工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)--基于can總線的舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度監(jiān)控儀的設(shè)計(jì)

1、<p>　　工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 課程設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題目：基于CAN總線的舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度監(jiān)控儀的設(shè)計(jì) </p><p>　　院（系）： 電氣工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： （簽字）</p><p>　　起止時(shí)間： 2013.1.2-2013.1.11 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文針對目前舵

3、機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度監(jiān)控的功能，設(shè)計(jì)了一種基于CAN總線的舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了利用CAN總線對檢測數(shù)據(jù)的傳輸功能。該系統(tǒng)主要由現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊和總線發(fā)送模塊構(gòu)成?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集是以STC89C52RC單片機(jī)為核心控制單元，外接數(shù)字溫度傳感器DS18B20獲得現(xiàn)場加載系統(tǒng)油源溫度信號(hào)。通過CAN總線控制器SJA1000和CAN總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線上，并進(jìn)行處理，決策是否啟動(dòng)風(fēng)機(jī)和電磁溢流閥為舵機(jī)

4、加載系統(tǒng)油源溫度進(jìn)行降溫。另外，本文還具有報(bào)警電路，對CAN總線也進(jìn)行光電隔離設(shè)計(jì)，確保通信的安全性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：CAN總線；單片機(jī)；PCA82C250；SJA1000</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>

5、;　　第2章 課程設(shè)計(jì)的方案2</p><p><b>　　2.1 概述2</b></p><p>　　2.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)2</p><p>　　第3章 硬件設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.2 CAN通信模塊4</p>

6、<p>　　3.2.1 CAN 總線控制器SJA10004</p><p>　　3.2.2 光耦合器6N1376</p><p>　　3.2.3 CAN 總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C2506</p><p>　　3.2.4 SJA1000與6N137和PCA82C250的連接7</p><p>　　3.3 溫度傳感器模塊9&

7、lt;/p><p>　　3.4 報(bào)警模塊10</p><p>　　3.5 風(fēng)機(jī)和電磁溢流閥驅(qū)動(dòng)模塊10</p><p>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.1 系統(tǒng)主程序12</p><p>　　4.1.1 單片機(jī)初始化13</p><p>　　4.1.2 SJA1000的初

8、始化14</p><p>　　4.2 報(bào)文發(fā)送和接收子程序16</p><p>　　第5章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)18</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　舵機(jī)加載系統(tǒng)用于模擬舵面氣動(dòng)負(fù)載或水動(dòng)負(fù)載，電

9、液加載系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種加載方式，其中舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度監(jiān)控在一定范圍內(nèi)是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。因此，舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度監(jiān)控是一項(xiàng)很重要過程。</p><p>　　國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進(jìn)國家相比仍然有著較大的差距。目前，我國在這方面總體水平處于20實(shí)際80年代中后期水平，為了滿足舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度監(jiān)控的需求，在傳感器智能控制方案和具體應(yīng)用中做了大量的研究和可

10、行性分析，開發(fā)了一種具有智能化功能的溫度監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊和總線信號(hào)發(fā)送模塊組成。其中數(shù)據(jù)采集模塊采用了以單片機(jī)STC89C52RC為核心外接傳感器的結(jié)構(gòu)框架，保證了系統(tǒng)對加載系統(tǒng)油源溫度信號(hào)采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。發(fā)送模塊利用總線發(fā)送器和驅(qū)動(dòng)器，將數(shù)字信號(hào)變換成CAN總線上的模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，從而有效的增加了傳輸距離。</p><p>　　現(xiàn)場總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的

11、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。CAN總線的全稱為 局域網(wǎng)，屬于現(xiàn)場總線的一種，是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線的主要特點(diǎn)有：多主方式工作，各節(jié)點(diǎn)不分主從；采用非破壞總線仲裁，不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓（以太網(wǎng)則可能）；最遠(yuǎn)通信距離可達(dá)10KM，最高通信速率可達(dá)1Mbps；采用短幀結(jié)構(gòu)，硬件CRC校驗(yàn)，出錯(cuò)率極低。CAN總線是目前唯一形成了國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線，被公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場總線之一。</p><p>&l

