【正文】 劉 逍 。 最后，我還要向在背后默默支持我關(guān)心我的朋友和家人表示感謝，感謝他們在我四年的大學生學習生活過程中給予我的鼓勵與關(guān)懷，讓我時刻保持充足的信心與動力去完 成自己的學業(yè)。在我四年的大學生生活中，我的班導師楊愛玲老師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度以及熱情寬厚的待人品德都深深地影響了我，楊老師永遠是學生學習的楷模。所以以后的工作需要從以下方面著手； ① 在 CAN總線存在著各種各樣的擾動和干擾 ,如何解決現(xiàn)場總線遇到的干擾將成為以后工作的重點 ,需要在系統(tǒng)中加強隔離電路 ,確保系統(tǒng)在惡劣環(huán)境運行的可靠性和可行性。 （ 2） 設(shè)計了采集系統(tǒng)的軟件 ,包括 A/D 轉(zhuǎn)換、 SPI 通信、 CAN 通信等的軟件設(shè)計 ,以及通過參考 CAN 總線通信協(xié)議 ,制定了一對本系統(tǒng)的具體的應(yīng)用協(xié)議信息。 (3)使用電源隔離模塊將電路中不同功能的電路模塊進行電 源隔離、不同的功能模塊在 PCB 電路板上使用也是不同的 ,防止相互間的電源噪聲串擾。 (2)在每個 PCB 電路板入口處的電源和地之間并聯(lián)去禍電容 。 電路的抗干擾設(shè)計 (1)光電隔離 光電隔離 .顧名思義就是使用光電在輸入通道和輸出通道上采用光電隔離器進行信號傳輸 .很好的將單片機系統(tǒng)與各種傳感器、開關(guān)、執(zhí)行機構(gòu)從電氣上隔離開來 ,這樣一來大部分的干擾都會被隔離。設(shè)計人員在設(shè)計階段就必須做好充分準備 ,做好必要的抗干擾措施，不然的話 實驗 的數(shù)據(jù)是不可靠 的 。從這兩組數(shù)據(jù)中可以看出 ,AD 雖然存在著一定漂移 ,但是目前的精度完全可以滿足 CAN 總線的需要； 表 汽車加速度的 CAN 總線通信軟件設(shè)計 TMS320F2812DSP的 CAN控制器模塊設(shè)計中 ,由于其內(nèi)部自帶了一個 32位外設(shè)模塊的CAN 控制器模塊 ,所以只要對用來接收或發(fā)送數(shù) 據(jù)的郵箱以及其各自控制寄存器進行正確的設(shè)置 ,就可以實現(xiàn)微控制器和 CAN 控制器之間的通信 CAN 通信模塊的軟件設(shè)計主要包括下列三個部分 :系統(tǒng)初始化模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和數(shù)據(jù)接收模塊，再加上中斷處理、信息處理、總線睡眠與喚醒處理。在 AD977A 進行采樣轉(zhuǎn)換的過程中 ,BUSY 引腳將會保持低電平到采樣轉(zhuǎn)換結(jié)束 ,在這期間 ,DSP 不能讀取AD977A 中的轉(zhuǎn)換結(jié)果。這時 ,由 DSP 運行讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果程序 ,為 AD977A 提供外部時鐘 ,然后向 DSP 傳輸上次轉(zhuǎn)換結(jié)果。該系統(tǒng)中 ,DSPTMS320F2812 作為主設(shè)備 ,AD977A 作為從設(shè)備 ,通過 DSP 的 GPIO 口來控制 AD977A的片選 ,轉(zhuǎn)化工作狀態(tài) ,然后在 DSP提供的時鐘脈沖的作用下 ,把 AD977A轉(zhuǎn)換的結(jié)果存到指定的地址單元。具體的 CAN 總線接口電路如圖 所示； 圖 貴陽學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁 共 30 頁 第 4 章系統(tǒng)軟件設(shè)計 汽車加速度數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計 An 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)經(jīng)過 SPI 總線發(fā)送至 DSP 上。 (5)輸入電壓范圍 :單極性 0— 4V,O— 5V 和 0— 10V， 雙極性 — +,和 10V—+10V、高速 8V 到 — 8V。 AD977A 是美國 AD 公司的 低功耗的 16 位逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ,它主要有以下特性 ； (l)單電源 SV 供電 ,內(nèi)部 參考電壓可選。AD620 具有很高的精度、漂移小、噪聲低、且只用調(diào)節(jié)儀外部電阻 RI 就可改變信號增益大小 ,使用方便 ,信號增益、 AD62O 可以用于精確的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ,作為各種微弱信一號的前置調(diào)理器。 