【正文】 0dBm，配置字格式見表 。 發(fā)送端配置字?jǐn)?shù)據(jù)為 0x00,0x28,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x01,0x83,0x4f,0x64。 無(wú)線系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)與 CAN 網(wǎng)絡(luò)的通信，必須根據(jù)應(yīng)用制訂本系統(tǒng)的通信協(xié)議。根據(jù)實(shí)際要求 制訂了自己的通信協(xié)議，每個(gè)字節(jié)定義如下： send_data[0]：要發(fā)送（或反饋）數(shù)據(jù)的 CAN節(jié)點(diǎn)地址； send_data[1]： 1 代表向節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)， 0代表取節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)； send_data[2]：發(fā)送（或接收）數(shù)據(jù)低位； send_data[3]：發(fā)送（或接收）數(shù)據(jù)高位； send_data[4]：該字節(jié)未用 。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 表 配置字 nRF2401 發(fā)送和接收數(shù)據(jù) 在發(fā)送端，首先使其進(jìn)入發(fā)送工作模式（ CE=1），首先配置接收端地址和有效數(shù)據(jù)，然后啟動(dòng)發(fā)送（ CE=0），發(fā)送端等待數(shù)據(jù)發(fā)送完成。當(dāng)發(fā)送完成后模塊進(jìn)入接收狀態(tài)，接收接收端的應(yīng)答數(shù)據(jù)。如果接收到數(shù)據(jù)則顯示相關(guān)數(shù)據(jù)及進(jìn)行相應(yīng)處理，發(fā)送端程序流程圖如圖 所示 。在接收端，在主循環(huán)里一直判斷 DR1是否為 1，為 1 則表示接收到數(shù)據(jù)，根據(jù)通信協(xié)議，進(jìn)行相應(yīng)處理。接收端程序流程圖如圖 。 開 始初 始 化設(shè) 置 N R F 2 4 0 1 為 發(fā) 送 模 式返 回發(fā) 送 完 ？Y啟 動(dòng) 發(fā) 送N裝 入 發(fā) 送 端 地 址 和 數(shù) 據(jù)配 置 N R F 2 4 0 1 為 接 收 模 式主 循 環(huán) 里 判 斷 發(fā) 送標(biāo) 志 位 是 否 為 1 ？開 始初 始 化設(shè) 置 N R F 2 4 0 1 為 接 收 模 式是 否 收 到 數(shù) 據(jù) ？顯 示 接 收 數(shù) 據(jù)YN等 待配 置 N R F 2 4 0 1 為 發(fā) 送 模 式返 回裝 入 發(fā) 送 端 地 址 圖 報(bào)文發(fā)送程序流程圖 圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 ID 設(shè)別系統(tǒng)設(shè)計(jì) ID 辨別技術(shù) 如圖 所示， 是一種內(nèi)建無(wú)線電芯片的技術(shù)，芯片中可儲(chǔ)存一系列信息。 辨別 射頻產(chǎn)品的體積可做到極小， 還可以依附 于需 辨別 的實(shí)體上，用不 接觸的 方法迅速地 讀取 里面的存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 。射頻辨別技術(shù)從 上個(gè) 世紀(jì) 八十 年代開始發(fā)展很快并慢慢 走向成熟。射頻辨別技術(shù) 涵蓋的方面 廣， 很多目前使用 中的自動(dòng) 辨別 技術(shù)都可 包括在 ID辨別 技術(shù) 的范圍 ,但 是其 工作頻率、技術(shù)特點(diǎn)、工作原理、 適合的 領(lǐng)域 和依據(jù) 的標(biāo)準(zhǔn)卻不同 。 基本工作原理并不復(fù)雜：標(biāo)簽進(jìn)入 磁場(chǎng)后， 通過(guò) 解讀器 產(chǎn)生 的射頻信號(hào)，感應(yīng)電流所 會(huì) 獲得能量 并 發(fā)出 儲(chǔ)存 在芯片中的產(chǎn)品信息 ， 或者 是通過(guò) 標(biāo)簽主動(dòng) 地 發(fā)送某 個(gè) 頻率的 信息。 解讀器 會(huì) 讀取信息 然后解碼 ， 再傳送到 中央信息系統(tǒng) 處理這些 數(shù)據(jù)。 