【正文】 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的輸入電壓范圍為 0～ 5V，因此放大倍數(shù)大約為 10 倍， 如圖 所示 。本文采用低功耗晶體振蕩器方式（ LP 方式）， 晶振頻率為 20MHZ， 因此在 30 腳和 31 腳外接晶振 和振蕩電容，振蕩電容的值一般取 15pF,如圖 所示。上電復(fù)位 電路 （ POR）， 上電 延時(shí) 定時(shí)器（ PWRT）和振蕩起振 定時(shí)器（ OST） 。高達(dá) 1Mbps 的通信速率。TMR1： 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 。帶優(yōu)先級(jí)的中斷。高達(dá) 4KB 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 (2) 完成液晶顯示 程序的設(shè)計(jì)。 (2) 安全可靠 選購的硬件要考慮環(huán)境溫度、濕度、壓力、振動(dòng)、粉塵等要求，以保證在規(guī)定的工作環(huán)境下系統(tǒng)性能穩(wěn)定、工作可靠。 CAN 總線的應(yīng)用與發(fā)展 CAN 總線最先由 Bosch 公司提出，起初應(yīng)用在汽車業(yè)， 如今已廣泛的應(yīng)用在：自動(dòng)控制、航空 、 航天 、航海、過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè) 、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療畢業(yè)論文 9 器械及傳感器等領(lǐng)域， 作為最有前途的現(xiàn)場總線， CAN 已 經(jīng)成為全球范圍內(nèi)最重要的總線之一， 在 1999 年，接近 6 千萬個(gè) CAN 控制器投入應(yīng)用。 (5) 可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 CAN 是一種具有高可靠性，支持分布式測試、實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)， CAN 具有如下特性 [17]： (1) 方式靈活。CAN 的信號(hào)傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀只有 8 個(gè)有效字節(jié)，傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，同時(shí)在通信節(jié)點(diǎn)發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，具有自動(dòng)關(guān)閉功能，因而具有較強(qiáng)的抗干擾能力。 盡管現(xiàn)場總線有許多優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)場總線也存在一些缺點(diǎn)，雖然這些缺點(diǎn)可采用一些措施來克服，但在設(shè)計(jì)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)時(shí)，這些缺點(diǎn)仍不容忽視 [13]?？刂圃O(shè)備可以很便捷地從現(xiàn)場設(shè)備獲取所需的信息，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息的快速傳送，完成對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、參數(shù)化及 故障的診斷工作?，F(xiàn)場總線技術(shù)采用一條通信電纜連接控制設(shè)備和現(xiàn)場設(shè)備，使用數(shù)字化通信完成對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的聯(lián)絡(luò)和控制。 Q = W N， Q 為數(shù)據(jù)傳輸速率， W 為數(shù)據(jù)寬度，以字節(jié)為單位 ， N 為完成一次數(shù)據(jù)傳送所需的時(shí)鐘周期個(gè)數(shù)。 (2) 中斷機(jī)制， 關(guān)鍵是中斷線數(shù)量、直接中斷能力、中斷類型等。在這種情況下，實(shí)現(xiàn)檢測技術(shù)某一方面的研究和突破，推動(dòng)國內(nèi)檢測技術(shù)及儀表的發(fā)展、生產(chǎn)并最終占領(lǐng)國內(nèi)市場，進(jìn)一步促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，從而加速提高我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平有著很深遠(yuǎn)的社會(huì)意義 [7]。 20 世紀(jì) 50 年代，我國先后從歐美和日本等發(fā)達(dá)國家引進(jìn)了 。智能溫室控制綜合了多方面的 技術(shù)，為植物的生長創(chuàng)造了適宜的環(huán)境，使植物的產(chǎn)量與質(zhì)量有了很大的提高，因此已成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向 [4]。 CAN 總線對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，可一次完成一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性并且易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)可靠性與靈活性 [1]。 關(guān)鍵詞 : PIC18F4580 CAN 總線 CTM8251 收發(fā)器 傳感器 Pt100 液晶顯示器 畢業(yè)論文 3 Design of multispot temperature gathering system based on CAN bus [Abstract] In order to provide the best ecological environment which the crops grow need, needs to carry on the realtime monitoring to the greenhouse ambient temperature. Therefore, considered the CAN bus39。