行输入并行输出选用CD4094集成电路，只占用单片机的三个I/O口。D是数据端。CLK是时钟信号，CLK 的上升沿有效。STR是控制端，STR=0是允许送数，输出端关闭；STR=1时输入端关闭，不能送数，允许输出[3]。
显示子程序：
DISPLAY:
MOV R2,#4；要显示的数据个数
MOV R0,#DBUF；要显示的数据起始地址
CLR P1.2；允许送数，输出端关闭
DIS1: MOV A,@R0
CLR C
MOV R1,#8 ；
DIS2:RRCA
MOV P1.0,C；数据位
NOP
CLR P1.1
SETBP1.1；产生时钟上升沿
DJNZR1,DIS2
INCR0
DJNZ R2, DIS1
SETB P1.2 ；不能送数，允许输出
CLRP1.2
RET
（三）数据交换
AT89C52(2)与AT89C52(3)的数据交换,使用了单片机的并行口P2, AT89C52(2)准备好数据后,通过P1.4送出一个脉冲下降沿信号,使AT89C52(3)的产生一个外部中断,开始接收数据。
发送子程序（AT89C52(2)）：
CHANG:
MOV R0,#17；要发送数据的个数
MOV R1,#ADDR1；要发送数据的起始地址
YJ1:MOV A,@R1
MOV P2,A
CLR P1.4 ；形成脉冲下降沿
SETBP1.4
MOV R2,#30 ；延时
DJNZR2,$
INC R1 ；地址加1
DJNZR0,YJ1 RET
接收子程序（AT89C52(3)）：
X1:
PUSH ACC PUSH PSW
MOV PSW,#08H
MOVP2,#0FFH
MOVA,P2
XRLA,#0AAH；数据块开始标志
JZ X3 MOVA,P2
XRLA,#0BBH；数据块结束标志
JZ X4 MOVA,P2
X1: MOV@R1,A
INCR1
DJNZ R0,X2
SETB 00H
SJMP X2
X3: SETB 02H
MOVR0,#15 ；要接收数据的个数
MOVR1,#ADD；要接收数据的起始地址
SJMP X2
X4: CLR02H
X2: POP PSW
POP ACC
RETI
（四）数据通讯
发送电路采用RS－485标准接口。RS－485总线标准是一种多发送器的串行总线接口标准。具有较高的灵敏度，较强的抗共模干扰的能力，传输距离可达千米以外。RS－485允许双导线上一个发送器可以驱动32个负载设备。通常在要求通信距离为几十米至上千米时，广泛采用RS-485收发器。
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
四、结束语
本文介绍的演播室提升控制系统采用单片机作为主要控制手段，操作简单、运行稳定。现已应用于在多个电视台演播室。
参考文献：
[1]MAXIM新产品数据力手册第四卷.1995.
[2]DALLAS. Product Selector Guide ,2001.
[3]陈鸿茂，于洪珍. 常用电子元器件简明手册.中国矿业大学出版社.
[4]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.
作者简介：
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。