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1、基于CAN总线的多点温度采集系统设计【摘 要】 随着科学技术的发展，为提供农作物生长的最佳环境，大棚种植也成为现代农业种植中必要可行的一种方式。在温室大棚中的温度实时监测与控制却成为为一个难题。因此基于CAN总线的主要优点，再从CAN总线的可靠性，它的优越性以及低成本出发，采用基于CAN总线多点温度采集系统的设计，该系统采用非破坏性总线仲裁技术具有实时性高，精度高，灵活性强能够及时信息的测控。本课题是采用一种基于CAN总线的多点温度采集系统。论文根据系统的要求完成了整体的方案设计和系统选型。该方案是利用温度传感器PT100将温室大棚内温度的变化，经放大电路送入含A/D转换器的单片机的采集模块完
2、成A/D转换，在通过CAN收发器将信号传至住监视器。再经过液晶显示器进行数据显示。CAN总线通信模块是本次设计中的核心技术，它负责系统中主控器和执行器之间的数据通信。经过试验验证表明该系统可靠性好、精度高、结果简单、成本低在使用范围可代替传统的测温系统的不足。【关键词】 CAN总线 微控制器 传感器Pt100 液晶显示器。Design of multi-spot temperature gathering system based on CAN bus【Abstract】With the development of science and technology, to provide the
3、 best environment for crop growth, greenhouse cultivation has become an essential of modern farming viable way. The temperature in greenhouse real-time monitoring and control has become a problem. Therefore, the main advantages based on CAN bus, CAN bus, and from the reliability, technological super
4、iority of the system operation and low cost starting point based on CAN bus multi-temperature collection system design, system technology using non-destructive real-time bus arbitration high, high precision, flexibility and timely information to the monitoring and control. This issue is based on CAN
5、 bus using a multi-point temperature acquisition system. System requirements thesis completed under the overall program design and system selection. The program is the use of the greenhouse temperature sensor PT100 temperature changes, the amplifier circuit into with A / D converter module to comple
6、te the acquisition of SCM A / D converter, CAN transceiver through the signal transmitted live monitor. Data for another LCD display. CAN bus communication module is the core of this design technique, which is responsible for the system and implementation of master data communication between devices