12、t;b>　　課程設(shè)計(jì)的方案</b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要是綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)出基于CAN總線的舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度監(jiān)控儀實(shí)現(xiàn)油源溫度監(jiān)控的功能。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)特的設(shè)計(jì)，與一般通信總線相比，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。本次設(shè)

13、計(jì)采用總線式傳輸形式，而CAN總線具有較為先進(jìn)的傳輸協(xié)議，且穩(wěn)定性高，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信的要求。本系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)的技術(shù)參數(shù)為：</p><p>　　1、CAN總線符合CAN2.0B規(guī)范；</p><p>　　2、CAN總線通訊速率500kbit/s；</p><p>　　3、CAN總線進(jìn)行光電隔離設(shè)計(jì)；</p><p>　　4、油溫檢測范圍0~

14、100℃，精度0.5℃；</p><p>　　5、繼電器負(fù)載工作電流為500mA。</p><p><b>　　系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　該系統(tǒng)主要由現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊和總線發(fā)送模塊構(gòu)成?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集是以STC89C52RC單片機(jī)為核心控制單元，外接數(shù)字溫度傳感器DS18B20，從而獲得現(xiàn)場舵機(jī)加載系統(tǒng)油源的溫度信號(hào)。通過C

15、AN總線控制器SJA1000和CAN總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線上。在CAN總線兩端需要有120歐的終端電阻，用來抑制回路的反射信號(hào)。</p><p>　　CAN節(jié)點(diǎn)由微處理器、CAN控制器SJA1000、光電耦合器6N137、CAN驅(qū)動(dòng)器PCA82C250構(gòu)成。CAN控制器SJA1000執(zhí)行在CAN規(guī)范中規(guī)定的完整的CAN協(xié)議，用于報(bào)文的緩沖和驗(yàn)收過濾，負(fù)責(zé)與微控制器進(jìn)行狀態(tài)、控制和命令等

16、信息交換；在SJA1000下層是CAN收發(fā)器PCA82C250，是CAN控制器和總線接口，用于控制從CAN控制器到總線物理層或相反的邏輯電平信號(hào)，提供對總線的差動(dòng)發(fā)送和對CAN控制器差動(dòng)接收功能。</p><p>　　系統(tǒng)總體框圖如圖2.1所示</p><p>　　圖2.1系統(tǒng)總體框圖</p><p><b>　　硬件設(shè)計(jì)</b></p&

17、gt;<p><b>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用STC89C52RC作為控制器，其最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括單片機(jī)芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等幾部分。STC89C52RC具有8KB的FlashROM，32個(gè)雙向I/O口，完全能夠滿足本設(shè)計(jì)要求。晶振電路選擇12MHZ的外部晶振源，其具有穩(wěn)定，精確地時(shí)鐘發(fā)生功能。最小系統(tǒng)原理圖如圖3.1下所示。<

18、/p><p>　　圖3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖</p><p><b>　　CAN通信模塊</b></p><p>　　CAN 總線控制器SJA1000 </p><p>　　SJA1000是Philips生產(chǎn)的獨(dú)立CAN總線控制器，它實(shí)現(xiàn)CAN總線物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能。它是早期的PCA82C200的替代產(chǎn)品。它與

19、PCA82C200在管腳、電氣特性上完全兼容，不僅有和PCA82C200一樣的基本CAN（BasicCAN）工作模式，而且新增加了增強(qiáng)CAN（PeliCAN）工作模式，這種模式支持具有很多新特性的CAN2.0B協(xié)議。對于單片機(jī)來說，只要把它看成一個(gè)基本的I/O設(shè)備即可，使用非常簡單、方便。其功能框圖如圖3.2 。</p><p>　　圖 3.2 SJA1000功能框圖</p><p>

