【正文】 splayed in the digital pipe. So, timesharing munication between the CAN nodes is realized. Keywords: CAN Bus Data Acquisition Communication 目 錄 前 言 .........................................................................................................................1 第 1 章 方案設(shè)計(jì)與論證 ......................................................................................2 任務(wù)要求 ..........................................................................................................2 設(shè)計(jì)任務(wù) ...............................................................................................2 設(shè)計(jì)要求 ...............................................................................................2 總體設(shè)計(jì)方案 ..................................................................................................2 CAN 控制器的選定 .........................................................................................3 微控制器控制模塊的選定 ..............................................................................3 溫度傳感器模塊的選定 ..................................................................................3 數(shù)碼管顯示模塊的選定 ..................................................................................4 電源模塊的選定 ..............................................................................................4 最終方案 ..........................................................................................................4 第 2 章 硬件設(shè)計(jì) ....................................................................................................5 系統(tǒng)工作原理及功能簡(jiǎn)介 ..............................................................................5 AT89S52 微控制器的簡(jiǎn)介 ...............................................................................5 MCP2515 獨(dú)立 CAN 控制器的介紹 ...............................................................6 CAN 總線概述 .................................................................................................7 CAN 協(xié)議的背景 ...................................................................................7 CAN 協(xié)議的原理 ...................................................................................7 DS18B20 溫度傳感器 ......................................................................................8 1602 液晶顯示器 ..............................................................................................9 CAN 總線現(xiàn)場(chǎng)的整體設(shè)計(jì) ...........................................................................10 單片機(jī)引腳的設(shè)定 .............................................................................10 整體設(shè)計(jì) .............................................................................................10 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................. 11 CAN 總線系統(tǒng)總體流程 ............................................................................... 11 程序流程圖 ....................................................................................................12 部分功能代碼 ................................................................................................14 第 4 章 測(cè)試結(jié)果 ..................................................................................................17 結(jié) 論 .......................................................................................................................18 致 謝 .......................................................................................................................19 參考文 獻(xiàn) ...................................................................................................................20 基于 CAN 總線的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 第 1 頁(yè) 共 20 頁(yè) 前 言 自從 德國(guó) BOSCH 公司在 20 世紀(jì) 80 年代提出汽車(chē) CAN 總線通信網(wǎng)絡(luò)的概念 之后 ，經(jīng)過(guò)三十多年技術(shù)上的 積累更新 和 需求 上的 變化 發(fā)展 ， CAN 總線已經(jīng)成為 車(chē)載 網(wǎng)絡(luò)通信的主流方式。