要 完整的 組成 ID 辨別 系統(tǒng)， 需要 電子標(biāo)簽 和 閱讀器也就是 意義上的 應(yīng)答器和 應(yīng)用軟件系統(tǒng) 這幾個(gè) 部份組成， 這個(gè) 原理是 閱讀器 發(fā)射 某一 特定頻率的無(wú)線電波能量給 應(yīng)答器 ，用以驅(qū)動(dòng) 應(yīng)答器 電路 然后再把 內(nèi)部的數(shù) 信息發(fā) 出，此時(shí) 閱讀器會(huì)按照次 序接收 并 解讀 信息 ， 并發(fā)給 應(yīng)用程序 執(zhí)行 相應(yīng)的 操作 。 一般采用的方法為：感應(yīng)耦合。 圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 無(wú)線 CAN 總線在 1254 潛孔鉆中系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 整體設(shè)計(jì)方案 圖 整體結(jié)構(gòu)如圖 所示，無(wú)線 CAN 總線將數(shù)據(jù)整合后通過(guò)無(wú)線接收電路 傳給 ARM處理器， ARM 處理器將無(wú)線接收電路接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理后， 由 ARM直接控制 H1254的工作，實(shí)施無(wú)線控制爆破。 H1254 控制臺(tái)的供電設(shè)計(jì) 由于 H1254的控制臺(tái)是由機(jī)車通過(guò)電纜供電，改為無(wú)線傳輸后需要解決控制臺(tái)的供電問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)定原來(lái)控制臺(tái)供電電壓的大小采用相應(yīng)的 蓄電池 等供電。 抗干擾的選擇 本系統(tǒng)可能出現(xiàn)過(guò)渡干擾、地線干擾、模擬開關(guān)帶來(lái)的各種環(huán)境噪聲干擾、電源中的噪聲干擾等。對(duì)于這些干擾，都能找到一些應(yīng)對(duì)措施，減小系統(tǒng)中存在的干擾。 1）消除或 減小過(guò)渡干擾 過(guò)渡干擾是指模擬電路和數(shù)字混合的 電路中，電路向某個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另外個(gè)個(gè)狀態(tài)的時(shí)候，那么在電源線上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非常大地尖峰電流，產(chǎn)生瞬間變化的噪聲電壓，因此會(huì)在模擬系統(tǒng)的地線內(nèi)產(chǎn)生干擾。所以應(yīng)該減小電源和數(shù)字部分對(duì)模擬電路地影響。安裝時(shí)用鐵氧磁珠將其他數(shù)字電路和模擬 5V隔開。鐵氧磁珠在低頻時(shí)的阻抗不高，但是在高頻的時(shí)候阻抗非常高，可抑制高頻的干擾，因此可以過(guò)濾掉數(shù)字電路中的噪聲。在地與電源之間并聯(lián)電容，可以減小回線和供電的回路的占地面積。在每個(gè)電源引腳周圍安裝了 10～ 100nF的瓷片電容， 以平滑電源的波動(dòng)，這樣可以不產(chǎn)生電源和地環(huán)路。 2）消除或減小地線干擾 將數(shù)字與模擬的區(qū)分開，不然，模擬系統(tǒng)的地線中會(huì)被數(shù)字信號(hào)電流形成干攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 擾，會(huì)使模擬信號(hào)失真。本課題通過(guò)數(shù)字與模擬分開布線的方式，運(yùn)用一個(gè)電感使數(shù)字和模擬信號(hào)在一點(diǎn)相連，這樣可以保證模擬信號(hào)的穩(wěn)定性。 3）消除或減小模擬開關(guān)帶來(lái)的各種環(huán)境噪聲干擾 系統(tǒng)中運(yùn)用了許多模擬開關(guān)，它的輸入經(jīng)常會(huì)受到許多外部噪聲的污染，尤 其容易受到共模噪聲地影響。在許多路轉(zhuǎn)換器輸入端連接共模扼流圈，對(duì)抑制外部傳感器引入的高頻共模噪聲非常有效，在這個(gè)系統(tǒng)，考慮得比較多 的是當(dāng)許多路模擬開關(guān)從某個(gè)通道轉(zhuǎn)換到另外一個(gè)個(gè)通道的時(shí)候，可能產(chǎn)生瞬間變化的現(xiàn)象，這樣會(huì)在輸出端產(chǎn)生一個(gè)很短的尖峰電壓。為了消除這種現(xiàn)象引入的噪聲，在程序設(shè)計(jì)中采用了軟件延時(shí)的辦法。 4）消除或減小電源中的噪聲干擾 對(duì)于電源中的一些噪聲干擾，采用直流穩(wěn)壓源加以抑制。此外， PCB布局對(duì)抗 干擾能力影響也很大，本文中電路板采用雙面印制電路板，布局過(guò)程中在板的周圍放置了一些 4． 7 一 10uF的大電容。