7、. Tested to verify that the system reliability, high accuracy, the results of simple, low cost alternative to the use of conventional temperature measurement system deficiencies. 朗读显示对应的拉丁字符的拼音【Keywords】The can bus MCU sensor Pt100 LCD monitors。 目 录绪论11开发概述21.1背景21.2课题来源31.3国内外研究现状31.4论文主要工作31.5论文结构
8、42.相关技术的概念42.1总线的概述42.2 CAN总线的特点42.3 CAN总线的分层结构52.4 CAN总线的发展应用63 硬件系统的设计63.1硬件的设计任务63.2 硬件设计模块73.2.1 硬件电路73.2.2 PIC18F4580单片机73.2.3 电源电路93.2.4 传感器电桥和放大电路93.2.5 CAN收发器连接电路103.2.6 液晶显示器电路13103.3综上所述114软件设计114.1监视器主程序114.2采集系统主程序114.3 CAN总线的接收和发送程序124.6按键子程序154.7 A/D转换流程图164.8 液晶显示模块程序17总结及展望18参考文献19附录
9、20致谢28 - 27 -绪论在人类生活的环境中，温度扮演找极其重要的角色，无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在和温度打交道。我国人多地少，人均占有更少，因此，要改变我国的这种局限，要靠增加耕地面积是不现实的，为此，我们只有另辟蹊径，在原本就不宽裕的土地上来想办法提高单位产量，而温室大棚种植就是一种行之有效的方法。随着大棚种植的技术的大面积的推广和应用，大棚种植温度检测控制技术要求逐渐提高，基于市场提供的一些温度检测系统不能实时的传送数据，而且主要考虑到器件的繁杂和费用的高选择利用了CAN总线的优越性能，CAN总线采用多主竞争式结构，通信介质可以是双绞线，同轴电缆，或光导纤维。通信率可
10、达1Mbps,CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成幀处理，包括位填充，数据块编码，循环冗余检码，优先级判别等1。温室系统气候受影响的因数多样。复杂而且众多，难以完全计算在内。针对目前的温室系统的现状和特点，决定采用当前比较先进的现场总线技术进行控制。设计了温室系统的总体框架，各种植区各由一个智能节点来控制，节点之间采用现场总线相连，实现分散控制，再接入一计算机作为人机接口，实行监督。根据现代温室控制的要求，设计一套适合问世控制系统的应用现场总线技术。 本文经过查阅大量国内外参考文献的基础上，概述了温室在国内外的发展历史以及发展现状。了解了国内外温室
11、测控装置的发展动态和发展方向，并且根据温室内影响作物生长所需的基本条件，即温度、环境的条件、控制特点和控制方法，设计出了出了适合本系统的控制方案。1开发概述 在科学社会高速发展的今天，引发了自动化域的深刻变革，并使自动化领域逐渐形成了开放系统互联网通信，以大大深刻的改善了大棚种植温度采集和控制的优越性，形成了高集成化的自动控制系统。CAN (Controller Area Network)即控制器局域网络，属于工业现场总线的范畴。在与其他的通信总线相比较，CAN总线在数据通信方面具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于CAN总线具有独特的设计及其良好的性能，CAN总线在人们的生活中的运用是越来越
12、广泛。它首先是在汽车领域上的应用最为突出，世界上一些著名的汽车制造厂商，都利用CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。于此同时，由于CAN总线本身优越的特点，其应用范围目前已不再局限于汽车行业之中，而向自动控制、航海、航空航天、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展的应用也比较突出。CAN已经形成国际标准，并已被公认为最有前途的几种现场总线之一2。本文将设计一种由CAN总线完成测控系统间数据通信、结构灵活、通用性强的温度测控系统，在该系统中，我们同时使用了单总线数字温度传感器Pt100，并能方便的实现系统互联。将传感器的输出变换成标准
