基于STC12C5A60S2的火災報警控制盤(pán)設計

3.2 LED燈顯示模塊軟件設計

　　如圖5、圖8所示，STC12C5A60S2的P00、P01、P02控制兩片級聯(lián)的74HC595可以輸出16位任意數據;STC12C5A60S2的P14、P15、P16、P17控制HC154可以輸出16個(gè)互斥的低有效16位輸出。LED顯示采用動(dòng)態(tài)掃描，先控制HC154輸出一個(gè)互斥的低有效16位輸出選中要顯示LED點(diǎn)陣的列，然后控制兩片級聯(lián)的74HC154輸出LED點(diǎn)陣對應的列要顯示的內容，這樣就顯示好一列，然后進(jìn)行10ms的延時(shí)再顯示下一列。

3.3 CAN通信模塊軟件設計

　　如圖6、圖8所示，MCP2515與STC12C5A60S2通過(guò)SPI總線(xiàn)連接，MCP2515第12引腳INT接到STC12C5A60S2的外部中斷1。當MCP2515收到CAN總線(xiàn)上發(fā)送給它的數據時(shí)，會(huì )觸發(fā)STC12C5A60S2的外部中斷1，此時(shí)STC12C5A60S2通過(guò)SPI總線(xiàn)讀MCP2515的RXB0DLC得到CAN數據包的字節長(cháng)度LEN，讀取RXB0D0處的LEN字節得到CAN數據包的內容;若MCP2515要發(fā)送CAN數據包，則STC12C5A60S2通過(guò)SPI總線(xiàn)寫(xiě)MCP2515的TXB0DLC寄存器來(lái)設置CAN數據包的長(cháng)度LEN，寫(xiě)MCP2515的TXB0D0~TXB0Dx (x=LEN-1)設置CAN數據包的內容。

　　因為控制盤(pán)系統涉及到多機通信，所以需要設置CAN通信使用的協(xié)議。CAN總線(xiàn)使用的數據幀由7個(gè)不同的位場(chǎng)組成，其中數據場(chǎng)代表CAN總線(xiàn)數據包內容，其長(cháng)度最大為8字節，所以要通過(guò)CAN總線(xiàn)發(fā)送數據內容字節長(cháng)度大于8字節需要分段進(jìn)行發(fā)送。協(xié)議上使用的數據包格式為如表1。

　　本設計中，CAN總線(xiàn)通信的主要內容是按鍵信息和LED燈的信息，其中按鍵信息格式用一個(gè)字節表示，字節的低7位表示按鍵的實(shí)際值，最高為1表示按鍵請求受控設備打開(kāi)，為0表示請求設備關(guān)閉;LED燈顯示信息用12個(gè)字節表示，對應96個(gè)LED燈的顯示狀態(tài)。

　　在協(xié)議中，為了表示CAN數據包是表示哪種信息，設置數據包格式中第一個(gè)分段或當只有一個(gè)分段時(shí)，數據包格式中的數據DATA[0]=0x01表示按鍵信息，DATA[0]=0x02表示LED燈顯示信息;DATA[1]表示要表示的信息對應的字節長(cháng)度LEN，之后的LEN字節表示信息的內容。

　　因為按鍵信息只需要用到一個(gè)字節就可以表示，所以設置CAN通信協(xié)議數據包格式中SEGFLG為0xfe表示只有一個(gè)分段，數據DATA[0]設置為0x01表示數據包代表按鍵信息，數據DATA[1]表示按鍵信息的長(cháng)度LEN(LEN=1)，DATA[2]表示按鍵的消息，DATA[3]為發(fā)送方地址SRC、分段說(shuō)明、數據DATA[0]、DATA[1]、DATA[2]的校驗和。

　　若發(fā)送的是LED燈顯示信息，則需要分段進(jìn)行發(fā)送。設置CAN通信協(xié)議數據包格式中SEGFLG分別為1、2、0xff 表示分段1、2和最后一個(gè)分段。分段1的數據DATA[0]設置為0x02表示數據包代表LED顯示信息，DATA[1]=0x0c表示LED燈顯示的信息長(cháng)度為12字節，DATA[2]~DATA[5]表示LED顯示信息的前4個(gè)字節，字段2的DATA[0]~DATA[5]表示LED顯示信息的第5到第10字節，字段0xff表示DATA[0]、DATA[1]表示LED顯示信息的后兩個(gè)字節，DATA[2]為校驗和。

3.4 串口通信軟件設計

　　STC12C5A60S2串口發(fā)送數據一次可以發(fā)送多個(gè)字節，不需要分段發(fā)送。本設計中主控制盤(pán)與消防主機之間的通信采用串口通信。若使用現有的消防主機，則主控制盤(pán)串口通信程序需要根據消防主機使用的串口通信協(xié)議進(jìn)行編程。

　　本設計中，重點(diǎn)主要是火災報警控制盤(pán)系統的設計，對消防主機設計不進(jìn)行深入，假設消防主機使用的串口通信協(xié)議如下：通信協(xié)議采用校驗和對發(fā)送過(guò)來(lái)的幀進(jìn)行判斷是否是正確。為保證通信協(xié)議的透明性，即保證用戶(hù)的數據可以是任何內容，發(fā)送方和接收方永遠不會(huì )對用戶(hù)發(fā)送的數據內容做任何限制，該通信協(xié)議規定轉義字符為0xdb,若傳送的數據是幀尾(0xFF)，則將傳送0xdb，0xdc,若傳送的數據是轉義字符，則傳送0xdb，0xdd這兩個(gè)字符。

　　通信協(xié)議中的幀格式如表2所示，串口通信協(xié)議中按鍵信息與LED燈顯示信息的表示與CAN通信協(xié)議一樣。

4 總結

　　主和從控制盤(pán)上面硬件電路是一樣的，只是從控制盤(pán)上面不需要串口接口電路，即需要把從控制盤(pán)上面的串口接口電路焊接即可。主控制盤(pán)的實(shí)物如圖5-1所示。用PC機的串口調試助手模擬消防主機，將PC串口與主控制盤(pán)的串口連接，將主控制盤(pán)與從控制盤(pán)的CAN接口相連接，能夠實(shí)現PC機串口調試助手與主控制盤(pán)通信，且可以借助主控制盤(pán)進(jìn)行與從控制盤(pán)通信。

　　本設計采用STC12C5A60S2單片機作為微控制器，設計火災報警主控制盤(pán)和從控制盤(pán)，組成一套完整簡(jiǎn)便且成本較低的火災報警控制盤(pán)系統。該系統能夠根據火災報警控制系統要監控的設備節點(diǎn)的數量進(jìn)行擴展，和消防主機配合使用可以組成一套完整的消防火災報警系統。

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