工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)（論文）基于CAN總線的大棚溫濕度檢測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1、 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文） 題目：題目： 基于基于cancan總線的大棚溫濕度檢測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)總線的大棚溫濕度檢測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 自動化自動化082082 學(xué)學(xué) 號：號： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字）（簽字） 起止時間：起止時間： 2011.12.282011.12.282012.01.062012.01.06 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） i 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語 院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：自動化 學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)班級 課程設(shè)計(jì) （論文）題

2、目 基于can總線的大棚溫濕度檢測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù) 實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)功能 檢測大棚內(nèi)某點(diǎn)的溫濕度信號，傳遞給單片機(jī)，完成單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并把此 系統(tǒng)作為 can 的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的硬件包括主單片機(jī)、總線驅(qū)動器、控制器、接口電路， 以一路信號為例的模擬量信號連接在 can 總線上，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1、選擇單片機(jī)、總線控制器型號，確定設(shè)計(jì)方案； 2、設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)（晶振、電源、復(fù)位等） ； 3、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的單片機(jī)外圍電路，包括驅(qū)動電路、鍵盤、顯示； 4、設(shè)計(jì)can總

3、線電路（包括控制器、驅(qū)動器、接口電路） ； 5、要求認(rèn)真獨(dú)立完成所規(guī)定的全部內(nèi)容；所設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求正確、合理。 6、撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份；設(shè)計(jì)說明書應(yīng)在 4000 字以上。 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù) 1、符合 can2.0b 規(guī)范； 2、總線范圍在 3000 米內(nèi)，速率最高可達(dá) 20bit/s； 3、溫濕度信號變化范圍 05 v； 進(jìn)度計(jì)劃 1、布置任務(wù)，熟悉課設(shè)題目，查找及收集相關(guān)書籍、資料。 （1 天） 2、確定控制方案、選型。 （2 天） 3、can 節(jié)點(diǎn)框圖、硬件電路設(shè)計(jì)。 （3 天） 4、編寫程序流程圖、主程序、發(fā)送、接收程序。 （2 天） 5、撰寫設(shè)計(jì)說明書。 （1 天） 6、驗(yàn)收及答

4、辯。 （1天） 指導(dǎo)教師評語及成績 平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） ii 注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） iii 摘 要 本文針對目前大棚內(nèi)比較常用的溫濕度采集，設(shè)計(jì)了一種基于 can 總線 的智能型溫濕度數(shù)據(jù)在線采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了利用 can 總線對檢測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程 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)字溫濕度傳感器 am2302 獲得現(xiàn)場環(huán)境的溫濕度信號。通過 can 總線控制器 sja1

5、000 和 can 總 線驅(qū)動器 pca82c250 將數(shù)據(jù)發(fā)送到 can 總線上。另外，在單片機(jī)電路中，通 過鍵盤和數(shù)碼管顯示器件，實(shí)現(xiàn)對溫濕度的實(shí)時顯示功能。 關(guān)鍵詞：can 總線；單片機(jī)；pca82c250；sja1000 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） iv 目 錄 第 1 章 緒論.1 第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案.2 2.1 概述 .2 2.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) .2 第 3 章 can 節(jié)點(diǎn)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì).4 3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) .4 3.2 鍵盤電路 .5 3.3 顯示電路 .5 3.4 電源電路 .6 3.5 sja1000 與單片機(jī)的連接 .7 3.6 sja1000 與 pca8

6、2c250 的接口 .7 3.7 溫濕度傳感器.8 第 4 章 軟件設(shè)計(jì).10 4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) .10 4.2 報(bào)文發(fā)送和接收子程序流程圖 .11 第 5 章 課設(shè)總結(jié).12 參考文獻(xiàn).13 附錄.14 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)是在環(huán)境試驗(yàn)、科學(xué)研究(諸如種植、養(yǎng)殖、生物工程、 化工工程)、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的現(xiàn)場環(huán)境控制系統(tǒng)。它能模擬各種 環(huán)境條件，即按照實(shí)際要求精確控制環(huán)境的溫度和濕度，為研究不同的生化 過程創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。因此，溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在科研、現(xiàn)代 農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、冶金、化工、林業(yè)、環(huán)境科學(xué)及生物遺傳工程等領(lǐng)域。 國內(nèi)生產(chǎn)的

7、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，為了滿足現(xiàn)代大棚種植業(yè)對環(huán)境條件的需求，我 們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行性分析，開發(fā) 了一種具有智能化功能的溫濕度監(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)對現(xiàn)場溫濕度信號采集的實(shí)時性和準(zhǔn)確性。 發(fā)送模塊利用總線發(fā)送器和驅(qū)動器，將數(shù)字信號變換成 can 總線上的模擬信 號進(jìn)行傳輸，從而有效的增加了傳輸距離。 現(xiàn)