通過 CAN 收發(fā)器 CTM8251 完成對(duì)總線信號(hào)的讀取以及向總線上發(fā)送命令，現(xiàn)場端通過溫度傳感器 Pt100 電橋電路采集溫度信號(hào)，然后經(jīng)過放大電路送入內(nèi)含 A/D 轉(zhuǎn)換器的單片機(jī) PIC18F4580 的數(shù)據(jù)采集模塊完成 A/D 轉(zhuǎn)換，通過 CAN 收發(fā)器將信號(hào)傳至主監(jiān)視器，使用 MCG12864A83 液晶顯示器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示。 CAN 總線工作在多主控方式，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)，采用無破壞逐位仲裁方式獲得總線使用權(quán)。智能溫室控制主要是控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)、光照等，創(chuàng)造出適合作物生長的最 佳環(huán)境，同時(shí)還需對(duì)影響作物生長的各種營養(yǎng)元素進(jìn)行動(dòng)態(tài)的配方管理， 在這種控制中，溫度、濕度、 CO2含量、光照等被控量之間存在著強(qiáng)烈的相互關(guān)系，某個(gè)被控量的改變，會(huì)影響到其他被控量的變化。我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國家溫 室控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了人工氣候室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于溫度、濕度和 CO2濃度等單項(xiàng)環(huán)境因子的控制， 之后，我國的溫室控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展。 我國檢測儀表整體技術(shù)落后于歐美、日本等發(fā)達(dá)國家，高精度儀表 的生產(chǎn)制造基本上依賴于國外 ， 而檢測儀表技術(shù)的落后在很大程度上制約了我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)力迅速提升的步伐。 總線 總線功能結(jié)構(gòu)規(guī)范包括 [9]： (1) 數(shù)據(jù)線、地址線、讀寫控制邏輯線、模塊識(shí)別線、時(shí)鐘同步線、觸發(fā)線和電源 /地線等。 (4) 傳輸率：總線傳輸率是指在某種數(shù)據(jù)傳輸方式下，總線所能達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率。傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備與控制設(shè)備是通過一對(duì)一的方式 (一個(gè) I/O 點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的一個(gè)測控點(diǎn) )連接，即所謂 I/O 接線方式，信號(hào)以 4～20mA(傳 送模擬信號(hào) )或 24VDC(傳送開關(guān)量信號(hào) )傳遞。 (4) 集現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、參數(shù)化及故障診斷為一體現(xiàn)場總線技術(shù)采用計(jì)算機(jī)數(shù)字通信技術(shù)連接現(xiàn)場設(shè)備。 (5) 提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性 由 于現(xiàn)場總線設(shè)備的智能化、數(shù)字化，因此與 模擬信號(hào)相比，從根本上提高了測量與控制的精確度，減少了傳送誤差， 同時(shí)，由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化、設(shè)備與連線減少、現(xiàn)場儀表內(nèi)部功能加強(qiáng)，減少了信號(hào)的往返傳輸，提高了系統(tǒng)的工作可靠性。傳輸介質(zhì)可 以為雙絞線以及光纖，通信速率可達(dá) 1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá) l0km/5kbps，可掛接設(shè)備數(shù)可達(dá) 110 個(gè)。 CAN 能 夠使用多種物理介質(zhì) ，例如雙絞線、光纖等，最常用的就是雙絞線，信號(hào)使用差畢業(yè)論文 8 分電壓傳送， 兩條信號(hào)線被稱為 “CAN_H”和 “CAN_L”，靜態(tài)時(shí)均是 左右，此時(shí)狀態(tài)表示為邏輯 “1”，也可以叫做 “隱性 ”， 用 “CAN_H”比 “CAN_L”高表示邏輯 “0”，稱為顯性， 此時(shí)，通常電壓值為 CAN_H= 和 CAN_L=[16]。 (4) 直接通訊距離最大可達(dá) l0km，最高通訊速率可達(dá) 1Mbps，節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá) 110 個(gè)，通信介質(zhì)可以是雙絞線，同軸電纜或光導(dǎo)纖維。 CAN 總線可采用雙絞線作為信號(hào)傳輸線，同時(shí)其對(duì)環(huán)境的要求不高，因此設(shè)計(jì)成本相對(duì)比較低。 硬件設(shè)計(jì)的原則 [20]： (1) 經(jīng)濟(jì)合理 在滿足性能指標(biāo)的前提下盡可能降低價(jià)格，獲得更高性價(jià)比的產(chǎn)品。 軟件需要實(shí)現(xiàn)的功能如下： (1) 完成通信程序的設(shè)計(jì)，總線協(xié)議設(shè)計(jì)。 （ 4）特殊的單片機(jī)特性 （ 2） 晶振電路 畢業(yè)論文 13 圖 晶振電路 PIC18F4580 的 XTAL1 腳為片內(nèi)振蕩電路的輸入端， XTAL2 腳為片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 （ 5） 傳感器 電橋 和放大電路 圖 傳感器電橋和放大電路 本系統(tǒng)的多點(diǎn)溫度采集使用鉑電阻 Pt100，采用三線制的電橋電路， R1， R2， R3 均為100? ， 可以較好的消除引線電阻的影響，提高測量精度。 