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果及 分析 26 4 系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果及分析 顯示模塊調(diào)試 顯示部分的調(diào)試是 后續(xù)調(diào)試的基礎(chǔ)，只要顯示正常了，才可以使得 CAN通信單元電路和無(wú)線收發(fā)電路的調(diào)試具有直觀的效果。調(diào)試首先進(jìn)行硬件檢查，檢查是否有虛焊或線路連接錯(cuò)誤，然后進(jìn)行程序調(diào)試，編寫程序時(shí)注意檢查程序端口與硬件是否一致。最后調(diào)節(jié) LCD1602電阻的阻值，調(diào)節(jié) LCD1602的對(duì)比度。在顯示模塊電路調(diào)試過(guò)程中，出現(xiàn)顯示沒有數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)只有一行，檢查硬件電路沒錯(cuò)，此時(shí)確定是軟件問(wèn)題，但該程序在另一個(gè)最小系統(tǒng)中顯示一切正常。最后在各方面試驗(yàn)下，調(diào)試確定為 LCD數(shù)據(jù)發(fā)送延時(shí)問(wèn)題，通過(guò)改變延時(shí)值， LCD1602數(shù)據(jù)顯示正常。 通信電路 在調(diào)試 CAN通信模塊單元前，我先仔細(xì)閱讀了 CAN總線的各方面資料，先做到收里有數(shù)。然后第一部首先仔細(xì)檢查設(shè)計(jì)電路，確保硬件電路沒有問(wèn)題時(shí)，然后用 SJA1000的自檢測(cè)功能來(lái)判斷 SJA1000 是否能正常發(fā)送接收，先通過(guò)軟件初始化 SJA1000，讓它進(jìn)入到自我檢測(cè)的模式，運(yùn)用“自接收請(qǐng)求”的指令發(fā)送報(bào)文，如果這樣能夠成功接收到回原報(bào)文，顯示正確，則因此表明電路正常。再連接完雙絞線和另外的一個(gè)節(jié)點(diǎn)聯(lián)調(diào)，從開始并沒有希望的那樣完成通信，通過(guò)調(diào)整相應(yīng)的程序后，另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠接收到數(shù)據(jù)，但是顯示 到接收的信息是不正確的。通過(guò)檢查，會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題發(fā)生中斷接收的過(guò)程當(dāng)中，因?yàn)榻邮兆映绦蚴褂玫募拇嫫鹘M和中斷使用的寄存器組是不同的，這樣會(huì)引起接收的數(shù)據(jù)不正確，通過(guò)調(diào)重新整理后仿真調(diào)試，解決了問(wèn)題，基本實(shí)現(xiàn)了 can總線各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的通信功能。 無(wú)線收發(fā)模塊 無(wú)線收發(fā)模塊，首先得了解 nRF2401芯片的 工作模式、配置模式、器件配置、發(fā)射流程接收流程等等，同時(shí)注意發(fā)送與接收的地址要相同，在調(diào)試中，開始階段無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)，完全沒有反應(yīng)，因?yàn)橛布琴?gòu)買的集成模塊，所以可以排除硬件問(wèn)題，在網(wǎng)上查找了相關(guān)參考程序，經(jīng)過(guò)反 復(fù)的修改，最終實(shí)現(xiàn)了二個(gè)無(wú)線收發(fā)器之間的通信，經(jīng)測(cè)試， 數(shù)據(jù)通信具有可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性等特性。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果及 分析 27 整機(jī)調(diào)試 在把本系統(tǒng) CAN總線節(jié)點(diǎn)間通信和無(wú)線收發(fā)部分如下圖所示 ，就開始把兩部分連接起來(lái)做整體系統(tǒng)調(diào)試。因?yàn)樵谡w調(diào)試之前，各部分都進(jìn)行了調(diào)試，所以整體調(diào)試過(guò)程就比較順利。經(jīng)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了 CAN總線任意節(jié)點(diǎn)間的通信及無(wú)線終端與 CAN總線網(wǎng)絡(luò)間的通信，基本實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，系統(tǒng)穩(wěn)定，整機(jī)系統(tǒng)調(diào)試成功。 