8、場總線是當(dāng)今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動化領(lǐng)域的 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。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 2 第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案 2.1 概述 本次設(shè)計(jì)主要是綜合應(yīng)用所學(xué)知識，設(shè)計(jì)出基于 c

9、an 總線的大棚溫濕度檢測 節(jié)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)時性和靈 活性。在大棚室內(nèi)，由于其長度較長，若采用數(shù)字信號遠(yuǎn)距離傳輸受外界干擾較 強(qiáng)，因此應(yīng)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： 1、符合 can2.0b 規(guī)范； 2、總線范圍在 3000 米內(nèi)，速率最高可達(dá) 20bit/s； 3、溫濕度信號變化范圍 05 v； 4、單濾波接收數(shù)據(jù)。 2.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)主要由現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集

10、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)字溫濕度傳感器 am2302，從而獲 得現(xiàn)場環(huán)境的溫濕度信號。通過 can 總線控制器 sja1000 和 can 總線驅(qū)動器 pca82c250 將數(shù)據(jù)發(fā)送到 can 總線上。另外，在單片機(jī)電路中，通過鍵盤和數(shù) 碼管顯示器件，實(shí)現(xiàn)對溫濕度的實(shí)時顯示和控制功能。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。 can 節(jié)點(diǎn)由微處理器、can 控制器 sja1000、can 驅(qū)動器 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

11、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，提供對總線的差動發(fā)送和對 can 控制器差 動接收功能。 系統(tǒng)總體框圖如圖 2.1 所示 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 數(shù)字溫濕度傳 感器 am2302 微處理器 stc89c52rc 時鐘電路 復(fù)位電路 鍵盤電路 can 總線控 制器 sja1000 數(shù)碼管顯示 can 驅(qū)動器 pca82c250 120 歐 pc 機(jī) 5v 電源 圖 2.1 系統(tǒng)總體

12、框圖 120 歐 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 4 第 3 章 can 節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì) 硬件電路的設(shè)計(jì)主要是 can 通信控制器和微處理器之間以及 can 總線收發(fā) 器和物理總線之間的接口電路的設(shè)計(jì)。can 控制器是 can 總線接口電路的核心， 主要完成 can 的通信協(xié)議，而 can 總線收發(fā)器的功能主要是增加通信距離，實(shí) 現(xiàn)差分電壓輸出，提高系統(tǒng)瞬間抗干擾能力，保護(hù)總線，降低射頻干擾，實(shí)現(xiàn)熱 防護(hù)等。 在 can 通信網(wǎng)絡(luò)中，智能節(jié)點(diǎn)的硬件一般按照相同的模式設(shè)計(jì)開發(fā)，通信 過程也按照相同的應(yīng)用協(xié)議進(jìn)行。 3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) 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

13、單片機(jī)芯片、 時鐘電路、復(fù)位電路等幾部分。stc89c52rc 具有 8kb 的 flashrom，32 個雙向 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，精確地時鐘發(fā)生功能。最小系統(tǒng)原理圖如圖 3.1 下所示。 圖 3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 xtal2 18 xtal1 19 ale 30 ea 31 psen 29 rst 9 p0.0/ad0 39 p0.1/ad1 38 p0.2/ad2 37 p0.3/ad3 36 p0.4/ad4 35 p0.5/ad5 34 p0.6/ad6 33 p0.7/ad7 32 p1.0 1 p1.1

14、 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.7/rd 17 p3.6/wr 16 p3.5/t1 15 p2.7/a15 28 p2.0/a8 21 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 u1 stc89c52rc x1 12mhz c1 20pf c2 20pf +5v r3 10k c3 22uf 本科生課程設(shè)計(jì)（論

15、文） 5 3.2 鍵盤電路 本系統(tǒng)采集溫濕度數(shù)據(jù)并通過數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)設(shè)置兩個獨(dú)立按鍵 k1 和 k2，單片機(jī)對按鍵循環(huán)掃描低電平有效。當(dāng) k1 有效時，數(shù)碼管顯示 溫度值；當(dāng) k2 有效時，數(shù)碼管顯示適度值。獨(dú)立按鍵原理圖如圖 3.2 所示。 圖 3.2 獨(dú)立按鍵原理圖 3.3 顯示電路 本文采用 6 位數(shù)碼管顯示，前五位顯示數(shù)據(jù)，包括三位整數(shù)和兩位小數(shù)顯示。 最后一位顯示溫度或濕度的標(biāo)識，溫度用 “c”表示，濕度用“h”表示。 使用 led 顯示器時，工作電流一般為 210ma/段，這樣當(dāng) led 全亮?xí)r，工 作電流為 1580ma。led 顯示器的亮度和工作電流有關(guān)，由于單片機(jī)的 i/