圖 DSP電源變換電路 貴陽學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 共 30 頁 信號放大電路 除數(shù)字傳感器外 ,很多數(shù)傳感器都是將模擬非電量變換為模擬電量 ,而且這些模擬電量一般不適合直接用數(shù)據(jù)采集電路進行數(shù)字化 ,還需要進行一定的信號調(diào)理放大 ,才可以進行 A/D 轉(zhuǎn)換 ， 運算放大器采用儀表放大器 AD620。外擴 RAM 采用美國SST 公司生產(chǎn) IS6lLV1281610,它是一種 供電的 高速 COMS 靜態(tài) RAM。 TMS320F2812 芯片主要由三個主要的功能單元組成 :C28CPU 核、內(nèi)部存儲器以及外圍設(shè)備。 (7)工作環(huán)境溫度范圍 :A:40 到 ,S/Q:40 到 125， eF2812 芯片的功能框圖如圖 圖 如圖 所示 ,TMS32OF2812 片內(nèi)提供了豐富的存儲器資源 ,如 128K 字的 FIJASH 程貴陽學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 共 30 頁 序存儲器 ,IK 字的 OTPROM。 貴陽學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 共 30 頁 (3)4KX16 位的引導 ROM 具有軟件引導模 式和保存了標準的數(shù)學函數(shù)表。該產(chǎn)品能將采集到的數(shù)據(jù)通過可視 化的界面實時的顯示出來 ,極大的提高了工作效率。 ⑤ CRC 場 CRC 場包括 CRC 序列 ,其后是 CRC 界定符 CRC 序列由循環(huán)兀余碼求得幀檢查序列組 (2)遠程幀 遠程幀由 6 個不同的位場組成分別是 :幀起始、仲裁場、控制場、 CRC 場、應(yīng)答場和幀結(jié)束。 以下將逐一對各幀的結(jié)構(gòu)做詳細介紹； 貴陽學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 共 30 頁 (l)數(shù)據(jù)幀 數(shù)據(jù)幀由 7 個 不 同 的 區(qū) 域 組 成 ， 幀 起 始 (StartofFrame) 、仲裁區(qū)域(AthitrationField)、控 制區(qū)域 (ControlField)、數(shù)據(jù)區(qū)域 (DataField)、 CRC 區(qū)域(CRCField)、應(yīng)答區(qū)域 (ACKField)、幀結(jié)尾 (EndofFrame)、數(shù)據(jù)區(qū)域長度可為 0。按功能大致可以具體分為以下四種： 數(shù)據(jù)幀 :數(shù)據(jù)幀會將數(shù)據(jù)從發(fā)送器發(fā)送至接收器。 當在總線上同時出現(xiàn)顯性位和隱性位同時發(fā)送時 ,節(jié)點發(fā)送驅(qū)動電路的設(shè)計使得總線數(shù)值表現(xiàn)為顯性 .在總線空閑位期間 ,總線則會將表現(xiàn)隱性狀態(tài)顯性狀態(tài)改寫隱性狀態(tài)啟動發(fā)送并進行各節(jié)點之間的同步。 CAN 總線的通信線路由兩根導線組成 ,分別由 CANH 和 CANL 組成，網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點都掛接在該總線上 ,并且都通過這兩根導線交換數(shù)據(jù)。 (3)媒體相關(guān)接口 (MDI)用來作用于物理媒體和 MAU 之間的機械以及電氣接口。 CAN 協(xié)議分析 協(xié)議的分層結(jié)構(gòu) CAN 總線遵從 150/051 模型 ,以確保可以在任何兩個 CAN 器件之間建立兼容性。 （ 4）高速的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達 1Mbit/s）； CAN 一般都是用獨立的硬件，所 以可以使用較高的波特率。而且可以使用硬件自動完成仲裁。一旦這個新節(jié)點加入到網(wǎng)絡(luò)中 ,它就開始接收信息 ,判別信息標識 ,然后將所得的信息通過傳感器發(fā)送到顯示器上，繼而得到我們要得到的信息。正因為如此 CAN 總線的信息存取方式使用的是一種廣播式的存取工作方式，這種方式完全不同于令牌方式和主從方式。它是總線的一種與我們常見的 USB 總線屬于一類技術(shù)，只不過 CAN 總線采用差 分信號傳輸、有很強的錯誤識別、通信距離長、因此被用到一些特殊的場合，比如汽車、加工廠等干擾較強的地方。