13、电压或电流信号，通过A/D转换变成数字量。将数字量信号传给单片机，最后单片机将采集到的数据送到CAN总线控制器，通过CAN总线收发器传到总线，完成数据采集工作任务。1.1背景20世纪50年代以前，由于当时企业的生产规模较小，测控仪表处于发展的初级阶段，所采用的仅仅是安装在生产现场，只具备简单测控功能的基于20.67-103.35Pa启动信号标准的基地式气动仪表。其信号仅在本以表内使用，不能传送给别的仪表或系统，即各测控仪表处于封闭的状态，无法与外界沟通信息，操作人员只能通过生产现场的巡视，才可以了解生产过程的状况3。20世纪60年代，随着企业的生产规模的进一步扩大，操作人员需要综合掌握多点的运
14、行参数和信息，需要同时按多点的信息实行操作控制，因此出现了气动、电动单元组合式仪表，形成了集中控制室。生产现场中的各参数通过统一的模拟信号送往集中控制室。操作人员可以在控制室内观察生产现场的状况，可以把各单元仪表的信号按需要组合成复杂测控系统4。20世纪70年代，人们在测量、模拟和逻辑控制领域率先使用了数字计算机，从而产生了集中式控制。数据采集系统是计算机应用于生产过程控制最早的一种类型。把需要采集的过程参数经过采样、A/D转换变为数字信号送入计算机。计算机对这些输入量进行计算处理（如数字滤波、标度变换、越限报警等），并按需要进行显示和打印输出5。经过实践发展证明，这类系统虽然不直接参与生产过
15、程的控制，但其作用还是较为明显。由于计算机具有速度、运算方便等特点，在过程参数的测量和记录中可以代替大量的常规显示和记录仪表，对整个生产过程进行集中监视。数据采集系统主要是对大量传输参数进行巡回检测、数据记录、数据统计和处理、以及对大量数据进采集储存和实时分析。1.2课题来源毕业设计选择此课题的主要原因有二 ：1现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。2.自己对单片机的熟悉以及对CAN总线有一定的了解，如今CAN总线的应用不仅仅局限于汽车控制行业，更多的向自动化领域发展。所以一
16、来想借这此机会来完成毕业设计二来想在掌握CAN总线的控制技术方面更深入的了解CAN总线更广阔的发展前景。基于在这种情况下导师希望我们接触CAN总线以及它广大发展前景的的运用来更好的处理自动化领域的数据有效传输。1.3国内外研究现状CAN最初出现在80年代的汽车行业中，由德国Bosch公司最先提出。当时，由于消费者对于汽车功能的要求越来越高，而对于这些功能的实现大多都是基于电子器件的操作，这就使得电子装置间的通讯越来越复杂，同时意味着需要更多的控制连接芯导线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少因功增加而增加的信号线。于是他们设计了一个单一的网络总线，
17、所有的外围器件都可以挂接在总线上。1993年CAN已成为国际标准ISO11898(高速应用)和1SO11519（低速应用）6。CAN是一种多方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。而且是具有很高的实时性能。1.4论文主要工作硬件方面：基于CAN总线的多点温度采集系统设计，主要是采用一个主监视器及多个温度采集点构成。以满足在温度采集过程中对现场温度的实时采集与监控，有关的主要工作任务是通过CAN通信，接收CAN总线传送过来的信号，实时对现场温度的采集，同时保障系统的安全和可靠，数据的采集，传输以及显示。保障硬件方面的安全可靠以及经济合理。在选择
18、各节点控制器和相应的CAN适配元件。着手由于各接点的功能相对单一，同时对CPU的要求相对较低，采用不仅仅只是功能堆积的PIC18F系列单片机。CAN 总线适配器件主要有：控制器接口、总线收发器和I/O器件。采用CTM8251收发器。最后，按照CAN总线物理层协议选择总线介质，设计方案及布线，连接成CAN总线分布式测控网络通信。软件方面：完成总线协议的设计以及通信程序的设计。完成LED的显示程序设计。完成数据的采集，处理及储存。1.5论文结构绪论 介绍CAN总线的应用领域与发展前景及其CAN的主要优点。第一张：开发概述，针对CAN的背景、国内外研究现状等作了介绍。第二章：相关技术的概念，着重对C
19、AN的特点及其内部结构进行介绍。第三章：硬件电路的设计。第四章：软件程序以及实现方法。第五章：总结及展望。第六章：参考文献。第七章：致谢。2.相关技术的概念2.1总线的概述CAN总线采用多主竞争式结构，通信介质可以是双绞线，同轴电缆，或光导纤维。通信率可达1Mbps,CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成幀处理，包括位填充，数据块编码，循环冗余检码，优先级判别等7。2.2 CAN总线的特点CAN总线属于总线式串行通信网络，由于其采用了许多新技术及独特的技术，与一般的通信网络相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性，实时性和灵活性。其特点可概括如下8
