【正文】 也非常感謝 20xx 級汽車服務(wù)的所有同學(xué)，因為你們使得我四年的大學(xué)生生活豐富多彩，讓我對這四年的生活難以忘懷。日前設(shè)計的系統(tǒng)雖然在實驗室得到了比較滿意的調(diào)試結(jié)果 ,但是還需要不斷的改進 ,通過不斷的改進設(shè)計思路和方法 ,提高采集系統(tǒng)的性能。低頻去藕電容采用單電解電容 ,高頻去藕電容可以采用獨石或陶瓷電容。 (2)外部干擾源 外部干擾主要指來源于自然界以及工業(yè)現(xiàn)場各種電氣設(shè)備的干擾，例如自然界 中雷電 .無線電發(fā)射裝置發(fā)出的電磁波 .生產(chǎn)現(xiàn)場中的電弧 .高壓放電 .電火花加工生產(chǎn)的電磁干擾 .電源的工頻干擾等。表 是分別采集 和 恒定直流電壓源時的結(jié)果 ,將 10 次采樣結(jié) 果取平均值后得出 .真實值為 時 ,采集到的平均電壓為 ,誤差為 %、與真實值為 時 ,采集到的平均電壓為 ,誤差為 %。當(dāng)定時器產(chǎn)生中斷 ,在執(zhí)行中斷服務(wù)程序后 ,使 GPIO 輸出高電平 ,當(dāng)側(cè) C引腳變成高電平后 ,AD977A 進入讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果模式。為了簡化設(shè)計 ,提高可靠性 ,本文設(shè)計中選用 TMS320F2812則是帶有 CAN 控制器的微控制器 ,這樣大大簡化了接口電路設(shè)計 ,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。信號采集電路如圖 : 圖 該系統(tǒng)選擇使用芯片 AD977A 完成數(shù)據(jù)采集。 除了這個數(shù)字傳感器外 ,其他的大多數(shù)傳感器都是吧模擬非電量轉(zhuǎn)換為成為模擬電量 ,而且這些模擬電量通常都不適合直接用數(shù)據(jù)采集電路進行數(shù)字化放大器 AD620。在編寫命令文件時要格外注意各個存儲空間的分配地址和使用要求。 (2)支持 JTAG 接口。接收器接收所有由顯性和隱性來組合在一起的他們的組合結(jié)構(gòu)如下圖 所示： 貴陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 共 30 頁 圖 數(shù)據(jù)長度代碼代表數(shù)據(jù)場中字節(jié)數(shù)量，數(shù)據(jù)長度代碼為 4 位 ,具體分配如表 所示； 表 ④ 數(shù) 據(jù)場 數(shù)據(jù)場是由數(shù)據(jù)幀中被發(fā)送的數(shù)據(jù)所組成。對于報文的發(fā)送和接收 ,其實際有效時刻是基于 CAN 總線的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的設(shè)計不同的。接收功能主要包括 .接收媒體訪問管理以及接收數(shù)據(jù)卸裝。那么 can 的成本反而很高。 貴陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 共 30 頁 （ 2）極高的總線利用率； 有完善的仲裁機制。 CAN 總線中一個節(jié)點發(fā)送信息 ,再由多個節(jié)點接收信息。己經(jīng)成為該應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的一大趨勢。光電檢測技術(shù)不但是是現(xiàn)代檢測技術(shù)中的中及其重要組成部分 ,而且隨著發(fā)展其重要性也是越來越有明顯的體現(xiàn) .其表現(xiàn)在以下方面： (l)發(fā)展納米、因為納米高精度的光電檢測是現(xiàn)在的新技術(shù) 。 光電檢測領(lǐng)域 光電檢測技術(shù)是一門新興的檢測技術(shù)。 設(shè)備的互換性，智能化，大大提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性 ,而且還它還具有設(shè)計簡單 ,易于重新構(gòu)造等優(yōu)點。始于1986 年在 Montrea 的 IEC 技術(shù)委員會 Te65C 會議上決定由 prowayWorkingGroup 小組負(fù)責(zé)此項工作。因而 CAN 總線變成自動化技術(shù)發(fā)展的大熱門 ,并會使得自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)快速發(fā)展。 關(guān)鍵詞 : CAN 總線 、 數(shù)據(jù)采集 、 汽車加速度 、 單片機。貴陽學(xué)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 學(xué) 院： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 汽車服務(wù)工程 班 級： 11 級汽車服務(wù) 學(xué) 號： 111400401063 學(xué)生姓名： 劉逍 指導(dǎo)老師： 丁小可 20xx 年 6 月 1 日 貴陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 基于 CAN 總線汽車加速 度信息采集系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 隨著通訊技術(shù) .計算機技術(shù)的快速發(fā)展 ,CAN 總線技術(shù)隨之應(yīng)運產(chǎn)生 ,推動了測控領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)化進程 ,CAN總線 .屬于現(xiàn)場總線的范疇 ,CAN總線以其基礎(chǔ)構(gòu)成的分布式網(wǎng)絡(luò)方便 .