其主要優(yōu)點如下幾點 : (1)總線訪問的優(yōu)先權(quán)是取決于報文標識符 ,這樣就使得多主設(shè)計變成為了可能。 隨著現(xiàn)代微處理器技術(shù)的發(fā)展 ,作為機器人的視覺系統(tǒng)已經(jīng)被人們提到議事日程上 ,它直接影響著機器人的發(fā)展和完善。 (2)發(fā)展小型的、快速的微型光機電檢測系統(tǒng)。 (3)壽命長 .其實在理論上光的傳播是用不會有任何的磨損的 ,只要復現(xiàn)性做得好 ,那么我們就可以認為它可以 長 久的使用。與其他技術(shù)運營相比這門技術(shù)其實就是充分利用電子技術(shù)對光學信息進行分析、檢測并下一步的傳遞、儲存、計算、控制和顯示等。 (2)節(jié)省安裝費用 .CAN 總線系統(tǒng)的接線方式其實是十分簡單 ,容易操作的，由于一對雙絞線或者是一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€設(shè)備 ,因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量可以大大的減少 ,連線設(shè)計與接頭校對的工作量也大大減少 當我們需要增加現(xiàn)場控制設(shè)備時 ,根本就不需要增設(shè)新的電纜 ,我們可以就近連接在原有的電纜上 ,不但大大的節(jié)省了投資 ,而且還減少了設(shè)計 .安裝的工作量。 CAN 總線的優(yōu)點 貴陽學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 共 30 頁 (l)CAN 總線具有實時性強、抗電磁干擾能力強、成本低和傳輸距離較遠等優(yōu)點。 (2)對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性 CAN 總線支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等 ,具有特別厲害的抗干擾能力 ,可以采用兩線制實現(xiàn)供電和通信這兩項技能 ,并可 以滿足安全防爆的要求。這個小組在 1986年到 1987這兩年期間年公布了一組 CAN總線的功能需求。所以在整個網(wǎng)絡(luò)的底層上的確需要設(shè)計出一種造價低廉而又能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境的通信系統(tǒng) ,CAN 總線就是在這種情況下出現(xiàn)的。 CAN 總線的產(chǎn)生與發(fā)展 CAN 總線的產(chǎn)生背景 CAN 總線的產(chǎn)生背景、很久一段時間以來。整體來說它不僅僅是一種通 信技術(shù) ,也不僅是用數(shù)字儀表代替模擬儀表 ,而是一種采用新型的 CAN 總線控制系統(tǒng) FCS 來替換其他傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)DCS 來實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)的集成。 貴陽學院畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract With the development of munication technology The development of puter technology, can bus technology will be shipped to produce, promote the process of work in the field of measurement and control, can bus. Belongs to the category of field bus, can bus as a new bus technology, which has a high performance。針對光電檢測領(lǐng)域的發(fā)展趨勢 ,本文設(shè)計了一種基于 CAN總線汽車加速度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ,以 CAN總線作為通信總線 ,采用了以 DSP 芯片 TMS320F2812 為主控制器 ,外接刀 D 轉(zhuǎn)換芯片 AD977A進行數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換 ,并通過 CAN 總線將數(shù)據(jù)傳輸至顯示器。貴陽學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 CAN 總線汽車加速度信息采集系統(tǒng)設(shè)計