MCG12864A83 共有兩片 KS0108B 或兼容控制驅(qū)動(dòng)器和一片 HD61203 或兼容驅(qū)動(dòng)器。 置 C A N 為 復(fù) 位 狀 態(tài)關(guān) 中 斷初 始 化 與 通 信 有 關(guān) 的 寄 存 器置 C A N 為 運(yùn) 行 狀 態(tài)開 中 斷確 實(shí) 進(jìn) 入 復(fù) 位 狀 態(tài)確 實(shí) 進(jìn) 入 運(yùn) 行 狀 態(tài)結(jié) 束NNYY 圖 CAN初始化程序流程圖 CAN總線通信中斷子程序 ： 包括發(fā)送數(shù)據(jù)中斷和接收數(shù)據(jù)中斷兩個(gè)部分。 清 屏初 始 化向 顯 示 器 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)讀 顯 示 器 狀 態(tài) 是 否 空 閑NY開 始顯 示 圖 顯示模塊 流程圖 畢業(yè)論文 22 按鍵子程序 本系統(tǒng)擴(kuò)展鍵盤，采用查詢方式，當(dāng)有鍵按下時(shí)，輸入采集點(diǎn)的地址，通過查詢各點(diǎn)的地址來確定各點(diǎn)的溫度，沒有鍵按下時(shí)，直接退出，流程圖如 所示。 3 展望 CAN 總線的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷的擴(kuò)大，而本文所討論的基于 CAN 總線的多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)，也有很大的發(fā)展前景。 感謝我的室友，是你們陪我度過了愉快的兩年，我會(huì)永遠(yuǎn)記在心里的，祝大家好運(yùn)。 // 用于計(jì)算的 AD 采樣各點(diǎn)的值 //功能描述 : 系統(tǒng)初始化子程序，放在程序首部 void initial() { INTCON=0x00。0Xfb。 // A/D 轉(zhuǎn)換中斷允許 ADIP=1。i++) AD_Reseve[i]=AD_Sample[i]。 a=a16。 // 開平方根 Adresult=(unsigned int)m。 // SDO(RC5)引腳為輸出 ,SCK(RC3)引腳為輸出 SSPCON1=0x30。 /* 清 SPI 發(fā)送完成標(biāo)志 */ 畢業(yè)論文 31 } //功能描述 : 高優(yōu)先級(jí)中斷子程序： AD 轉(zhuǎn)換完成中斷 void interrupt HI_ISR() { if(TMR0IF==1) // 定時(shí)器 0 中斷 { TMR0IF=0。 if(AD_Point15) { AD_Point=0。 /* 設(shè)置數(shù)字輸入輸出口 */ PIE1=0。 bit75:100 配置方式 */ { 。0xe0。 TXB0D5=0X05。 /* 設(shè)置接收緩沖器 0 的數(shù)據(jù)區(qū)長度 8 個(gè)字節(jié) */ RXB0D0=0X02。 /* *******初始化接收濾波器 0 和接收屏蔽 **************** */ RXF0SIDH=CAN_Adress_H。0X40)!=0) /* 檢測 CAN 配置完成 */ { 。 /* 用接收數(shù)據(jù)加 1 來更新發(fā)送數(shù)據(jù) */ TXB0D1=RXB0D1+1。 /* 置接收到 CAN 數(shù)據(jù) */ RXB0IF=0。 TXB0D5=RXB0D5+1。 /* 接收緩沖器 0 的接收中斷為最高優(yōu)先級(jí) */ } //功能描述： CAN 接收數(shù)據(jù)后處理子程序：接收數(shù)據(jù)加 1 為下次發(fā)送的數(shù)據(jù) void CAN_deal() { CAN_FLAG=0。 /* 11 個(gè) 1 表示接收 11 位標(biāo)識(shí)符進(jìn)行濾波，標(biāo)識(shí)符 不同不接收 。 RXB0D4=0X00。0xe0。 /* 寫發(fā)送緩沖器數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)初值 */ TXB0D1=0X01。Phase_Seg1(bit53)=3TQ。0XFB。 /* CAN 擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符高低字節(jié) */ int CAN_FLAG。 ADCON0=ADCON0|0x04。 // 清除 SSPIF 標(biāo)志 } //功能描述 : SPI 傳輸數(shù)據(jù)（發(fā)送數(shù)據(jù)）子程序 void SPILED(char data) { SSPBUF=data。 /* 轉(zhuǎn)換為帶一位小數(shù)的 BCD 碼實(shí)際值如 25 表示 */ } //功能描述 : SPI 輸出初始化子程序 void SPIinitial() { TRISA=TRISAamp。 畢業(yè)論文 30 j=a+c+b。i++) // 計(jì)算 16 點(diǎn)采樣值平方和 { HI=AD_Reseve[i]8。 unsigned int c。 // 打開定時(shí)器 0 } 畢業(yè)論文 29 //功能 描述 ： A/D 轉(zhuǎn)化初始化子程序 void AD_Initial() { ADCON0=0x41。 /* PIE2 的中斷不使能 */ PIE3=0。 //AD 轉(zhuǎn)換計(jì)算結(jié)果 unsigned char AD_Flag=0。 (3) CAN 總線在汽車領(lǐng)域已經(jīng)得到了深入的發(fā)展 ，但是作為一種有廣闊發(fā)展前景的現(xiàn)場總線，其應(yīng)用領(lǐng)域并不局限于此， 現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集模塊也可將單片機(jī)芯片換為更高速的 DSP 芯片 ， 同時(shí)如果將 CAN 總線的抗干擾性好、可靠性高、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)與 DSP 的高速特性相結(jié)