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1、微機原理與接口技術課程設計設計題目：現(xiàn)場總線的研究具體方向：基于CAN總線的溫度與壓力控制系統(tǒng)目錄第1章現(xiàn)場總線系統(tǒng)設計概述11.1背景意義11.2現(xiàn)場總線系統(tǒng)設計要求與目的1第2章硬件設計22.1設計方案與原理22.2硬件設計及描述3第3章軟件分析設計103.1流程圖103.2部分程序11第4章課程設計總結13第5章致謝1315微機原理與接口技術課程設計計算機科學與技術0801班蔣榮輝學號：310809090914參考文獻14第1章現(xiàn)場總線系統(tǒng)設計概述1.1背景意義在實際生產(chǎn)、生活等各個領域中，溫度、壓力是環(huán)境因素的不可或缺的一部
2、分，對溫度及時精確的控制和檢測顯得尤為重要。在工業(yè)中，料桶里外上限溫度要求不一，以及熱處理中工件各個部位的溫度對工件形成后的性能至關重要等等?，F(xiàn)代電子工業(yè)的飛速發(fā)展對自動測試的要求越來越高。15微機原理與接口技術課程設計計算機科學與技術0801班蔣榮輝學號：310809090914近年來，現(xiàn)場總線以其全開放、全分散、全數(shù)字化，集計算機、通信、控制技術于一體成為當今自動化技術發(fā)展的熱點，在各種工業(yè)生產(chǎn)過程中得到越來越廣泛的應用。它能對工業(yè)生產(chǎn)過程的各個參數(shù)進行測量、信號轉換、控制和顯示，把多個測量控制儀表或計算機作為網(wǎng)絡節(jié)點，并通過雙
3、絞線、通訊電纜等傳輸媒介進行信息的高速雙向傳輸，構成一個全數(shù)字化、全開放、多點測試和可靠通信的智能化控制網(wǎng)絡。CAN總線作為有效支持分布式控制的多主串行現(xiàn)場總線之一，以其檢錯能力強、通訊硬件接口簡單、通訊介質選擇靈活、可靠性高、實時性高、價格低等特點而備受現(xiàn)場設備互連的青睞，廣泛應用于汽車自動化、樓宇自控、工業(yè)控制等領域。設計一種基于CAN總線溫度、壓力測控系統(tǒng)，可以對多點位溫度和壓力進行靈活的測控，具有很高的應用價值。1.2現(xiàn)場總線系統(tǒng)設計要求與目的1、生產(chǎn)現(xiàn)場與微機化測量控制設備之間多采用現(xiàn)場總線，當今有多種現(xiàn)場總線技術，例如C
4、AN總線等等。系統(tǒng)地對各個現(xiàn)場總線技術進行分析研究其功能、原理及其優(yōu)缺點，并配合各自電路圖加以舉例和解釋。2、本人做了基于CAN總線的溫度與壓力控制系統(tǒng)的設計，由此來對現(xiàn)場總線進行研究（整個系統(tǒng)由上位機和測控節(jié)點構成，上位機采用通用PC機或工控機IPC，各個測控節(jié)點與上位機間采用CAN總線相連。以SJA1000為CAN控制器，以PCA82C250為總線驅動器。）第2章硬件設計2.1設計方案與原理溫度、壓力測控系統(tǒng)由上位機和測控節(jié)點構成，如圖2.1所示。上位機采用通用計算機（PC）或工業(yè)控制計算機（IPC），在ISA擴展槽使用一塊CA
5、N總線通信適配卡，使上位機具有CAN總線通信功能。各個現(xiàn)場測控節(jié)點對工業(yè)現(xiàn)場的溫度和壓力等模擬量進行測量和控制。上位機通過CAN總線與測控節(jié)點相連。15微機原理與接口技術課程設計計算機科學與技術0801班蔣榮輝學號：310809090914PC機CAN接口適配卡節(jié)點模塊1節(jié)點模塊N節(jié)點模塊2圖2.1溫度與壓力系統(tǒng)結構原理圖設計的系統(tǒng)對溫度和壓力的控制采用兩種方式。一種使上位機通過對接收到的數(shù)據(jù)進行計算，得到一個精確的控制量，再傳送給測控節(jié)點去執(zhí)行；一種是在現(xiàn)場測控節(jié)點進行設置。采用簡單的算法對溫度和壓力進行控制。通常情況下采用第一種
6、方式，這樣可以利用上位機運算速度快的的優(yōu)點，采用復雜的算法進行精確控制。在網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，采用第二種方式，以使溫度和壓力不至于失控。智能測控節(jié)點的結構如圖2.2所示，它由3部分組成：微控制器電路，傳感器電路和現(xiàn)場監(jiān)控電路。2.2硬件設計及描述2.2.1CAN總線控制器SJAl000介紹1．15微機原理與接口技術課程設計計算機科學與技術0801班蔣榮輝學號：310809090914PHILIPS公司的PCA82C200是符合CAN2.0A協(xié)議的總線控制器，SJAl000是其替代產(chǎn)品，它是應用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境的獨立CAN總線控制器，
7、具有完成CAN通信協(xié)議所要求的全部特性。經(jīng)過簡單總線連接的SJAl000可完成CAN總線的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能。其硬件與軟件設計和PCA82C200的基本CAN模式（BasicCAN）兼容。同時，新增加的增強CAN模式（PeliCAN）還可支持CAN2.0B協(xié)議。SJAl000的主要特性如下：1）管腳及電氣特性與獨立CAN總線控制器PCA82C200兼容；2）擴展接收緩沖器（64字節(jié)FIFO）；3）支持CAN2.0B協(xié)議，同時支持ll位和29位標識符；4）位通訊速率最高可達lMbit/s；5）增強CAN模式（PeliCAN）
8、；2．SJAl000獨立型CAN總線控制器由以下幾部分構成：1）接口管理邏輯：它接收來自微處理器的命令，控制CAN寄存器的地址，并為微處理器提供中斷和狀態(tài)信息；2）發(fā)送緩沖器：13字節(jié)長，位于CPU位流處理器（BSP）之間，能存儲一條