20、　　SJA1000的主要特性如下：</p><p>　?。?）擴(kuò)展的接受緩沖器（64字節(jié)，先進(jìn)先出FIFO）。</p><p>　　（2）和CAN2.0B協(xié)議兼容。</p><p>　?。?）同時(shí)支持11位和29位識(shí)別碼。</p><p>　?。?）位速率最高可達(dá)1Mbits/s。</p><p>　?。?）支持多種微

21、處理器接口。</p><p>　?。?）增強(qiáng)的溫度適應(yīng)性。</p><p>　　光電耦合器6N137</p><p>　　6N137光電耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個(gè)850 nm波長AlGaAs LED和一個(gè)集成檢測器組成，其檢測器由一個(gè)光敏二極管、高增益線性運(yùn)放及一個(gè)肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補(bǔ)償功能，高的輸入輸出

22、隔離，LSTTL/TTL兼容，高速(典型為10MBd)，5mA的極小輸入電流。其工作原理是:   6N137的結(jié)構(gòu)原理如圖3.3所示，信號(hào)從腳2和腳3輸入，發(fā)光二極管發(fā)光，經(jīng)片內(nèi)光通道傳到光敏二極管，反向偏置的光敏管光照后導(dǎo)通，經(jīng)電流-電壓轉(zhuǎn)換后送到與門的一個(gè)輸入端，與門的另一個(gè)輸入為使能端，當(dāng)使能端為高時(shí)與門輸出高電平，經(jīng)輸出三極管反向后光電隔離器輸出低電平。當(dāng)輸入信號(hào)電流小于觸發(fā)閾值或使能端為低時(shí)，輸出高電平，但

23、這個(gè)邏輯高是集電極開路的，可針對接收電路加上拉電阻或電壓調(diào)整電路。</p><p>　　圖3.3 6N137結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　6N137特性：①轉(zhuǎn)換速率高達(dá)10MBit/s;②擺率高達(dá)10kV/us;③扇出系數(shù)為8;④邏輯電平輸出;⑤集電極開路輸出;</p><p>　　CAN 總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250</p><p&

24、gt;　　PCA82C250 收發(fā)器是協(xié)議控制器和物理傳輸線路之間的接口，它可以用高達(dá)1Mbit/s 的位速率在兩條有差動(dòng)電壓的總線電纜上傳輸數(shù)據(jù)，如圖3.4所示。</p><p>　　圖 3.4 PCA82C250原理圖</p><p>　　PCA82C250 共有三種不同的工作模式</p><p>　　第一種模式是高速模式它支持最大的總線速度和或長度</

25、p><p>　　第二種是斜率模式當(dāng)使用非屏蔽的總線電纜時(shí)可以考慮使用這種模式這種模式的輸出轉(zhuǎn)換速度可被故意降低以減少電磁輻射</p><p>　　第三種是準(zhǔn)備模式這種模式在電池供電的應(yīng)用要求系統(tǒng)功率消耗非常低的應(yīng)用中非常有用在準(zhǔn)</p><p>　　SJA1000與6N137和PCA82C250的連接</p><p>　　C A N 通信模塊的硬

26、件設(shè)計(jì)如圖3.5 所示，電路主要由四部分組成，即微控制器STC 8 9 C 5 2 、獨(dú)立C A N 通信控制器SJA1000、CAN 總線收發(fā)器82C50 和高速光電耦合器6N137。SJA1000 和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信通過單片機(jī)PO 口進(jìn)行，數(shù)據(jù)接收信號(hào)采用中斷方式，以提高數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性。CAN控制器SJA1000通過總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250連接在物理總線上。PCA820C250 器件提供對總線的差動(dòng)發(fā)送能力和CAN 控制器

