【正文】 數(shù)據(jù)類(lèi)型與 ID20ID18 值的對(duì)照表如表格41.表 41 數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)照表ID20ID18 幀類(lèi)型000 強(qiáng)制型燈設(shè)置數(shù)據(jù)001 常規(guī)型燈設(shè)置數(shù)據(jù)010 確認(rèn)信號(hào)幀011 數(shù)據(jù)請(qǐng)求幀101 燈狀態(tài)數(shù)據(jù)幀CAN 協(xié)議數(shù)據(jù)格式實(shí)現(xiàn)主要由兩個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，分別為數(shù)據(jù)打包函數(shù)和數(shù)據(jù)解包函數(shù)。燈設(shè)備狀態(tài)有三種：開(kāi)燈、關(guān)燈和離線。DLC 為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼，用于表明數(shù)據(jù)域中含有的字節(jié)數(shù)。⑤燈狀態(tài)數(shù)據(jù)幀，包含著一個(gè)從設(shè)備燈的剩余時(shí)間和開(kāi)關(guān)信息。③確認(rèn)信號(hào)，確認(rèn)信號(hào)幀不帶燈數(shù)據(jù)段，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 DLC=0x0，用于同步啟動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的燈設(shè)備。其中，源節(jié)點(diǎn)號(hào)是發(fā)送者節(jié)點(diǎn)號(hào)，目的節(jié)點(diǎn)號(hào)是接收者的節(jié)點(diǎn)號(hào)或者是廣播 ID=0xF，數(shù)據(jù)類(lèi)型分為 5 種，①?gòu)?qiáng)制型燈設(shè)置數(shù)據(jù)，在強(qiáng)制開(kāi)關(guān)燈模式下使用，發(fā)送的數(shù)據(jù)全是燈狀態(tài)，不含有燈時(shí)間字節(jié)，一幀數(shù)據(jù)中攜帶有多個(gè)燈設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)。其幀結(jié)構(gòu)如圖 所示。而在本次運(yùn)用中，由于系統(tǒng)規(guī)模還算比較小，我們采有 11ID 標(biāo)識(shí)符已經(jīng)能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)上的要求。廣西科技大學(xué)(籌)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)下面首先介紹主從節(jié)點(diǎn)在應(yīng)用層上共同的 CAN 協(xié)議規(guī)則。(1) CAN 協(xié)議數(shù)據(jù)格式：主要采用源／目的協(xié)議模式以一定的格式來(lái)對(duì)所要處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行填充和解釋?zhuān)缓蟀l(fā)送給各個(gè)從節(jié)點(diǎn)。設(shè)計(jì)中，將 CAN 協(xié)議模塊分成 CAN驅(qū)動(dòng)程序模塊和 CAN 協(xié)議數(shù)據(jù)格式模塊。CAN 協(xié)議程序模塊設(shè)計(jì)的好壞對(duì)整個(gè)系統(tǒng)能否繼續(xù)進(jìn)行起著決定性作用。具體觸摸屏中斷初始化程序流程圖如圖 所示。具體SD 卡初始化程序流程圖如圖 所示。 程序開(kāi)始彩屏液晶接口配置開(kāi)啟彩屏內(nèi)部時(shí)鐘彩屏電源配置伽馬校正并開(kāi)顯示清屏程序結(jié)束程序開(kāi)始串口 ０ 管腳配置配置幀格式如８ 位字節(jié)長(zhǎng)度 、 奇校驗(yàn)等設(shè)置波特率為1 1 5 2 0 0 b p s 、 關(guān)除數(shù)分頻器程序結(jié)束程序開(kāi)始C A N 1 管腳配置 ， 進(jìn)入復(fù)位模式設(shè)置錯(cuò)誤告警值為 0 x 6 0 , 波特率為 4 0 0 K b p s允許 C A N 接收中斷 ， 禁止驗(yàn)收濾波恢復(fù)到正常工作模式 ， 初始化 C A N 接收中斷程序結(jié)束圖 TFT 液晶初始化 圖 UART0 初始化 圖 CAN1 控制器初始化(4)SD 卡初始化：首先，配置 SD 管腳功能，將 SD 卡片選信號(hào)置高，連續(xù)發(fā)送至少74 個(gè)時(shí)鐘，將片選拉低(CS=0),發(fā)送復(fù)位命令 CM0，使 SD 進(jìn)入 SPI 操作模式。