【文章內(nèi)容簡介】 連接電路 PIC18F4580 芯片中雖然內(nèi)嵌 CAN 控制器 ,但是必須與 CAN 收發(fā)器連接才能具備收發(fā)功能 ,在以往的設(shè)計中 CAN 收發(fā)器之間通常需要加入 DC — DC 電源隔離模塊和高速光電耦合器組成的隔離電路 , 以確保在 CAN 總線遭受嚴(yán)重的干擾時控制器能夠正常工作，然而考慮到復(fù)雜度、系統(tǒng)集成等因素 ,本設(shè)計中利用 CTM8251 接口芯片來實(shí)現(xiàn) 帶隔離的 CAN 收發(fā)電路， CTM8251 是一款帶隔離的通用 CAN 收發(fā)器芯片，該芯片內(nèi)部集成了所有必需的 CAN 隔離及 CAN 收發(fā)器件，這些都被集成在不到 3 平方厘米的芯片上，芯片的主要功能是將 CAN控制器的邏輯電平轉(zhuǎn)換為 CAN總線的差分電平并且具有 DC 2500V 的隔離功能 [12]。 液晶顯示器電路 [13] 圖 36 液 晶顯示電路 如圖 36 該液晶顯示模塊與 PIC18F4580 的接口電路。該顯示電路采用單片機(jī)的通用 11 I/O 口對液晶的控制信號直接進(jìn)行控制，同時將單片機(jī)的 D 口作為其數(shù)據(jù)總線。液晶的第五 腳用于液晶顯示對比度的調(diào)節(jié)，它需要通過一個 10K 的可變電阻接到 12V的電源上。 該液晶顯示模塊是使用 KB0108 及其兼容控制驅(qū)動器作為列驅(qū)動器，同時使用 KS0107B及其兼容驅(qū)動器作為行驅(qū)動器的液晶模塊。由于 KS0107B 不與 MPU 發(fā)生聯(lián)系，故只要提供電源就能產(chǎn)生行驅(qū)動信號和各種同步信號。 MCG12864A83共有兩片 KS0108B 或兼容控制驅(qū)動器和一片 HD61203 或兼容驅(qū)動器。 綜上所述 將溫度傳感器 Pt100 電橋采集到的溫度信號經(jīng)過放大電路后送入 A/D 轉(zhuǎn)換模塊完成A/D 轉(zhuǎn)換，單片機(jī) PIC18F4580 將采集到的信號通過 CAN 收發(fā)器發(fā)送到 CAN 總線，在于單片機(jī) PIC18F4580 接收信號發(fā)送到液晶顯示器顯示。采用電橋電路和放大器電路對信號進(jìn)行采集和處理，使用含 A/D 轉(zhuǎn)換的單片機(jī) PIC18F4580 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，通過 CAN 收發(fā)器對信號進(jìn)行收集和發(fā)送，最后通過液晶顯示器顯示。 4 軟件設(shè)計 監(jiān)視器主程序 該程序主要完成對遠(yuǎn)程采集的多點(diǎn)溫度信號，通過 CAN 收發(fā)器，在主機(jī)端使用液晶顯示模塊的顯示，初始化 A/D,A/O 等。流程圖如 41 所示 。 圖 41 監(jiān)視器流程圖 采集系統(tǒng)主程序 該系統(tǒng)主要完成對信號的采集，處理和發(fā)送，初始化 A/D,A/O 等 。程序流程如圖 42開始 CAN總線接收 按鍵子程序 顯示 初始化 12 所示。 圖 42采集系統(tǒng)流程圖 CAN 總線的接收和發(fā)送程序 初始化程序 ,主要完成各端口的初始化、 CAN 通信接口的初始化 .其中 CAN 的初始化設(shè)計是 CAN 總線設(shè)計的重要環(huán)節(jié) ,主要考慮 CAN 控制器的工作模式、接收濾波方式的設(shè)置、接收屏蔽寄存器的設(shè)置、波特率 參數(shù)的設(shè)置和中斷允許寄存器的設(shè)置 .CAN 初始化程序圖 。程序流程如 43所示。 開始 初始化 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理 CAN收發(fā)器發(fā) 送 13 圖 43 CAN初始化程序流程圖 發(fā)送數(shù)據(jù)中斷子程序 根據(jù) CAN 協(xié)議規(guī)范，數(shù)據(jù)從 CAN 控制器發(fā)送到 CAN 總線是由 CAN 控制器自動完成。 CPU只需將發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送到緩沖區(qū)，然后將命令寄存器的“發(fā)送請求”標(biāo)志位置 1，啟動發(fā)送命令即可，發(fā)送過程由 CAN的中斷請求 制。程序流程如 44所示。 關(guān)中斷 置 CAN為復(fù)位狀態(tài) 初始化與通信有關(guān)的寄存 器 置 CAN與運(yùn)行狀態(tài) 開中斷 確認(rèn)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài) 確認(rèn)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài) 結(jié)束 N Y N 14 圖 44 CAN的發(fā)送中斷流程圖 接收數(shù)據(jù)中斷子程 數(shù)據(jù)從 CAN總線到 CAN 緩沖接收器也是由 CAN 控制器自動完成的，接收程序只需從接收緩沖區(qū)中讀取接收的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行 相應(yīng)的處理即可，接收程序采用中斷方式，程序流程圖如 45所示。 45CAN接收程序流程 結(jié)束 接收緩沖區(qū)空？ 讀接收緩沖區(qū)的信息并保存 釋放接收緩沖區(qū) Y N 發(fā)送緩沖區(qū)空？ 