27、的差動(dòng)接收能力。SJA1000 的TXO和RXO通過高速光耦6N137 與82C250 相連，實(shí)現(xiàn)了收發(fā)器與控制器之間的電氣隔離，保護(hù)智能節(jié)點(diǎn)核心電路工作安全，并實(shí)現(xiàn)了總線上各C A N 節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離?？稍诳偩€入口處并接雙向穩(wěn)壓管，限制線路上可能出現(xiàn)的短時(shí)尖峰過電壓，增加共模抑制線圈，以消除共模信號(hào)的干擾。信號(hào)傳輸?shù)綄?dǎo)線的站點(diǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)生反射，干擾正常信號(hào)的傳輸，可在CAN 總線兩端并接2 個(gè)1 2 0 Ω的電阻，起到匹配總線阻抗

28、和消除反射的雙重作用。</p><p>　　圖3.5 CAN總線通信模塊電路</p><p><b>　　溫度傳感器模塊</b></p><p>　　系統(tǒng)采用由DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS18B20型單線智能溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、抗干擾能力強(qiáng)，易配處理器而且CPU只需一根端口線就能與DS18B20通信等優(yōu)點(diǎn)，它具有3引腳T0-9

29、2小體積封裝形式，溫度測量范圍為-55攝氏度到125攝氏度，可以滿足本次設(shè)計(jì)0攝氏度到100攝氏度的要求。它主要有兩種工作方式：寄生電源工作方式和外接電源工作方式。本系統(tǒng)采用外接電源方式。其與單片機(jī)的連接如圖3.6所示。</p><p>　　圖 3.6 溫度模塊電路</p><p><b>　　報(bào)警模塊</b></p><p>　　報(bào)警功能是現(xiàn)

30、場的舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度超過預(yù)定的報(bào)警限額時(shí)，節(jié)點(diǎn)控制器就必須能夠及時(shí)地進(jìn)行報(bào)警。如圖3.7是一個(gè)簡單實(shí)用的蜂鳴器報(bào)警電路。當(dāng)舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度超過預(yù)定報(bào)警限額時(shí)單片機(jī)P1.0口將給出高電平，就能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。</p><p>　　圖3.7 報(bào)警模塊電路</p><p>　　風(fēng)機(jī)和電磁溢流閥驅(qū)動(dòng)模塊</p><p>　　固態(tài)繼電器(SOLIDSTATE RE

31、LAYS)，簡寫成“SSR”，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點(diǎn)開關(guān)器件，它利用電子元件(如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件)的開關(guān)特性，可達(dá)到無觸點(diǎn)無火花地接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點(diǎn)開關(guān)”，它問世于70年代，由于它的無觸點(diǎn)工作特性，使其在許多領(lǐng)域的電控及計(jì)算機(jī)控制方面得到日益廣范的應(yīng)用。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中當(dāng)現(xiàn)場的舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度超過預(yù)定的報(bào)警限額時(shí)，由固態(tài)繼電器來驅(qū)

32、動(dòng)風(fēng)機(jī)和電磁溢流閥工作冷卻油溫。其原理如圖3.8所示。</p><p>　　圖3,.8風(fēng)機(jī)和電磁溢流閥驅(qū)動(dòng)模塊電路</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總電路圖</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的總電路圖如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.9 設(shè)計(jì)總電路圖</p><p><b>

33、;　　軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　CAN總線協(xié)議</b></p><p>　　參照ISO\OSI 標(biāo)準(zhǔn)模型，CAN分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。而數(shù)據(jù)鏈路層又包括邏輯鏈路控制子層LLC和媒體訪問控制子層MAC。</p><p>　　邏輯鏈路子層LLC的主要共恩呢該是，對總線上傳送的報(bào)文實(shí)行接收濾波，判斷總線上傳送的報(bào)文是