(3)CAN 控制器初始化：首先，配置 CAN1 管腳功能，設(shè)置進(jìn)入 CAN 控制器的復(fù)位模式，設(shè)置告警上限值為 0x60，設(shè)置通信波特率為約 400Kbps，允許 CAN 接收中斷，并禁止驗(yàn)收濾波器，接著恢復(fù)到正常工作模式，最后初始化 CAN 接收中斷。廣西科技大學(xué)(籌)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(2)UART0 初始化：先通過(guò)配置管腳連接寄存器，使 LPC2119 的 、 管腳連接到串口 0 模塊。緊接著開(kāi)啟彩屏內(nèi)部時(shí)鐘，配置彩屏電源，然后伽馬校正并設(shè)置，最后開(kāi)顯示并清屏。觸摸屏 SPI 通信接口也采用 IO 口模擬操作，將與觸摸屏控制器片選線 T_CS、數(shù)據(jù)輸出線 T_MOSI、串行時(shí)鐘信號(hào)線 T_CLK 相連的 GPIO 口設(shè)置為輸出口。其系統(tǒng)初始化模塊主要包括 5 大部分：TFT 液晶初始化、UART0 初始化、CAN1 初始化、SD 卡初始化、觸摸屏中斷初始化。廣西科技大學(xué)(籌)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序開(kāi)始系統(tǒng)初始化進(jìn)入設(shè)置模式 ？向所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀觸摸屏鍵盤(pán)掃描并刷新顯示運(yùn)行和從節(jié)點(diǎn)離線檢測(cè)ＹＮ顯示監(jiān)控界面１圖 主節(jié)點(diǎn)主程序流程圖 初始化模塊程序設(shè)計(jì)在主節(jié)點(diǎn)軟件結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)初始化程序是系統(tǒng)能夠正常工作的基礎(chǔ)，是系統(tǒng)在進(jìn)入工作循環(huán)時(shí)首先執(zhí)行的一段代碼。接著，判斷是否有觸摸按鍵按下，若有則作出相應(yīng)的按鍵處理并刷新顯示，最后檢測(cè)主節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行、通信狀況和對(duì)從節(jié)點(diǎn)是否離線的檢測(cè)。在工作循環(huán)中，處理如下工作，先判斷當(dāng)前模式是不是進(jìn)入了燈設(shè)置模式，如果是則停止向從節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求幀。如圖 所示是主節(jié)點(diǎn)的主程序流程圖。從節(jié)點(diǎn)軟件結(jié)構(gòu)如圖 所示：系統(tǒng)初始化模塊鍵盤(pán)掃描及處理模塊照明控制信號(hào)數(shù)據(jù)處理 CAN協(xié)議照明燈定時(shí)控制模塊LCD 液晶顯示模塊圖 從節(jié)點(diǎn)軟件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)程序模塊設(shè)計(jì) 主節(jié)點(diǎn)程序模塊設(shè)計(jì)由圖 可知，主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)程序主要由七大模塊構(gòu)成，它們分別是：系統(tǒng)初始化模塊、CAN 協(xié)議模塊、TFT 液晶顯示模塊、SD 卡驅(qū)動(dòng)模塊、UART 驅(qū)動(dòng)模塊、觸摸屏鍵盤(pán)掃描模塊以及蜂鳴器驅(qū)動(dòng)模塊。合理劃分從節(jié)點(diǎn)的程序模塊，能夠有效提高軟件的健壯性。主節(jié)點(diǎn)軟件結(jié)構(gòu)如圖 所示：系統(tǒng)初始化SD 卡驅(qū)動(dòng)模塊TFT液晶顯示模塊 CAN協(xié)議UART 驅(qū)動(dòng)模塊觸摸屏鍵盤(pán)掃描蜂鳴器驅(qū)動(dòng)模塊圖 主節(jié)點(diǎn)軟件結(jié)構(gòu) 從節(jié)點(diǎn)軟件結(jié)構(gòu)從節(jié)點(diǎn)是單個(gè)照明設(shè)備單元的控制中心，照明燈設(shè)備執(zhí)行器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作以及照明廣西科技大學(xué)(籌)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)備開(kāi)關(guān)燈的時(shí)間長(zhǎng)短完全取決于從節(jié)點(diǎn)的控制。因此，合理規(guī)劃主節(jié)點(diǎn)的軟件結(jié)構(gòu)和模塊劃分是非常有意義的。 