20、：（1）CAN为多主方式工作，网络上任何一个节点均可在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息，不分主从，通信方式灵活，并且无需占地址等节点信息。利用这一点可以方便的构成多级备份系统 。（2）CAN网络上的节点信息分成不同的优先级。可满足不同实时要求，高优先级的数据也能在很短的时间内得到传输。（3）CAN采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动推出发送，而优先级较高的节点可以不受影响的继续发送数据，从而大大节省了总线冲突仲裁的时间，尤其在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪的情况。（4）CAN只需通过报文过滤起便可以实现点对点，一点对多点及全局广播等多种方
21、式传送数据。（5）CAN直接通信距离可达10Km,速率在5Kbps以下，在通信距离在40M以内，通信速率最高可达1Mbps.（6）CAN接点数主要取决于总线驱动电路，前可达110个。如果需要更多节点，可以利用中继器，实现网络节点的增加和传输距离的延长。（7）采用短幀的结构，一次传送的字节最多为8个，传输时间段，受干扰概率低，具有良好的检错效果。（8）CAN的每幀信息都有CRC效验及其他效验措施，保证了数据出错率低，同时降低了应用程序的复杂程度，从而使通信更加可靠。（9）CAN节点在错误严重的情况下，具有自动关闭节点输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。（10）CAN物理层对输出介质没有规
22、定，通信介质可以是；双绞线，同轴电缆，或光导纤维。2.3 CAN总线的分层结构 CAN总线按照OSI模型可分为三层；应用层、数据链路层和物理层，如图2-1所示9。故障界定总线故障管理物理层应用层LLC逻辑链路子层MAC媒体访问控制子层物理信令物理媒体附属装置媒体相关接口数据链路层 图2-1 CAN总线分层结构MAC子层借助“故障界定实体”进行监控，故障鉴定是判别总线上干扰和故障的一种机制。物理层借助检测和管理物理媒体的故障实体进行监控。LLC和MAC两个同等的协议实体通过交换帧或协议数据单元相互通信。物理层分为物理信令层、物理媒体附属装置层和媒体相关接口层。2.4 CAN总线的发展应用CAN最
23、初出现在80年代的汽车行业中，由德国Bosch公司最先提出。当时，由于消费者对于汽车功能的要求越来越高，而对于这些功能的实现大多都是基于电子器件的操作，这就使得电子装置间的通讯越来越复杂，同时意味找需要更多的控制连接芯导线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少因功增加而增加的信号线。于是他们设计了一个单一的网络总线，所有的外围器件都可以挂接在总线上。1993年CAN已成为国际标准ISO11898(高速应用)和1SO11519（低速应用）10。CAN是一种多方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。而且
24、是具有很高的实时性能。3 硬件系统的设计系统硬件的设计原理：控制器局域网属于现场总线范畴，它是一种有效支持分布控制的串行网络通讯网络，被公认为最有前途的现场总线之一。本文利用Pt100测温芯片作为传感器，使用CAN总线标准设计一种智能测温系统。该系统可靠性好、精度高、结果简单、成本低在使用范围可代替传统的测温系统的不足。硬件电路由微处理器、CAN控制器、测温芯片、LED、按键、复位电路以及晶振电路组成。其中单片机PIC18F4580作为核心部分。承担CAN控制器的初始化、数据收发等任务；CAN总线控制器用于同上位机进行远程通讯、能够独立的完成CAN总线的接受和发送工作。3.1硬件的设计任务本设
25、计由上位机CAN节点和数据采集系统构成，实现对多温度点的温度采集。系统的各部分通过CAN总线，构成一个数据采集网络硬件电路原理框图如3.1所示。 图 3-1 数据采集点主要完成以下功能，数据实时采集，数据的就地显示，接受上位机的命令和向上位机发送采集到的数据。3.2 硬件设计模块3.2.1 硬件电路在所设计电路中采用，由于单片机PIC18F4580自带CAN控制器，只需要增加一个收发器即可，单片机PIC18F4580有内置的EUSART模块配置的异步收发模式，经过EUSART模块模块接收从PC机的COM口发出的报文并发回反馈信息。与此同时，在单片机PIC18F4580中还内置了ECAN模块，因