把數(shù)據(jù)寫入 CAN發(fā)送緩沖區(qū) 啟動發(fā)送器 N Y 結(jié)束 15 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，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，直接退出 。程序流程如 46所示。 圖 46子程序流程圖 有按鍵按下？ 地址 + 地址 返回 確定？ 按鍵 +是否按下？ 是否查詢？ 顯示切換 顯示地址溫度 延時子程序 按鍵 +是否按下 N Y N Y N Y Y N Y N 16 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖 圖 A/D初始化流程圖 圖 A/D中斷流程圖 初始化 A/D 初始化 A/O 開總中斷 啟動 A/D 開始 結(jié)束 中斷子程序 清 ADIF標(biāo)志 延時子程序 讀取與存儲 A/D轉(zhuǎn)化結(jié)果 啟動下一次 A/D轉(zhuǎn)換 17 液晶顯示模塊程序 液晶顯示模塊主要完成信號的主站顯示，先初始化 A/D， I/O 等，判斷顯示器狀態(tài)是否空閑，若空閑，則向顯示器發(fā)送數(shù)據(jù)，若忙，則返回清屏，最后在顯示器上顯示 ，如下圖 48所示 。 圖 48液晶顯示程序模塊框圖 開始 清屏 顯示 向顯示器發(fā)送數(shù)據(jù) 讀顯示器狀態(tài)是否空閑 初始化 N 18 總結(jié)及展望 完成基于 CAN 總線的多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)，充分的體會到 CAN 總線作為控制器局域網(wǎng)的強(qiáng)大。才通用現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)，應(yīng)為現(xiàn)場總線在自動化和控制領(lǐng)域具有很很多優(yōu)點(diǎn)。目前國內(nèi)的現(xiàn)場總線儀表中，可連接于 FF 總線的產(chǎn)品還沒推廣，而國外進(jìn)口的產(chǎn)品價格過高，且在售后維修等方面極其不方便，因此，設(shè)計一種 能夠?qū)嶋H應(yīng)用的、可以和現(xiàn)有常規(guī)產(chǎn)品鏈接的系統(tǒng)是有必要的，本文 先引入了現(xiàn)場總線這一高度綜合與集成了計算 機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的新的技術(shù)模式，分析了現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)模型、特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和類型等，進(jìn)而討論了 CAN 作為眾多現(xiàn)場總線之一的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上開發(fā)了基于 CAN 現(xiàn)場總線的溫度監(jiān)控系統(tǒng)。本文對該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與特點(diǎn)、硬件選用設(shè)計和通信程序設(shè)計給予了詳細(xì)的敘述 從整體和局部的不同角度闡明了系統(tǒng)中所使用技術(shù)的先進(jìn)性和獨(dú)到之處 ， 除了 CAN 現(xiàn)場總線本身的技術(shù)優(yōu)勢外，提及了單片機(jī)的使用、數(shù)字傳感器的選用、軟件的編程功能等技術(shù)的應(yīng)用。 19 參考文獻(xiàn) [1] 劉小強(qiáng) .基于 CAN總線 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 .儀表技術(shù)傳感器 .2021 [2] 李慧，劉毅 .溫室控制的發(fā)展方向 .林業(yè)機(jī)械與土木設(shè)備 .2021 [3] 鄔寬明 .CAN總線原理和應(yīng)用設(shè)計 .1996 [4] 劉和平，劉林，余紅欣等 .單片機(jī)原理及接口程序設(shè)計 .北京航空航天大學(xué)出版社 .2021 [5] 張毅剛 .片機(jī)原理與應(yīng)用 .北京 高等教育出本社 .2021 [6] 江志紅 .51單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā) .清華大學(xué)出版社 [7] 李金平 .電子系統(tǒng)設(shè)計 .電子工業(yè)出版社 [8] 白延敏 .51單片機(jī)經(jīng)典系統(tǒng)開發(fā) .電子工業(yè)出版社 [9] 石磊 .CAN總線 在智能儀表中的應(yīng)用 [D].大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 .2021: [10] 饒鑫 .智能測控 CAN總線通訊的研究 [D].河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 .2021 [11] 劉和平，劉林，余紅欣，鄭群英等 .PIC18F╳╳╳ 單片機(jī)原理及接口程序設(shè)計 [M].北京北京航空航天大學(xué)出版社 .2021. 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