【正文】 mp。i16。 // 讀采樣值，以免在計(jì)算時(shí)被新的采樣值覆蓋 data=0。i16。 double m。 unsigned long data,j,a,b。 // AD 采樣數(shù)組 unsigned int AD_Reseve[16]=0。 //AD 轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志，＝ 1有新的 AD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成 unsigned int AD_Point=0。 //SPI 的 8位開(kāi)關(guān)量輸入數(shù)據(jù) unsigned int Adresult=0。 // 設(shè)置 RA0(AN0 通道 )為輸入方式 } A/D 轉(zhuǎn)換子程序： //功能描述 :該程序?qū)崿F(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換功能， A/D采用中斷方式。 // A/D 轉(zhuǎn)換中斷允許 ADIP=1。 // 轉(zhuǎn)換結(jié)果右移 ,及 ADRESH 寄存器的高 6位為 0 // 且把 RA0(AN0)設(shè)置為模擬量輸入方式 ADIF=0。 // 打開(kāi)定時(shí)器 0 } //功能描述： A/D 轉(zhuǎn)化初始化子程序 V void AD_Initial() { ADCON0=0x41。 // TMR0 中斷高優(yōu)先級(jí) IPEN=1。0Xfb。 // 設(shè)定 TMR0 工作于 16 位定時(shí)器方式 ,內(nèi)部時(shí)鐘 ,不分頻 INTCON=INTCON|0X20。 /* PIE2 的中斷不使能 */ PIE3=0。 /* 設(shè)置數(shù)字輸入輸出口 */ PIE1=0。 單片機(jī) PIC18F4580 中 ECAN 模塊和 EUSART 模塊的配置 /功能描述 : 系統(tǒng)初始化子程序，放在程序首部 void initial() { INTCON=0x00。單片機(jī) PIC18F4580 的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器為增強(qiáng)型 閃存，可擦寫(xiě) 10 萬(wàn)次，大小為 32KB。內(nèi)建了 ECAN， EUSART， EPWM 和 10位精度的 ADC 模塊，可編程的 4 種晶振模式，最高頻率可以達(dá)到 40MHz，也可以使用內(nèi)部振蕩器，最高頻率 可以達(dá)到 8MHz 最高精度可達(dá) 1%。本文對(duì)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與特點(diǎn)、硬件選用設(shè)計(jì)和通信程序設(shè)計(jì)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(chǎng)總線本身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)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。目前國(guó)內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)總線儀表中，可連接于 FF 總線的產(chǎn)品還沒(méi)推廣，而國(guó)外進(jìn)口的產(chǎn)品價(jià)格過(guò)高，且在售后維修等方面極其不方便，因此，設(shè)計(jì)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(chǎng)總線這一高度綜合與集成了計(jì)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(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)模型、特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和類(lèi)型等，進(jìn)而討論了 CAN 作為眾多現(xiàn)場(chǎng)總線之一的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。 圖 48液晶顯示程序模塊框圖 開(kāi)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(huì)到 CAN 總線作為控制器局域網(wǎng)的強(qiáng)大。程序流程如 46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(kāi)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(dòng)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。 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(qǐng)求”標(biāo)志位置 1，啟動(dòng)發(fā)送命令即可，發(fā)送過(guò)程由 CAN的中斷請(qǐng)求 制。程序流程如 43所示。程序流程如圖 42開(kāi)始 CAN總線接收 按鍵子程序 顯示 初始化 12 所示。流程圖如 41 所示 。采用電橋電路和放大器電路對(duì)信號(hào)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(guò) CAN 收發(fā)器對(duì)信號(hào)進(jìn)行收集和發(fā)送，最后通過(guò)液晶顯示器顯示。 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。 該液晶顯示模塊是使用 KB0108 及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器作為列驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)使用 KS0107B及其兼容驅(qū)動(dòng)器作為行驅(qū)動(dòng)器的液晶模塊。該顯示電路采用單片機(jī)的通用 11 I/O 口對(duì)液晶的控制信號(hào)直接進(jìn)行控制，同時(shí)將單片機(jī)的 D 口作為其數(shù)據(jù)總線。 