26、此它还是CAN网络中一个节点的控制器。从PC机中接收到的信息可以在单片机PIC18F4580中经过处理后发关到CAN总线上，然后，再把从CAN总线上接受到的信息，经过处理后通过EUSART模块发送回PC机。硬件模块主要由电源模块，PIC18F4580单片机，传感器和放大器，CAN收发器，晶振电路，复位电路，液晶显示模块。3.2.2 PIC18F4580单片机 图3-2 PIC18F2580单片机PIC18F4580 单片机的特点：主要引脚：电源和接地引脚，震荡器晶体引脚，时钟复位引脚，I/O输入输出引脚，A/D通道引脚。内部结构和功能特点特殊的微控制器功能：C 编译器优化结构，可选择扩展指令集
27、；100000擦除/ 写入周期增强型闪存程序存储器（标准）；1000000 擦除/ 写周期的数据EEPRCOM 存储器（标准）；闪存/ 数据EEP-ROM 存储：大于40年；在软件控制下自编程；中断优先级；8 8 单周期硬件乘法器；扩展看门狗定时器：可编程期由41ms至131s；通过2 个引脚5V单电源内电路串行编程（ICSPTM）；通过2 个引脚内电路调试（ICD ）；宽工作电压范围：（2.0 5.5V）；ECAV模块特点：信息比特率高达1Mbps ；符合CAN2.0B 现行的规范；完全逆向兼容PIC18XXX8CAN模块；3 个工作模式：传统，增强型传统，先进先出：3 个优先专用传输缓冲器
28、；2 个专用接收缓冲器；6 个可编程接收/ 发送缓冲器；3 个全29位验收膜；16个全90位验收过滤器配/ 动态结合；设各网数据字节过滤支持；远程自动帧处理；先进的错误管理功能3.2.3 电源电路单片机工作所需要的的电压为+5V，且底层电路功耗很小采用7805三端稳压即可满足要求所需电源。电路如下图所示3-3.图3-3 电源电路图3.2.4 传感器电桥和放大电路图3-4 传感器电桥和放大电路本系统所采用的温度传感器是Pt100电桥，采用了三线制的电桥电路，R1，R2,R3均为100欧，可以很好的消除引线电阻的影响，提高测量精度. PT100，又叫热电阻，是一种温度传感器，铂电阻温度系数为0.0
29、039，0时电阻值为100，电阻变化率为0.3851/。采用不锈钢外壳封装，内部填充导热材料和密封材料灌封而成，尺寸小巧，适用于精密仪器、恒温设备、流体管道等温度的测量，非常经济实用。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（200400）最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计11。3.2.5 CAN收发器连接电路图3-5 CTM8251收发器连接电路PIC18F4580芯片中虽然内嵌CAN控制器,但是必须与CAN 收发器连接才能具备收发功能,在以往的设计中CAN 收发器之间通常需要加入DC DC电源隔离模块和高速光电耦合器组成的隔离电路,
30、 以确保在CAN 总线遭受严重的干扰时控制器能够正常工作，然而考虑到复杂度、系统集成等因素,本设计中利用CTM8251接口芯片来实现带隔离的CAN 收发电路，CTM8251是一款带隔离的通用CAN收发器芯片，该芯片内部集成了所有必需的CAN隔离及CAN收发器件，这些都被集成在不到3平方厘米的芯片上，芯片的主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平并且具有DC 2500V的隔离功能12。3.2.6 液晶显示器电路13图3-6 液晶显示电路如图3-6该液晶显示模块与PIC18F4580的接口电路。该显示电路采用单片机的通用I/O口对液晶的控制信号直接进行控制，同时将单片机的D口作
31、为其数据总线。液晶的第五脚用于液晶显示对比度的调节，它需要通过一个10K的可变电阻接到-12V的电源上。该液晶显示模块是使用KB0108及其兼容控制驱动器作为列驱动器，同时使用KS0107B及其兼容驱动器作为行驱动器的液晶模块。由于KS0107B不与MPU发生联系，故只要提供电源就能产生行驱动信号和各种同步信号。MCG12864A8-3共有两片KS0108B或兼容控制驱动器和一片HD61203或兼容驱动器。3.3综上所述将温度传感器Pt100电桥采集到的温度信号经过放大电路后送入A/D转换模块完成A/D转换，单片机PIC18F4580将采集到的信号通过CAN收发器发送到CAN总线，在于单片机P