34、否與本節(jié)點(diǎn)有關(guān)，哪些報(bào)文應(yīng)該為本節(jié)點(diǎn)所接收；對報(bào)文的接收予以確認(rèn)；為數(shù)據(jù)傳送和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求提供服務(wù)；當(dāng)丟失仲裁或被出錯(cuò)干擾時(shí)，邏輯鏈路子層具有自動(dòng)重發(fā)的恢復(fù)管理功能；當(dāng)收發(fā)器出現(xiàn)超載，要求推遲一下數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀時(shí)，則通過邏輯子層發(fā)送超載幀，一推遲接受下一數(shù)據(jù)幀。</p><p>　　MAC子層是CAN協(xié)議的核心。它負(fù)責(zé)執(zhí)行總線仲裁、報(bào)文成幀、出錯(cuò)檢測、錯(cuò)誤標(biāo)定等傳輸控制規(guī)則。MAC子層要為開始一次新的發(fā)送確定總線

35、是否可占用，在確認(rèn)總線空閑后開始發(fā)送。在丟失仲裁時(shí)退出仲裁，轉(zhuǎn)入接收方式。對發(fā)送數(shù)據(jù)實(shí)行串行比，對接收數(shù)據(jù)實(shí)行反串行比。完成CRC校驗(yàn)和應(yīng)答校驗(yàn)，發(fā)送出錯(cuò)幀。確認(rèn)超載條件，激活并發(fā)送超載幀。添加或卸除起始位、遠(yuǎn)程傳送請求、保留位、CRC校驗(yàn)和應(yīng)答碼等，即完成報(bào)文的打包和拆包。</p><p>　　通信是通過以下5 種類型的幀進(jìn)行的。</p><p><b>　　? 數(shù)據(jù)幀<

36、/b></p><p><b>　　? 遙控幀</b></p><p><b>　　? 錯(cuò)誤幀</b></p><p><b>　　? 過載幀</b></p><p><b>　　? 幀間隔</b></p><p>　　另外，

37、數(shù)據(jù)幀和遙控幀有標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式兩種格式。標(biāo)準(zhǔn)格式有11 個(gè)位的標(biāo)識(shí)符（Identifier: 以下稱ID），</p><p>　　擴(kuò)展格式有29 個(gè)位的ID。</p><p><b>　　各種幀的用途如下</b></p><p>　　數(shù)據(jù)幀 用于發(fā)送單元向接收單元傳送數(shù)據(jù)的幀。</p><p>　　遙控幀 用于接收單

38、元向具有相同ID 的發(fā)送單元請求數(shù)據(jù)的幀。</p><p>　　錯(cuò)誤幀 用于當(dāng)檢測出錯(cuò)誤時(shí)向其它單元通知錯(cuò)誤的幀。</p><p>　　過載幀 用于接收單元通知其尚未做好接收準(zhǔn)備的幀。</p><p>　　幀間隔 用于將數(shù)據(jù)幀及遙控幀與前面的幀分離開來的幀。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)包機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p

39、><p>　　數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高系統(tǒng)通信安全性的另一個(gè)方面是設(shè)計(jì)一個(gè)合理的傳輸數(shù)據(jù)包?，F(xiàn)今常用的數(shù)據(jù)包一般有兩種形式，即基于字符和基于長度。</p><p>　　基于長度的數(shù)據(jù)幀如圖4.3所示，是依據(jù)幀起始符和幀長度來實(shí)現(xiàn)接收的。即當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)幀起始字符時(shí)，就表示可以接收幀數(shù)據(jù)，并根據(jù)幀長度來確定接下要接收多少字節(jié)的幀數(shù)據(jù)／命令，當(dāng)接收完畢規(guī)定的長度字節(jié)就意味著一幀數(shù)據(jù)接收完畢。這樣在幀長度字節(jié)

