【正文】 ClassWizard為 CTemCurve類(lèi)添加消息處理函數(shù) WM_CREATE利用該函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)串口的初始化在串口初始化中選擇 PC 上面的端口 COM1 設(shè)置波特率為9600 無(wú)校驗(yàn) 8 個(gè)數(shù)據(jù)位 1 個(gè)停止位另外通過(guò)實(shí)際的需要來(lái)設(shè)定輸入輸出緩沖區(qū)大小本文中都采用 1024最后調(diào)用 SetTimer時(shí)會(huì)生成一個(gè)定時(shí)器來(lái)完成對(duì)溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控 2 讀取保存串口發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)化 本論文采用的是事件驅(qū)動(dòng)法實(shí)現(xiàn)串口通信的就是有事件產(chǎn)生時(shí)執(zhí)行 OnComm里定義的函數(shù)如接收事件發(fā)送事件等特點(diǎn)是對(duì)程序的響應(yīng)及時(shí)可靠性高代碼見(jiàn)附錄主要用于接收保存串口的數(shù)據(jù)由于 PC機(jī)從單片機(jī)中接收到的是 16進(jìn)制的數(shù)據(jù)而在 VC 中沒(méi)有直接將 16 進(jìn)制轉(zhuǎn)變 10 進(jìn)制的函數(shù)所以自定義 并調(diào)用 TransDec 函數(shù)來(lái)完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換 3 在 OnPaint 函數(shù)中實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸的繪制及溫度動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)圖的保存 為了便于操作人員觀察溫度跟時(shí)間的關(guān)系在坐標(biāo)區(qū)域內(nèi)繪制了平行于坐標(biāo)軸的等距線(xiàn)它主要由 Draw 函數(shù)實(shí)現(xiàn)的該函數(shù)包括的幾個(gè)子函數(shù)具有基本框架設(shè)計(jì)坐標(biāo)軸繪制曲線(xiàn)繪制等功能其具體函數(shù)由于實(shí)現(xiàn)代碼很多顧不在此詳述 4 實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控和坐標(biāo)軸的移動(dòng) 為了更好的顯示溫度曲線(xiàn)要不間斷的對(duì)它進(jìn)行數(shù)據(jù)采集在程序中通常是定義一個(gè)定時(shí)器來(lái)完成此操作定時(shí)器代碼見(jiàn)附錄最后運(yùn)行后的程序曲線(xiàn)會(huì)隨時(shí)間一秒一秒的向左移動(dòng) PC 界面 PC 的界面設(shè)計(jì)上應(yīng)用 MFC 庫(kù)．它作為 c 類(lèi)的一個(gè)集合和應(yīng)用程序框架主要用于創(chuàng)建 Microsoft Windows應(yīng)用程序這個(gè)類(lèi)的集合將 c語(yǔ)言擴(kuò)展為包括創(chuàng)建基于 Windows的應(yīng)用程序所需的大部分基本結(jié)構(gòu)單元一些重要的 MFC類(lèi)包括應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)類(lèi)用戶(hù)界面類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi) Inter 類(lèi) [13]等它的優(yōu)勢(shì)在于可以減少開(kāi)發(fā)周期使代碼更加簡(jiǎn)結(jié)在保證了編程的隨意性和方便性的情況下在用戶(hù)界面的設(shè)計(jì)上提供了大量的技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)是 1 應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)平臺(tái)在上面建立自己需要的應(yīng)用程序 2 兼容了以前版本的 MFC 和新的 c 類(lèi) 3 兼容性很好的 c 源代碼庫(kù) 4 與 Visual c 集成 本論文就是基于 VC 的 MFC 編制可視化界面來(lái)進(jìn)行通信顯示的 [14]其中系統(tǒng)總界面的功能設(shè)置為三個(gè)大部分系統(tǒng)設(shè)置選擇智能節(jié)點(diǎn)控制方法右邊的 View 框里主要顯示溫度的動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)詳細(xì)設(shè)計(jì)如下 1 系統(tǒng)設(shè)置一欄包括開(kāi)始顯示停止顯示和報(bào)警設(shè)置三部分其中的報(bào)警設(shè)置可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定報(bào)警的上限和下限溫度值 2 選擇智能節(jié)點(diǎn)一欄包括所需要顯示的溫度節(jié)點(diǎn)的具體曲線(xiàn) 3控制方法一欄里設(shè)置積分分離的 PID控制法點(diǎn)擊會(huì)出現(xiàn)初始參數(shù)輸入對(duì)話(huà)框用來(lái)設(shè)定比例系數(shù)微分系數(shù)積分系數(shù)的值輸入?yún)?