32、IC18F4580接收信号发送到液晶显示器显示。采用电桥电路和放大器电路对信号进行采集和处理，使用含A/D转换的单片机PIC18F4580进行A/D转换，通过CAN收发器对信号进行收集和发送，最后通过液晶显示器显示。4软件设计4.1监视器主程序该程序主要完成对远程采集的多点温度信号，通过CAN收发器，在主机端使用液晶显示模块的显示，初始化A/D,A/O等。流程图如4-1所示。开始CAN总线接收按键子程序显示初始化图4-1 监视器流程图4.2采集系统主程序该系统主要完成对信号的采集，处理和发送，初始化A/D,A/O等 。程序流程如图4-2所示。 开始初始化数据采集数据处理CAN收发器发送图4-2
33、采集系统流程图4.3 CAN总线的接收和发送程序初始化程序,主要完成各端口的初始化、CAN通信接口的初始化.其中CAN的初始化设计是CAN 总线设计的重要环节,主要考虑CAN控制器的工作模式、接收滤波方式的设置、接收屏蔽寄存器的设置、波特率参数的设置和中断允许寄存器的设置.CAN初始化程序图。程序流程如4-3所示。 关中断置CAN为复位状态初始化与通信有关的寄存器置CAN与运行状态开中断确认进入运行状态确认进入复位状态结束NYN图4-3 CAN初始化程序流程图4.4发送数据中断子程序根据CAN协议规范，数据从CAN控制器发送到CAN总线是由CAN控制器自动完成。CPU只需将发送的数据发送到缓冲
34、区，然后将命令寄存器的“发送请求”标志位置1，启动发送命令即可，发送过程由CAN的中断请求制。程序流程如4-4所示。发送缓冲区空？把数据写入CAN发送缓冲区启动发送器NY结束图 4-4 CAN的发送中断流程图4.5 接收数据中断子程数据从CAN总线到CAN缓冲接收器也是由CAN控制器自动完成的，接收程序只需从接收缓冲区中读取接收的数据，再进行相应的处理即可，接收程序采用中断方式，程序流程图如4-5所示。结束接收缓冲区空？读接收缓冲区的信息并保存释放接收缓冲区YN4-5CAN接收程序流程4.6按键子程序本系统扩展键盘，采用查询方式，当有键按下时，输入采集点的地址，通过查询各点的地址来确定各点的温
35、度，没有键按下时，直接退出。程序流程如4-6所示。有按键按下？地址+地址返回确定？按键+是否按下？是否查询？显示切换显示地址温度延时子程序按键+是否按下NYNYNYYNYN图 4-6子程序流程图4.7 A/D转换流程图 初始化A/D初始化A/O开总中断启动A/D开始结束图4.7-1 A/D初始化流程图中断子程序清ADIF标志延时子程序读取与存储A/D转化结果启动下一次A/D转换图4.7-2 A/D中断流程图4.8 液晶显示模块程序液晶显示模块主要完成信号的主站显示，先初始化A/D，I/O等，判断显示器状态是否空闲，若空闲，则向显示器发送数据，若忙，则返回清屏，最后在显示器上显示，如下图4-8所
36、示。开始清屏显示向显示器发送数据读显示器状态是否空闲初始化N 图 4-8液晶显示程序模块框图总结及展望完成基于CAN总线的多点温度采集系统，充分的体会到CAN总线作为控制器局域网的强大。才通用现场总线实现，应为现场总线在自动化和控制领域具有很很多优点。目前国内的现场总线仪表中，可连接于FF总线的产品还没推广，而国外进口的产品价格过高，且在售后维修等方面极其不方便，因此，设计一种能够实际应用的、可以和现有常规产品链接的系统是有必要的，本文先引入了现场总线这一高度综合与集成了计算机技术、通信技术和控制技术的新的技术模式，分析了现场总线的结构模型、特点、优点和类型等，进而讨论了CAN作为众多现场总线
37、之一的独特优点。在此基础上开发了基于CAN现场总线的温度监控系统。本文对该系统的结构、功能与特点、硬件选用设计和通信程序设计给予了详细的叙述从整体和局部的不同角度阐明了系统中所使用技术的先进性和独到之处，除了CAN现场总线本身的技术优势外，提及了单片机的使用、数字传感器的选用、软件的编程功能等技术的应用。参考文献1 刘小强.基于CAN总线的数据采集系统的设计.仪表技术传感器.20062 李慧，刘毅.温室控制的发展方向.林业机械与土木设备.20043 邬宽明.CAN总线原理和应用设计.19964 刘和平，刘林，余红欣等.单片机原理及接口程序设计.北京航空航天大学出版社.20065 张毅刚.片机原
38、理与应用.北京高等教育出本社.20046 江志红.51单片机技术与应用系统开发.清华大学出版社7 李金平.电子系统设计.电子工业出版社8 白延敏.51单片机经典系统开发.电子工业出版社9 石磊.CAN总线在智能仪表中的应用D.大连海事大学硕士学位论文.2006:10 饶鑫.智能测控CAN总线通讯的研究D.河北工业大学硕士学位论文.200411 刘和平，刘林，余红欣，郑群英等.PIC18F单片机原理及接口程序设计M.北京北京航空航天大学出版社.2006.12 杨江.带CAN总线的智能温度变送器的研制J.工业仪表与自动化装置.199913 李晋华，邱春玲，田地等.基于 CAN 总线的数据采集系统的