40、之后到幀接收結(jié)束所接收到的所有字節(jié)就都是數(shù)據(jù)而不會(huì)是控制字符。</p><p>　　圖4.3基于長度的幀格式</p><p>　　本系統(tǒng)中，我們使用了基于字符的幀格式。基于字符的數(shù)據(jù)幀如圖4.4所示，是利用特定的字符來判斷幀傳輸?shù)钠鹗己徒Y(jié)束。幀起始符和停止符之間的字節(jié)則為數(shù)據(jù)。在此就有一個(gè)問題需要解決，即在幀數(shù)據(jù)部分有可能會(huì)出現(xiàn)幀控制字符，如幀起始符或幀停止符。這樣就會(huì)造成幀錯(cuò)誤。解決這個(gè)

41、問題有兩種方案：一個(gè)是在幀數(shù)據(jù)中的控制字符使用轉(zhuǎn)義字符的機(jī)制。即當(dāng)在幀數(shù)據(jù)段出現(xiàn)一個(gè)與控制字符相同的字符時(shí)，就在該字符前加一個(gè)轉(zhuǎn)義字符，以此說明其后的字符是數(shù)據(jù)字符而不是控制字符；另一種解決方案是將幀數(shù)據(jù)段單字節(jié)十六進(jìn)制字符轉(zhuǎn)換成兩字節(jié)ASCII碼。例如OxOl轉(zhuǎn)換成Ox30和Ox31。這樣就把所有的幀數(shù)據(jù)段字符限定在O～9，A～F的ASCII碼范圍內(nèi)，也能有效的避開控制字符。雖然后一種方法增加了系統(tǒng)的開銷，但是實(shí)現(xiàn)起來非常方便，所以我

42、們選擇了此種解決方案。</p><p>　　圖4.4 基于字符的數(shù)據(jù)幀格式</p><p><b>　　系統(tǒng)主程序</b></p><p>　　檢測點(diǎn)軟件方面主要實(shí)現(xiàn)兩方面的功能：一是檢測現(xiàn)場的舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度，并由單片機(jī)處理是否啟動(dòng)風(fēng)機(jī)和電磁溢流閥；二是與主節(jié)點(diǎn)通信，響應(yīng)其配置或查詢命令并反饋報(bào)文。檢測點(diǎn)的主程序的功能主要包括：單片機(jī)初始

43、化；CAN控制器SJA1000的初始化；變量的初始化；溫度檢測；報(bào)文處理等。主程序流程圖如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p><p>　　在通信系統(tǒng)中，各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)之問是相互獨(dú)立的，因此它們之間的數(shù)據(jù)傳輸就必然存在著不確定因素。一個(gè)合理的通信流程就能夠在很大程度上克服這種不確定因素。我們知道，當(dāng)通信過程開始前如果能夠確定通信雙方已經(jīng)成功的建立了連接，在這種情

44、況下，通信雙方數(shù)據(jù)傳輸就比較安全。對于一般的系統(tǒng)而言，通過良好的通信流程來提高通信成功率是一種經(jīng)濟(jì)有效的手段。針對舵機(jī)加載系統(tǒng)的油源溫度監(jiān)控系統(tǒng)，我設(shè)計(jì)了如下的通信流程。如圖4.2所示。</p><p><b>　　圖4.2 通信流程</b></p><p>　　數(shù)據(jù)發(fā)送流程中，數(shù)據(jù)幀發(fā)送與該幀的應(yīng)答幀處理分離開來。當(dāng)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)，發(fā)送程序就根據(jù)該幀的類型置位該數(shù)

45、據(jù)幀已發(fā)送標(biāo)志，啟動(dòng)應(yīng)用程序等待該數(shù)據(jù)幀的應(yīng)答幀．即把數(shù)據(jù)的發(fā)送和確認(rèn)并發(fā)處理，使得通過更加高效和安全。數(shù)據(jù)接收過程相對比較簡單，可以讓接收驅(qū)動(dòng)將接收到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，應(yīng)用程序從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中捕獲數(shù)據(jù)幀，并進(jìn)行相應(yīng)的處理．這種方式下，數(shù)據(jù)接收過程中，緩沖區(qū)的大小將是直接影響數(shù)據(jù)接收安全性的主要因素．</p><p><b>　　單片機(jī)的初始化</b></p><p&g