數(shù)后即可顯示最終曲線(xiàn) 實(shí)驗(yàn)的調(diào)試方法 PID控制算法所采用的積分分離 PID其中最重要的就是進(jìn)行參數(shù)的整定本系統(tǒng)中應(yīng)用的是可靠性高的經(jīng)驗(yàn)法即根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行嘗試參數(shù)直到達(dá)到理想的控制效果這個(gè)步驟雖然繁瑣但是不缺有效性因?yàn)閷?shí)驗(yàn)出真知這比模糊控制里需要設(shè)置復(fù)雜的控制規(guī)律要顯得簡(jiǎn)單易行具體的步驟為 1 首先設(shè)定設(shè)定比例作用保證其穩(wěn)定性即使積分時(shí)間無(wú)窮微分作用為零這時(shí)調(diào)整比例系數(shù) Kp 調(diào)高 Kp 的值來(lái)防止曲線(xiàn)波動(dòng)過(guò)頻降低 Kp 值來(lái)減少超調(diào)量 2調(diào)節(jié) Ti逐漸增大 Ti的值來(lái)調(diào)節(jié)曲線(xiàn)的形狀如果曲線(xiàn)在理想值兩邊變化過(guò)大則應(yīng) 該增大 Ti 的值如果偏離理想值一直回歸不了則要減小 Ti 值 3 調(diào)節(jié) Td 值將它的值設(shè)定為 025 倍的 Ti 值逐漸調(diào)大 Td 值如果偏離理想溫度多大且緩慢回位則要增大 Td 如果偏離理想值過(guò)大則要減小 Td 通過(guò)理論和實(shí)際的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)總的規(guī)律就是如果系統(tǒng)響應(yīng)在控制作用后很緩慢的變化且大幅度震蕩的話(huà)那么就是積分作用大如果系統(tǒng)反應(yīng)過(guò)于靈敏波動(dòng)性很大的話(huà)那么就可能是微分作用過(guò)大這時(shí)調(diào)節(jié) Td 的值如果存在中頻的震蕩可能是比例設(shè)置的問(wèn)題這樣經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整直至達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn) 53 小結(jié) 本章給出了溫控系統(tǒng)各個(gè)部分的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了 PC 界面顯示并最 終利用經(jīng)驗(yàn)法調(diào)試系統(tǒng)得到比較好的實(shí)驗(yàn)效果 結(jié)論 本文在自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)上分析 CAN總線(xiàn)的原理和通信機(jī)制設(shè)計(jì)了以 CAN總線(xiàn)為通信媒體微處理器 ARMSTM32F103為控制主體基于 PC可視化界面的溫控系統(tǒng) CAN總線(xiàn)的多主形式使得本系統(tǒng)的多節(jié)點(diǎn)控制成為現(xiàn)實(shí)下位機(jī)所用的 ARM既解決了 16位單片機(jī)的指令和功能簡(jiǎn)單的缺陷又解決了 32位高端處理器又價(jià)格昂貴性?xún)r(jià)比低的問(wèn)題 STM32 是一款介于兩者之間的在性能成本功耗上面的最優(yōu)另外MFC 的界面設(shè)計(jì)具有開(kāi)發(fā)周期短代碼簡(jiǎn)結(jié)編程自由度高的優(yōu)點(diǎn)使得人機(jī)交互界面很好的實(shí)現(xiàn) 本文的主 要工作是 1 基于 ARM 的下位機(jī)現(xiàn)場(chǎng)溫度智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2 作為 PC 與 CAN 總線(xiàn)之間的橋梁 RS232 跟 CAN 的轉(zhuǎn)換器模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3 上位機(jī)的串口通信函數(shù) MFC 可視化界面顯示的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4 經(jīng)過(guò)軟硬件調(diào)試后得到了預(yù)期的顯示效果 雖然本文中最終達(dá)到了一定的控制效果但是系統(tǒng)仍有些需要改進(jìn)的方面 1溫度控制算法的研究一般的工控領(lǐng)域普通 PID算法就可以滿(mǎn)足要求但是在一些精度要求特別高的場(chǎng)合就需要研究一些智能的控制算法 2 隨著嵌入式的發(fā)展可以將最終的 PC 顯示控制轉(zhuǎn)換為嵌入式的開(kāi)發(fā)但是現(xiàn)在 Linux QT 資源不如 MFC 成熟故這一塊的應(yīng)用還不是很廣 致謝 非常感謝鞠曉君老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)從最初的定題到資料收集到寫(xiě)作修改到論文定稿她給了我耐心的指導(dǎo)和無(wú)私的幫助為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文她們放棄了自己的休息時(shí)間她們的這種無(wú)私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩在此我向她們表示我誠(chéng)摯的謝意同時(shí)感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來(lái)給自己的指導(dǎo)和幫助是他們教會(huì)了我專(zhuān)業(yè)知識(shí)教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)教會(huì)了我如何做人正是由于他們我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步在此向他們表示我由衷的謝意并祝所有的老師培養(yǎng)出越來(lái)越多的優(yōu)秀人才桃李滿(mǎn) 