低成本實現(xiàn)了工程實際要求 ,已經(jīng)逐漸成為了當(dāng)今自動化領(lǐng)域發(fā)展的熱點之一。 貴陽學(xué)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。 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。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。 CAN 總線的優(yōu)點 貴陽學(xué)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(yuǎn)等優(yōu)點。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(xué)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)發(fā)展小型的、快速的微型光機電檢測系統(tǒng)。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(biāo)識符 ,這樣就使得多主設(shè)計變成為了可能。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。而且可以使用硬件自動完成仲裁。 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?？梢栽谌魏蝺蓚€ CAN 器件之間建立兼容性。 CAN 總線的通信線路由兩根導(dǎo)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(dǎo)線交換數(shù)據(jù)。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。 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(yuǎn)程幀 遠(yuǎn)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。 貴陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 共 30 頁 (3)4KX16 位的引導(dǎo) ROM 具有軟件引導(dǎo)模 式和保存了標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)函數(shù)表。 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。 圖 DSP電源變換電路 貴陽學(xué)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。 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。具體的 CAN 總線接口電路如圖 所示； 圖 貴陽學(xué)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。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。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。 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。 (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?dāng)_。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。 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(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)業(yè)。 再次非常感謝我們學(xué)院的老師和領(lǐng)導(dǎo)們在我大學(xué)四年的學(xué)習(xí)中的很多幫助和教導(dǎo)，教我學(xué)會了許多書本上沒有的東西，我相信這些老師們的社會經(jīng)驗，可以幫我們在以后的社會生活中怎樣去和別人相處等等。完成了 DSP 與單片機之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制 ,實現(xiàn)了 CAN 總線網(wǎng)絡(luò)通信。大電容是為了去掉低頻干擾成分 ,小電容是為了去掉高頻干擾成分。雖然這類噪聲很弱 ,但是有用信號也很弱時，噪聲會對微弱信號放大器產(chǎn)生很大的干擾。這樣設(shè)貴陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁 共 30 頁 計的主要目的是 ,將采樣轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳輸這兩個過程分時進行 ,避免了數(shù)據(jù)傳輸時產(chǎn)生的電磁干擾對模擬信號采樣轉(zhuǎn)換造成影響 ,降低轉(zhuǎn)換結(jié)果的精確度。然后由 TMS320F2812 片內(nèi)定時器產(chǎn)生的定時中斷 ,定時啟動AD977A 工作。另一種則是獨立的 CAN 控制器 ,如philips 公司的 SJA1000、 82CZOO,intel 公司的 82526 等 ,但是獨立的 CAN 控制芯片需要外接一個微處理器才能運行。 信號采集電路 在對輸出信號進行放大預(yù)處理后 ,必須先對信號進行采樣、模擬 —— 數(shù)字轉(zhuǎn)換 ,然后才能由數(shù)字信號處理器 DSP對其進行采集和數(shù)字濾波