46、t;　　TMOD=0X20;</p><p>　　TH1=0Xfd; </p><p><b>　　TL1=0xfd;</b></p><p>　　PCON=0x00;</p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p>　　SCON=0x50;</p&g

47、t;<p><b>　　EA=0;</b></p><p><b>　　模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序：</b></p><p>　　MOV R0，#30H </p><p>　　MOV R2， #08H </p><p>　　SET

48、B IT0 </p><p>　　SETB EA </p><p>　　SETB EX0 </p><p>　　MOV DPTR，#FEF8H </p><p>　　LOOP

49、： MOVX @DPTR， A </p><p>　　HERE： SJMP HERE </p><p><b>　　中斷服務(wù)程序：</b></p><p>　　MOVX A， @DPTR </p><p>　　MOV @R0， A

50、 </p><p>　　INC DPTR </p><p>　　INC RO </p><p>　　DJNZ R2， INT0 </p><p>　　CLR EA

51、 </p><p>　　CLR EX0 </p><p>　　RETI </p><p>　　INT0： MOVX @DPTR， A </p><p>　　RE

52、TI </p><p><b>　　判斷比較子程序：</b></p><p>　　CLR C </p><p>　　MOV A, 30H </p><p>　　SU

53、BB A，＃90H </p><p>　　JNC BAOJIN </p><p>　　發(fā)送 AT 命令子程序：</p><p>　　for (i=0;i<4;i++)</p><p>　　{hh=&doc0[0]

54、 </p><p>　　SBUF=doc0[i];</p><p>　　while(TI==0);TI=0;</p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　for (j=0;j<4;j++)</p><p>　　{ while(RI==0

55、);RI=0 </p><p>　　mnk[j]=SBUF;</p><p>　　if ((mnk[j]^0x4b)==0)</p><p>　　{ hh=mnk[j];</p><p><b>　　break;}</b></p><p>　　SJA10

56、00的初始化</p><p>　　void SJA_write(unsigned char trr_address，unsigned char wr_data)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SJA_PCAN_address=fr_address；</p><p>　　*SJA_PCAN_a

57、ddress=vrr data；</p><p><b>　　}</b></p><p>　　unsigned char SJA_read(unsigned char re address)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SJA_PCAN_address=re_addr

58、ess：</p><p>　　return(*SJA PCAN__address)：</p><p><b>　　}</b></p><p>　　unsigned char SJA—test—interface(unsigned char test_value)</p><p><b>　　{</b>

59、;</p><p>　　unsigned char status 2 0：</p><p>　　bit bdata bit error—flag=1：</p><p>　　unsigned char data error_count</p><p><b>　　2 Ox20；</b></p><p&g

60、t;　　while(_一error_count){</p><p>　　SJA_write(REG_TEST，test_value)：</p><p>　　if(SJA_read(REG_TEST)==test_value){</p><p>　　SJh_write(REG_TEST，Ox00)：</p><p>　　bi t_error—f

61、lag=0：</p><p><b>　　break：</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(bit_error_flag)</p><p>　　status=CAN_INTERFACE—ERR；</p><p><b>　　el

62、se</b></p><p>　　status=CAN_INTERFACE_OK；</p><p>　　return(status)</p><p>　　unsigned char SJA_entry reset_mode(void)</p><p><b>　　{</b></p><p&

63、gt;　　unsigned char status=O：</p><p>　　bit bdata bit_error_flag=1：</p><p>　　unsigned char error_count=0x20</p><p>　　while(一error_count){</p><p>　　SJA_'rrite(REG_MOOE

64、，Ox01)：</p><p>　　if(SJA read(REG_MODE)＆Ox01—0x01){</p><p>　　bit_error_flag=0：</p><p><b>　　break：</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(

65、bit_error_flag)</p><p>　　status=CAN F24TRESET．_ERR；</p><p><b>　　else</b></p><p>　　status=CAN_ENTRESET_OK；</p><p>　　return(status)：</p><p>　　uns