天下 通過(guò)這一階段的努力我的畢業(yè)論文《基于 CAN 總線(xiàn)的溫度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》終于完成了這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束在大學(xué)階段我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺這除了自身的努力外與各位老師同學(xué)和朋友的關(guān)心支持和鼓勵(lì)是分不開(kāi)的 在本論文的寫(xiě)作過(guò)程中我的導(dǎo)師鞠曉君老師傾注了大量的心血從選題到開(kāi)題報(bào)告從寫(xiě)作提綱到一遍又一遍地指出每稿中的具體問(wèn)題嚴(yán)格把關(guān)循循善誘在此我表示衷心感謝同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友 寫(xiě)作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程畢業(yè)論文的完成同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生 活的開(kāi)始我將銘記我曾是一名南山學(xué)子在今后的工作中把南山的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大 感謝各位專(zhuān)家的批評(píng)指導(dǎo) 參考文獻(xiàn) [1]王再英劉淮霞陳毅靜．過(guò)程控制與儀表．機(jī)械工業(yè)出版社 2020． 1． [2]程亞國(guó)．現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)與控制系統(tǒng)．江漢石油科技 202020 2 4142． [3]黃友銳曲立國(guó)． PID 控制器參數(shù)整定與實(shí)現(xiàn)．科學(xué)出版社 2020． 1． [4]陶永華尹怡欣葛蘆生．新型 PID 控制及其應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社 1998． 1． [5]沈洪垚傅建中陳子辰．基于 ARM 和 DS18B20 的數(shù)字測(cè)溫系統(tǒng)．機(jī)電工程出版社 2020． 22 11 51． [6]老虎工作室張瑾張偉．電路設(shè)計(jì)與制版 Protel 99SE 入門(mén)與提高人民郵電出版社 2020． 7． [7]趙德安．單片機(jī)原理與應(yīng)用．北京機(jī)械工業(yè)出版社 2020． 9． [8]李朝青劉艷玲沈怡麟．單片機(jī)與 PC 機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)．北京航空航天大學(xué)出版社 2020． 2． [9] 杜春雷． ARM 體系結(jié)構(gòu)與編程．清華大學(xué)出版社 2020． 2． [10] 徐寶文李志． C 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DISABLE 清除 CAN_MCR寄存器的 SLEEP位來(lái)自動(dòng)喚醒睡眠模式 CAN_InitStructureCAN_NART ENABLE CAN 報(bào)文發(fā)送 1 次不管發(fā)送的結(jié)果如何成功出錯(cuò)或仲裁丟失 CAN_InitStructureCAN_RFLM DISABLE 在接收溢出時(shí) FIFO 未被鎖定當(dāng)接收FIFO 的報(bào)文未被讀出下一個(gè)收到的報(bào)文會(huì)覆蓋原有的報(bào)文 CAN_InitStructureCAN_TXFP DISABLE FIFO 優(yōu)先級(jí)由報(bào)文的標(biāo)識(shí)符來(lái)決定 3CAN 工作模式的設(shè)置 CAN_InitStructureCAN_Mode CAN_Mode_Normal CAN 硬件工作在正常模式 CAN_InitStructureCAN_SJW CAN_SJW_1tq 重新同步跳躍寬度 1 個(gè)時(shí)間單位 CAN_InitStructureCAN_BS1 CAN_BS1_8tq 時(shí)間段 1 為 8 個(gè)時(shí)間單位 CAN_InitStructureCAN_BS2 CAN_BS2_7tq 時(shí)間段 2 為 7 個(gè)時(shí)間單位 CAN_InitStructureCAN_Prescaler 9 pclk1 187 9 If TxMessage IDE CAN_ID_STD TxMessage StdId u32 0x000007FF TxMessage StdId TxMessage StdId 21 CAN sTxMailBox[TransmitMailbox]TIR TxMssage StdIdTxMessage IDETxMessage RTR else TxMessage ExtId 3 CAN sTxMailBox[TransmitMailbox]TIR TxMessage ExtIdTxMessage IDETxMessage RTR 2 設(shè)置 DLC TxMessage DLC u8 0x0000000F CAN sTxMailBox[TransmitMailbox]TDTR u32 0xFFFFFFF