39、设计与实现J.吉林大学学报.200414 网页资料：http:/ 电路原理图附录2 程序清单单片机PIC18F4580是一款高性能的8位微控制器。内建了ECAN，EUSART，EPWM和10位精度的ADC模块，可编程的4种晶振模式，最高频率可以达到40MHz，也可以使用内部振荡器，最高频率可以达到8MHz最高精度可达1%。CPU时钟速度为振荡器速度的1/4。单片机PIC18F4580的内部程序存储器为增强型 闪存，可擦写10万次，大小为32KB。数据存储器包括了1536B的SRAM和256B的EEPROM。2.3单片机PIC18F4580中ECAN模块和EUSART模块的配置/功能描述: 系统
40、初始化子程序，放在程序首部voidinitial()INTCON=0x00;/* bit7-bit0:关总中断 */ADCON1=0X07;/* 设置数字输入输出口 */PIE1=0;/* PIE1 的中断不使能 */PIE2=0;/* PIE2 的中断不使能 */PIE3=0;/* PIE3 的中断不使能 */功能描述: TMR0初始化子程序，10ms中断1次voidtmint()T0CON=0X09;/ 设定TMR0工作于16位定时器方式,内部时钟,不分频INTCON=INTCON|0X20;/ TMR0中断允许INTCON=INTCON&0Xfb;/ 清除TMR0的中断标志TMR0IP=
41、1;/ TMR0中断高优先级IPEN=1;/ 使能中断优先级TMR0ON=1;/ 打开定时器0/功能描述：A/D转化初始化子程序 VvoidAD_Initial()ADCON0=0x41;/ 选择A/D通道为RA0,A/D转换器 / 处于工作状态,且使A/D转换时钟为8toscADCON1=0X8E;/ 转换结果右移,及ADRESH寄存器的高6位为0 / 且把RA0(AN0)设置为模拟量输入方式ADIF=0;/ 清除A/D转换标志ADIE=1;/ A/D转换中断允许ADIP=1;/ AD中断高优先级TRISA=TRISA|0x01;/ 设置RA0(AN0通道)为输入方式A/D转换子程序：/功能
42、描述:该程序实现A/D转换功能，A/D采用中断方式。#includepic18.h/* 所有PIC18系列的头文件 */#include /* 调用开方函数时用到的头文件 */unsignedcharSPI_data=0;/SPI的8位开关量输入数据unsignedintAdresult=0;/AD转换计算结果unsignedcharAD_Flag=0; /AD转换完成标志，1有新的AD数据转换完成unsignedintAD_Point=0;/ AD 采样点unsignedintAD_Sample16=0;/ AD 采样数组unsignedintAD_Reseve16=0;/ 用于计算的AD
43、采样各点的值/AD转换完成后处理数据子程序 voidDeal_AD()unsignedcharHI,Low,i;unsignedlongdata,j,a,b;unsignedintc;doublem;for(i=0;i16;i+)AD_Resevei=AD_Samplei;/ 读采样值，以免在计算时被新的采样值覆盖data=0;for(i=0;i8;/ 高2位Low=AD_Resevei&0xff;/ 低8位a=HI*HI;a=a16;b=(HI*Low);b=b9;c=Low*Low;j=a+c+b;/* a为高2位，b为低8位，j=(a8+b)*(a8+b)= (a*a)16+2*(a8*
44、b)+b*b=(a*a)16+(a*b)4;/ data=data/16m=sqrt(data);/ 开平方根Adresult=(unsignedint)m; / 转换为整形数据Adresult=(Adresult*50)10;/* 将AD采样结果转换为两位数表示的值，即放大10倍,乘以满该度值5V，除以满刻度转换值10位（1024） */Adresult=(Adresult/10)4)&0xf0)+(Adresult % 10);/* 转换为带一位小数的BCD码实际值如25表示2.5V */功能描述: SPI输出初始化子程序voidSPIinitial()TRISA=TRISA&0xdf;/* 设置RA5输出74HC595锁存信号