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)一種基于 CAN總線的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件主體采用 AT89S52芯片為微控制器， MCP2515獨(dú)立 CAN控制器為 CAN通信控制器，將它們兩組合一起構(gòu)成多個(gè) CAN節(jié)點(diǎn)（總共 3個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別命名為 A A B），其中 A1板接一個(gè) 18B20溫度傳感器， B板接一個(gè) 1602液晶顯示器。 然而由于它在 應(yīng)用層協(xié)議 方面未做統(tǒng)一 ，直到今天 ， 依然 沒(méi)有完全統(tǒng)一的應(yīng)用層通信協(xié)議。根據(jù)國(guó)內(nèi)技術(shù)的發(fā)展規(guī)則來(lái)看，似乎大部分創(chuàng)新性的技術(shù)只有在一些國(guó)家級(jí)的 研究機(jī)構(gòu)或 者國(guó)家頂尖的 高校 才更可能 取得 良好 的發(fā)展 與應(yīng)用，然而，我本著網(wǎng)絡(luò)資源的共享性與自己對(duì)通信技術(shù)的癡迷，挑戰(zhàn)了一次規(guī)則， 對(duì) CAN 總線通信協(xié)議進(jìn)行了深入研究。 CAN 總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)一般由單片機(jī)和 CAN 控制器兩者組成，前者的優(yōu)點(diǎn)是單片機(jī)的選擇范圍比較靈活，在對(duì)軟件和接口稍作修改的基礎(chǔ)上，不需要更換單片機(jī)就可以實(shí)現(xiàn) CAN 總線通信。 第 2 頁(yè) 共 20 頁(yè) 第 1 章 方案設(shè)計(jì)與論證 任務(wù)要求 設(shè)計(jì)任務(wù) 構(gòu)建 CAN 總線構(gòu)架的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，包括傳感器、執(zhí)行器和顯示層。 總體設(shè)計(jì)方案 總體方案為：在整體上分為兩大模塊，分別是 CAN節(jié)點(diǎn)和 CAN總線。 SJA1000：主要用于移動(dòng)目標(biāo)和一般工業(yè)環(huán)境中的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制。 微控制器控制模塊的選定 由于 AT89S52是一種低功耗 ， 高性能 CMOS 8位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 溫度傳感器模塊的選定 由于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，安裝的傳感器最好耐磨耐碰，體積小，接線方便，易于封裝，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。 方案 2： A1節(jié)點(diǎn)采用 A1母版上的 CMOS電池供電， A B節(jié)點(diǎn)一樣，考慮到AT89S52的電壓極性引腳數(shù)不夠，所以使用了 CAN接線板，它上面提供了兩排電壓極性引腳，一組可作為 CAN總線的 ，一組便可作為擴(kuò)展的電源引腳使用，這樣， 1602液晶顯示 器與 18B20溫度傳感器就被供電了。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 。在 B節(jié)點(diǎn)上，數(shù)據(jù)幀被放在 MCP2515控制器的接收緩沖器中，接著把它轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)發(fā)送給 AT89S52單片機(jī)，最后在 1602液晶顯示器上顯示出來(lái)。 圖 AT89S52引腳 第 6 頁(yè) 共 20 頁(yè) MCP2515 獨(dú)立 CAN 控制器的介紹 MCP2515是 Microchip的一款獨(dú)立控制器局域網(wǎng)絡(luò)（ CAN）協(xié)議控制器，完全支持 CAN 。 另外， MCP2515有兩種封裝類(lèi)型： 18引腳 PDIP/SOIC與 20引腳 TSSOP，在此項(xiàng)目中，我使用 18引腳 PDIP/SOIC，它的引腳如圖 。 CAN總線是德國(guó) Bosch公司為解決汽車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)中的復(fù)雜技術(shù)難題而設(shè)計(jì)的數(shù)字信號(hào)通信協(xié)議，它屬于總線式串行通信網(wǎng)絡(luò)。 CAN 協(xié)議的原理 CAN的 ISO/OSI參考模型分層結(jié)構(gòu)如圖 。尤其是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況 (以太網(wǎng)則有可能出現(xiàn)這種情況 )； （ 4） CAN只需通過(guò)報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)即全局廣播等方式傳送接收數(shù)據(jù)，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的 “調(diào)度 ”； （ 5） CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)最多可達(dá) 110個(gè) (主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路 )； （ 6） CAN采用短幀結(jié)構(gòu)，單幀最大長(zhǎng)度僅 150位，傳輸時(shí)間短，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性，受干擾概率低 ； （ 7） CAN的每幀信息都有 CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，降低了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率，保證 了數(shù)據(jù) 通信的可靠性； （ 8） CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響 [8][12]。 圖 DS18B20 芯片封裝 基于 CAN 總線的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 第 9 頁(yè) 共 20 頁(yè) 1602 液晶顯示器 所謂 1602是指顯示的內(nèi)容為 16*2，即可顯示兩行，每行 16個(gè)字符。在本設(shè)計(jì)中的 1602是 16腳的，1602的引腳圖如圖 。然而，考慮到連線的有序性，本設(shè)計(jì)決定引腳連線設(shè)定如下。 C語(yǔ)言功能豐富，表達(dá)能力強(qiáng)，目標(biāo)程序效率高，可移植性好，既具有高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn) ，又具有低級(jí)語(yǔ)言的許多特點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛 [14]。 需要注意的有兩個(gè)點(diǎn)，仲裁程序和出錯(cuò)處理程序，這兩處的設(shè)計(jì)也正是 CAN協(xié)議的優(yōu)勢(shì)，如圖 。 //初始化 MCP2515獨(dú)立 CAN控制器 Init_Cpu()。 while(1) { unsigned char i=1。 //讀取溫度 ds1820disp()。 } } } } 2． B板主程序里頭 ma