主節(jié)點(diǎn)軟件結(jié)構(gòu)主節(jié)點(diǎn)是整個(gè) CAN 總線智能照明控制系統(tǒng)的核心單元，它管理了多達(dá) 110 個(gè)從節(jié)點(diǎn)燈設(shè)備，它要求具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、運(yùn)算處理能力和友好的人機(jī)界面。特別是在對(duì)后續(xù)的產(chǎn)品更新、程序維護(hù)、升級(jí)等有極其重要的意義。在本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，按照系統(tǒng)的功能作用進(jìn)行模塊劃分，再依次對(duì)各功能模塊進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。Max232 用于實(shí)現(xiàn) TTL 電平與 RS232電平的轉(zhuǎn)換，只要在它的外部在接上幾個(gè)簡(jiǎn)單的電容就夠成了通信電路，為了方便檢查、排除故障可在通信線上接上兩個(gè)通信指示燈，方便檢查與維修。4 個(gè)獨(dú)立按鍵，分別與單片機(jī) INT0 和 相連，由于 P1 口上各位內(nèi)部均接有上拉電阻，故，外接按鍵的時(shí)候，我們不再需要接上上拉電阻。PCA82C250 CAN 收發(fā)器電路原理圖如圖 所示。CANH 和 CANL 與地之間并聯(lián)了 2 個(gè) 30pF 的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力。PCA82C250 的 CANH 和 CAHL 引腳各自通過(guò) 1 個(gè) 5Ω 的電阻與 CAN 總線相連。其內(nèi)部具有限流廣西科技大學(xué)(籌)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路，可防止發(fā)送輸出級(jí)對(duì)電源、地或負(fù)載短路。 AD672LE/S3C4R5WKOUTV8X90MINJ+圖 SJA1000 接口電路原理圖PCA82C250 是一款由 NXP 公司生產(chǎn)的 CAN 總線收發(fā)器。通過(guò) SJA1000 的中斷信號(hào)，觸發(fā) STC89C52 單片機(jī)去處理相應(yīng)的事務(wù)(如：提取 SJA1000 接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù))。片選線 CS 與 STC89C52 的最高位地址線 相連，當(dāng) CPU 對(duì)片外存儲(chǔ)器地址操作時(shí)可選中 SJA1000，CPU 通過(guò)這些地址可對(duì) SJA1000 執(zhí)行相應(yīng)的讀寫(xiě)操作。顯性電平將喚醒處于睡眠方式的 SJA1000 ?？删幊探馆敵?。工作方式通過(guò)時(shí)鐘分頻寄存器中的 CAN 方式位來(lái)進(jìn)行選擇。VSS3 15INT 16RST 17VDD2 18RX0 19VSS2 21RX1 20VDD1 22AD0 23AD1 24AD2 25AD3 26AD4 27AD5 28AD61AD72ALE/AS3CS4RD/E5WR6CLKOUT7VSS18XTAL19XTAL210MODE11VDD312TX013TX114圖 SJA1000 引腳圖SJA1000 在軟件和引腳上都是與它的前一款 PCA82C200 獨(dú)立 CAN 控制器兼容的，并廣西科技大學(xué)(籌)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)且在此基礎(chǔ)上增加了很多新的功能。SJA1000 具有 Intel 模式和 Motorola 模式是專(zhuān)為支持多種微處理器的時(shí)序特性而設(shè)計(jì)的，另外還具有 BasicCAN 和 PeliCAN 兩種工作方式 , PeliCAN 工作方式支持具有很多新特性的 CAN 協(xié)議。 為了能夠更好的理解 CAN 總線控制器接口電路，我們首先來(lái)介紹一下 SJA1000 這個(gè)獨(dú)立的 CAN 通信控制器。此外，SJA1000 還具有數(shù)據(jù)校驗(yàn)、驗(yàn)收濾波、總線監(jiān)聽(tīng)等功能。讀液晶操作時(shí)序如圖 所示，寫(xiě)操作時(shí)序如圖 所示圖 SMC1602A 液晶讀操作時(shí)序圖廣西科技大學(xué)(籌)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 SMC1602A 液晶寫(xiě)操作時(shí)序圖 CAN 總線電路設(shè)計(jì)本文中所設(shè)計(jì)的 CAN 總線智能通信從節(jié)點(diǎn)，采用 STC89C52 作為節(jié)點(diǎn)的微處理器。