CAN 收發(fā)器連接電路 圖 35 CTM8251收發(fā)器連接電路 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(jì)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?chē)?yán)重的干擾時(shí)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(jì)中利用 CTM8251 接口芯片來(lái)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]。采用不銹鋼外殼封裝，內(nèi)部填充導(dǎo)熱材料和密封材料灌封而成，尺寸小巧，適用于精密儀器、恒溫設(shè)備、流體管道等溫度的測(cè)量，非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 先進(jìn)的錯(cuò)誤管理功能 電源電路 單片機(jī)工作 所需要的的電壓為 +5V，且底層電路功耗很小采用 7805 三端穩(wěn)壓即可滿足要求所需電源。 設(shè)各網(wǎng)數(shù)據(jù)字節(jié)過(guò)濾支持； 3 個(gè)全 29 位驗(yàn)收膜； 2 個(gè)專(zhuān)用接收緩沖器； 9 完 全逆向兼容 PIC18XXX8CAN 模塊； ECAV 模塊特點(diǎn)：信息比特率高達(dá) 1Mbps ； 通過(guò) 2 個(gè)引腳內(nèi)電路調(diào)試（ ICD ）； 擴(kuò)展看門(mén)狗定時(shí)器：可編程期由 41ms 至 131s； 中斷優(yōu)先級(jí)； 閃存 / 數(shù)據(jù) EEPROM 存儲(chǔ)：大于 40年； 100000 擦除 / 寫(xiě)入周期增 強(qiáng)型閃存程序存儲(chǔ)器（標(biāo)準(zhǔn)）； PIC18F4580 單片機(jī) 8 圖 32 PIC18F2580單片機(jī) PIC18F4580 單片機(jī)的特點(diǎn)： 主要引腳：電源和接地引腳，震蕩器晶體引腳，時(shí)鐘復(fù)位引腳， I/O 輸入輸出引腳，A/D 通道引腳。從 PC機(jī)中接收到的信息可以在單片機(jī) PIC18F4580 中 經(jīng)過(guò) 處理后發(fā)關(guān)到 CAN 總線上，然后，再 把 從CAN 總線上接受到的信息， 經(jīng)過(guò) 處理后通過(guò) EUSART 模塊發(fā)送回 PC機(jī)。 硬件設(shè)計(jì)模塊 硬件電路 在所設(shè)計(jì)電路中采 用， 由于單片機(jī) PIC18F4580 自帶 CAN 控制器， 只需要增加一個(gè)收發(fā)器即可， 單片機(jī) PIC18F4580 有 內(nèi)置的 EUSART 模塊配置 的異步收發(fā)模式，經(jīng)過(guò) EUSART模塊 模塊接收從 PC 機(jī)的 COM 口發(fā)出的報(bào)文并發(fā)回反饋信息。系統(tǒng)的各部分通過(guò) CAN 總線，構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)硬件電路原理框圖如 所示。承擔(dān) CAN 控制器的初始化、數(shù)據(jù)收發(fā)等任務(wù)；CAN 總線控制器用于同上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊、能夠獨(dú)立的完成 CAN 總線的接受和發(fā)送工作 。 硬件電路由微處理器、 CAN 控制器、測(cè)溫芯片、 LED、按鍵、復(fù)位電路以及晶振電路組成。本文利用 Pt100 測(cè)溫芯片作為傳感器，使用 CAN 總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)一種智能測(cè)溫系統(tǒng)。而且是具有很高的實(shí)時(shí)性能。 1993 年 CAN 已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO11898(高速應(yīng)用 )和 1SO11519（低速應(yīng)用） [10]。提出 CAN總線的最初動(dòng)機(jī)就是為了解決現(xiàn)代汽車(chē)中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少因功增加而增加的信號(hào)線。 故障界定 總線故障管理 物理層 應(yīng)用層 LLC 邏輯鏈路子層 MAC 媒體訪問(wèn)控制子層 物理信令 物理媒體附屬裝置 媒體相關(guān)接口 數(shù)據(jù)鏈路層 6 CAN 總線的發(fā)展應(yīng)用 CAN 最初出現(xiàn)在 80 年代的汽車(chē)行業(yè)中，由德國(guó) Bosch 公司最先提出。 LLC 和 MAC 兩個(gè)同等的協(xié)議實(shí)體通過(guò)交換幀或協(xié)議數(shù)據(jù)單元相互通信。 圖 21 CAN總線分層結(jié)構(gòu) MAC 子層借助“故障界定實(shí)體”進(jìn)行監(jiān)控，故障鑒定是判別總線上干擾和故障的一種機(jī)制。 （ 10） CAN 物理層對(duì)輸出介質(zhì)沒(méi)有規(guī)定，通信介質(zhì)可以是；雙絞線，同軸電纜，或光導(dǎo)纖維。 （ 8） CAN 的每幀信息都有 CRC 效驗(yàn)及其他效驗(yàn)措施，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率低，同時(shí)降低了應(yīng)用程序的復(fù)雜程度，從而使通信更加可靠。如果需要更多節(jié)點(diǎn)，可以利用中繼器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加和傳輸距離的延長(zhǎng)。 （ 4） CAN 只需通過(guò)報(bào)文過(guò)濾起便可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等多種方式 5 傳送數(shù)據(jù)?？蓾M足不同實(shí)時(shí)要求，高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)也能在很短的時(shí)間內(nèi)得到傳輸。利用這一點(diǎn)可以方便的構(gòu)成多級(jí)備份系統(tǒng) 。 CAN 總線的特點(diǎn) CAN 總線屬于總線式串行通信網(wǎng) 絡(luò)，由于其采用了許多新技術(shù)及獨(dú)特的技術(shù)，與一般的通信網(wǎng)絡(luò)相比， CAN 總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性，實(shí)時(shí)性和靈活性。 總線的概述 CAN 總線采用多主競(jìng)爭(zhēng)式結(jié)構(gòu)，通信介質(zhì)可以是雙絞線，同軸電纜，或光導(dǎo)纖維。 