66、igned char SJ^_quit_reset_mode(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char status=O：</p><p>　　bit bdata bit_error_flag=1：</p><p>　　unsigned char error_co

67、unt=0x20：</p><p>　　whi le(_一error_count){</p><p>　　SJ^jrite(REG_MODE，Ox00)：</p><p>　　if((SJA_read(REG_MODE)&Ox01)==Ox00){</p><p>　　bi t—error—flag=O：</p><

68、;p><b>　　break：</b></p><p><b>　　)</b></p><p>　　if(bit_error_flag)</p><p>　　status=CAN_ENTRESET_ERR：</p><p><b>　　else</b></p>

69、<p>　　status=CAN ENTRESET OK：</p><p>　　return(status)：</p><p>　　bit SJAest—rst—mode(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　bit bdata bit—sja_flag；</p>

70、;<p>　　if((SJA_read(REG MODE)&Ox01)一Ox01)</p><p>　　bit—sja_flag=0：</p><p><b>　　else</b></p><p>　　bit—sja flag=1：</p><p>　　return(bit—sja_flag)<

71、;/p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的基于CAN總線的舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度監(jiān)控儀設(shè)計(jì)加深了我對CAN總線的認(rèn)識(shí)。在課程設(shè)計(jì)過程中，我查詢了很多CAN總線、傳感器和驅(qū)動(dòng)電路的相關(guān)資料，獲得了很多CAN總線設(shè)計(jì)的方法，彌補(bǔ)了在學(xué)習(xí)CAN總線過程中的不足。在選擇溫度傳感器和固態(tài)繼電器的過程中，通過網(wǎng)絡(luò)，能夠十分方便的將器件資料下載下

72、來，另外還能搜到很多相關(guān)應(yīng)用的實(shí)例，這為今后的電子設(shè)計(jì)生涯積累了有用的信息。本次的設(shè)計(jì)運(yùn)用到了很多學(xué)到的知識(shí)，基礎(chǔ)是根本的，在設(shè)計(jì)過程中難免會(huì)遇到這樣那樣的自己無法解決的問題，這時(shí)老師、同學(xué)就成立最完美的求助對象。在老師的建議下，一切問題都變成了不是問題。</p><p>　　雖然這次的設(shè)計(jì)只屬于課程設(shè)計(jì)，但它的基本思想將會(huì)適用于以后得各種設(shè)計(jì)。還有最重要的一點(diǎn)，就是不論你做什么，態(tài)度是決定一切的關(guān)鍵，如果只是敷

73、衍了事那萬萬不可的，對待任何一件事都要認(rèn)真去思考，用思想來完成每一件事。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 司士輝．單片機(jī)應(yīng)用 [M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2003．</p><p>　　[2] 彭軍．傳感器與檢測技術(shù)[M]．西安電子科技大學(xué)出版社，2003．</p><p>　　[3

74、] 陳杰，數(shù)字電子技術(shù) [M]．北京：高等教育出版社，2003．</p><p>　　[4] 胡乾斌，李光斌，李玲．單片機(jī)原理及仿真[M]．華中科技大學(xué)出版社，2002，23-39．</p><p>　　[5] 郁有文．CAN總線設(shè)計(jì)實(shí)例[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003．</p><p>　　[6] 樓然苗，李光飛．51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例[M]．北京航

75、空航天大學(xué)出版社，2003．</p><p>　　[7] 朱定華，戴汝平．現(xiàn)場總線及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)[M]．電子工業(yè)出版社，2003．</p><p>　　[8] 盧麗君.現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用[J] 儀器儀表與分析監(jiān)測，2007(04):5-7.</p><p>　　[9] 張青春.基于單片機(jī)的CAN總線設(shè)計(jì).哈淮陰工學(xué)院碩士學(xué)位論文.2010：20-25</p&g