圖 測(cè)試 SIMBA H1254圖 ARM傳來(lái)的數(shù)據(jù)并作出相應(yīng)的爆破任務(wù)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果及 分析 28 圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論 29 結(jié)論 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī) STC89C52控制 CAN總線模塊、無(wú)線收發(fā)模塊及顯示模塊和人機(jī)接口模塊。在 CAN總線通信接口模塊中， CAN總線控制器選用 Philips公司的SJA1000，總線驅(qū)動(dòng)器采用了 PCA82C250接口芯片， CAN總線通信數(shù)據(jù)采用雙絞線傳輸。無(wú)線模塊采用 nRF2401無(wú)線收發(fā)一體化芯片，工作在 , 能夠在全球無(wú)線市場(chǎng)暢通無(wú)阻。重點(diǎn)對(duì)各單元電路的設(shè)計(jì)，以及各電路與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)，同時(shí)介紹了相關(guān)設(shè)計(jì)知識(shí)并設(shè)計(jì)了 CAN總線與無(wú)線收發(fā)的通信協(xié)議，保證了通信質(zhì)量，最后還給出了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程。實(shí)現(xiàn)了 CAN總線內(nèi)部單體間通信以及 CAN總線與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間的通信，通過(guò)無(wú)線終端服務(wù)器，可向 CAN總線中的任一節(jié)點(diǎn)發(fā)送和讀取數(shù)據(jù)，同時(shí) CAN節(jié)點(diǎn)中任一節(jié)點(diǎn)可相互通信，節(jié)點(diǎn)間可一對(duì)多，也可以多對(duì)一，沒主從之分。經(jīng)對(duì)各單元電路及整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，完 成了設(shè)計(jì)要求。 本系統(tǒng)具有可靠性、實(shí)時(shí)性、靈活性等特點(diǎn)。相信隨著 CAN總線技術(shù)和無(wú)線收發(fā)技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用， CAN總線智能節(jié)點(diǎn)與無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)解決方案在工業(yè)生產(chǎn)和儀器開發(fā)領(lǐng)域?qū)?huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)階段學(xué)習(xí)效果的一次大的檢測(cè)，是專業(yè)理論知識(shí)，動(dòng)手能力和自學(xué)能力的綜合考試。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 我學(xué)會(huì)了不少的知識(shí)，學(xué)會(huì)了怎樣查閱資料和利用工具書，以及熟練地使用 PROTEUS仿真軟件和相關(guān)開發(fā)工具 獲得了許多新的知識(shí)，并使過(guò)去學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)一步鞏固，特別是在調(diào)試過(guò)程中我遇到了硬件電路設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題，通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的探討和解決，學(xué)習(xí)了許多書本上學(xué)不到的知識(shí)，增強(qiáng)了動(dòng)手實(shí)踐能力，與此同時(shí)在軟件編程方面，同樣感受深刻，在編寫程序時(shí)，一定要結(jié)合硬件本身，了解硬件特性，這樣可節(jié)省大量調(diào)試時(shí)間。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更加深刻地認(rèn)識(shí)到只有將書本與具體的實(shí)踐相結(jié)合，才會(huì)有真正的收獲，才能鞏固自已的所學(xué)，認(rèn)識(shí)到自己的不足。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）