表 SMC1602A 液晶模塊引腳功能描述編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 Data I/O4 RS 數(shù)據(jù)/命令選擇端(H/L) 12 D5 Data I/O5 R/W 讀/寫(xiě)選擇端(H/L) 13 D6 Data I/O6 E 使能信號(hào) 14 D7 Data I/O7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負(fù)極圖 SMC1602A 液晶外形尺寸廣西科技大學(xué)(籌)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1234567890PRENGDA+VSW圖 液晶顯示電路液晶顯示電路主要通過(guò) 3 條控制線和 8 條數(shù)據(jù)口線與單片機(jī)相連，其中，Rs 為數(shù)據(jù)命令選擇線：當(dāng) RS=0 時(shí)，數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)為命令，當(dāng) RS=1 時(shí)，數(shù)據(jù)總線上的是數(shù)據(jù)。其中，液晶 SMC1602A 具有 16 條口線，具有可選擇的 4 位、8位位流處理能力，采用 4 或 8 位并行數(shù)據(jù)傳送，傳送速度快。廣西科技大學(xué)(籌)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液晶接口電路設(shè)計(jì)液晶顯示電路主要采用，基于 ST7920 控制器的液晶模塊 SMC1602A 及相應(yīng)的簡(jiǎn)單電子器件構(gòu)成。在這里采用了方式 2，獲得時(shí)鐘振蕩信號(hào)。①由單片機(jī)外部的獨(dú)立振蕩電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)單片機(jī) XTAL1 管腳輸入，再經(jīng) 12 分頻后，給單片機(jī)提供工作時(shí)鐘信號(hào)。按鍵復(fù)位時(shí)，當(dāng) S1 閉合后，電容 C2 旁路掉，復(fù)位端 RST 為高電平，單片機(jī)復(fù)位，按鍵 S1 松開(kāi)后，RST 為低電平，單片機(jī)又回到了正常工作模式。在上電后，電容 C2 上端電位為+5V,由于電容上的電壓不能突變，故仍為 Uc2=0V；所以，電容 C2 下端電位為+5V，此時(shí)，復(fù)位端 RST為高電平，單片機(jī)開(kāi)始復(fù)位。該電路具有上電復(fù)位與按鍵復(fù)位功能。下面將詳細(xì)講解上述各個(gè)部分。其最小系統(tǒng)電路原理圖如圖 所示。串口通信電路原理圖如圖 所示。廣西科技大學(xué)(籌)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 CAN 總線的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) +9VA1K2D3654SWIPRTJhonejackNOUGLM780uFC.圖 電源電路原理圖 串口通信電路設(shè)計(jì)串口通信電路主要采用由 SIPEX 公司生產(chǎn)的 SP3232EEA 芯片和少量的電容構(gòu)成，主要是用于程序的燒寫(xiě)以及在開(kāi)發(fā)程序中用于程序的調(diào)試。其中，二極管 D1 用于防止電源反接損壞系統(tǒng)，發(fā)光二極管 D2 用于供電指示。首先，將外部電源適配器輸出的直流 9V 電壓經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān) S1 和二極管 D1 輸入系統(tǒng)，通過(guò)穩(wěn)壓器 LM7805 穩(wěn)壓成+5V 直流電。鍵盤(pán)電路原理圖如圖 所示。在按鍵尚未按下的情況下，處理器檢測(cè)到其輸入的是高電平，當(dāng)按鍵按下后，輸入為低電平，處理器就是通過(guò)檢測(cè)其輸入的是高電平還是低電平來(lái)判斷按鍵是否按下的。由于本設(shè)計(jì)要求的按鍵數(shù)量不多，采用獨(dú)立式鍵盤(pán)較為合理。ISP 下載模式選擇電路如圖 所示。若不是則程序開(kāi)始從0000H 地址開(kāi)始執(zhí)行。在本設(shè)計(jì)中采用系統(tǒng)編程技術(shù)(即 ISP)。②使用系統(tǒng)編程技術(shù)(即 ISP),通過(guò) UART0 接口下載程序。蜂鳴驅(qū)動(dòng)電路如圖 所示。當(dāng)處理器 輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，電流從蜂鳴器 1 管腳流過(guò)蜂鳴器，再?gòu)娜龢O管發(fā)射極流到集電極（地） ，因此蜂鳴器蜂鳴。三極管主要是