第六章：參考文獻(xiàn)。 第四章：軟件程序以及實(shí)現(xiàn)方法。 第二章：相關(guān)技術(shù) 的概念，著重對(duì) CAN 的特點(diǎn)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。 論文結(jié)構(gòu) 緒論 介紹 CAN 總線的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展前景及其 CAN 的主要優(yōu)點(diǎn)。完成 LED 的顯示程序設(shè)計(jì)。最后，按照 CAN 總線物理層協(xié)議選擇總線介質(zhì)，設(shè)計(jì)方案及布線，連接成 CAN總線分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)通信。 CAN 總線適配器件主要有：控制器接口、總線收發(fā)器和 I/O 器件。在選擇各節(jié)點(diǎn)控制器和相應(yīng)的 CAN 適配元件。以滿足在溫度采集過(guò)程中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度的實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控，有關(guān)的主要工作任務(wù)是通過(guò) CAN 通信，接收 CAN 總線傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)，實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度的采集，同時(shí)保障系統(tǒng)的安全和可靠，數(shù)據(jù)的采集，傳輸以及顯示。而且是具有很高的實(shí)時(shí)性能。 1993 年 CAN 已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO11898(高速應(yīng)用 )和 1SO11519（低速應(yīng)用） [6]。提出 CAN總線的最初動(dòng)機(jī)就是為了解決現(xiàn)代汽車(chē)中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少因功增加而增加的信號(hào)線。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 CAN 最初出現(xiàn)在 80 年代的汽車(chē)行業(yè)中，由德國(guó) Bosch公司最先提出。所以一來(lái) 想 借這此機(jī)會(huì)來(lái)完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 二來(lái)想在 掌握 CAN總線的控制技術(shù) 方 面更深入的了解 CAN 總線更廣闊的發(fā)展前景。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是對(duì)大量 傳輸參數(shù)進(jìn)行巡回檢測(cè) 、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理、以及對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn) 采集儲(chǔ)存和實(shí) 時(shí)分 析 。 3 經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)展證明，這類(lèi)系統(tǒng)雖然不直接參與生產(chǎn)過(guò)程的控制，但其作用還是較為明顯。把需要采集的過(guò)程參數(shù)經(jīng)過(guò)采樣、 A/D 轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)。 20 世紀(jì) 70 年代，人們?cè)跍y(cè)量、模擬和邏輯控制領(lǐng)域率先使用了數(shù)字計(jì)算機(jī)，從而產(chǎn)生了集中式控制。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的各參數(shù)通過(guò)統(tǒng)一的模擬信號(hào)送往集中控制室。其信號(hào)僅在本以表內(nèi)使用，不能傳送給別的儀表或系統(tǒng)，即各測(cè)控儀表處于封閉的狀態(tài)，無(wú)法與外界溝通信息，操作人員只能通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的巡視，才可以了解生產(chǎn)過(guò)程的狀況 [3]。將數(shù)字量信號(hào)傳給單片機(jī)，最后單片機(jī) 將采集到的數(shù)據(jù)送到 CAN 總線控制器，通過(guò) CAN 總線收發(fā)器傳 到 總線，完成數(shù)據(jù)采集工作 任務(wù)。 本文將 設(shè)計(jì) 一種由 CAN 總線完成測(cè)控系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通信、結(jié)構(gòu)靈活、通用性 強(qiáng) 的溫度測(cè)控系統(tǒng)，在 該 系統(tǒng)中，我們同時(shí)使用了單總線數(shù)字溫度傳感器 Pt100，并能方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)。 于此 同時(shí)，由于 CAN 總線本身 優(yōu)越的 特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍目前已不再局限于汽車(chē)行業(yè)之中 ，而向自動(dòng)控制、航海、航空航天、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)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展 的應(yīng)用也比較突出 。由于 CAN 總線具有 獨(dú)特的設(shè)計(jì) 及其 良好的性能， CAN 總線 在人們的生活中的運(yùn)用是越來(lái)越廣泛 。 CAN (Controller Area Network)即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇。 了解了國(guó) 內(nèi)外溫室測(cè)控裝置的發(fā)展動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向，并且根據(jù)溫室內(nèi)影響作物生長(zhǎng) 所需的基本條件， 即溫度、環(huán)境的條件、控制特點(diǎn)和控制方法， 設(shè)計(jì)出了 出了適合本系統(tǒng)的