16、o 口送 不出這么大的電流，所以數(shù)碼管與單片機(jī)相連時需要加驅(qū)動電路。為了獲得較大 的驅(qū)動電流，可以用上拉電阻的方法或使用專門的數(shù)碼管驅(qū)動芯片。本系統(tǒng)采用 74hc573 作為數(shù)碼管的驅(qū)動電路，其輸出電流較大，電路接口簡單等特點(diǎn)。 74hc573 與數(shù)碼管連接的電路如圖 3.3 所示。鎖存器 u3、u4 的數(shù)據(jù)輸入端 都連接到 p0 口，u3 的輸出端連接到數(shù)碼管的段碼端上，u4 連接到位碼選擇端 上。兩個鎖存器的鎖存端分別與單片機(jī)的 p3.3 和 p3.4 相連接，用來控制數(shù)據(jù)的 xtal2 18 xtal1 19 ale 30 ea 31 psen 29 rst 9 p0.0/ad0 39

17、p0.1/ad1 38 p0.2/ad2 37 p0.3/ad3 36 p0.4/ad4 35 p0.5/ad5 34 p0.6/ad6 33 p0.7/ad7 32 p1.0 1 p1.1 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.7/rd 17 p3.6/wr 16 p3.5/t1 15 p2.7/a15 28 p2.0/a8 21 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12

18、 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 u1 stc89c52rc r1 1k r2 1k +5v k1 k2 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 6 鎖存與輸出。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 3.3 數(shù)碼管顯示原理圖 3.4 電源電路 本系統(tǒng)的硬件都使用+5v 直流電源，因此設(shè)計(jì)一個從交流電源獲取+5v 直流電源的硬件電路。直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流橋電路、濾波 電路及穩(wěn)壓電路組成。電源變壓器將市電 220v 降壓至 9v 的交流電；整流 橋電路由四個二極管構(gòu)成，其將 9v 的交流電變換成脈動的直流電壓；經(jīng)過 整流電路得到的脈動直流信號中含有較大的紋波，必須經(jīng)過濾波電路予以消

19、 除，輸出紋波較小的直流電壓；穩(wěn)壓電路一般由穩(wěn)壓芯片組成，本文中采用 lm7805 穩(wěn)壓芯片。電源電路原理圖如圖 3.4 所示。 圖 3.4 電源電路原理圖 c0 c1 c2 c3 c4 c5 c0 c1 c2 c3 c4 c5 a b c d e f g dp a b c d e f g dp lewei ledu d0 2 d1 3 d2 4 d3 5 d4 6 d5 7 d6 8 d7 9 q0 19 q1 18 q2 17 q3 16 q4 15 q5 14 q6 13 q7 12 le 11 oe 1 u4 74hc573 d0 2 d1 3 d2 4 d3 5 d4 6 d5 7

20、d6 8 d7 9 q0 19 q1 18 q2 17 q3 16 q4 15 q5 14 q6 13 q7 12 le 11 oe 1 u3 74hc573 v1 220v br1 kbu4b sw1 sw-spst tr1 9v 2a c1 4700uf c2 0.1uf vi 1 vo 3 gnd 2 u2 7805 c3 0.1uf c4 470uf r3 10k d1 led 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 3.5 sja1000 與單片機(jī)的連接 sja1000 支持兩種模式和處理器的連接，即 intel 模式和 motorola 模式； 通過 mode 引腳來選擇接口模式。mode 引

21、腳接高電平，支持 intel 模式； mode 接低電平，支持 motorola 模式。 本節(jié)點(diǎn)的電路原理圖如圖 3.5 所示，該節(jié)點(diǎn)的微控制器選用了 8 位單片 機(jī) stc89c52rc。sja1000 的數(shù)據(jù)線和地址線是共用的，可以直接連接 stc89c52rc 的數(shù)據(jù)線和控制線。由原理圖可知，sja1000 芯片的片選引腳 是由單片機(jī)的 p20 引腳來控制的，即只有當(dāng) p20 引腳為低電平時，單片機(jī)才 能對 sja1000 進(jìn)行讀寫操作。因此，可確定 sja1000 的內(nèi)部寄存器的基本地 址范圍是 0 x0000h0 x00ffh。sja1000 的讀/寫信號、鎖存信號 ale 直接與

22、單片機(jī)對應(yīng)的引腳連接。 sja1000 的最高時鐘可達(dá) 24mhz，這里選擇 16mhz 的外部晶振。晶振 輸入/輸出端連接的 r4 電阻的作用是產(chǎn)生負(fù)反饋，保證連接晶振的芯片內(nèi)部 兩端的運(yùn)算放大器工作于高增益的線性區(qū)，使振蕩電路容易起振。 圖 3.5 sja1000 與單片機(jī)連接圖 3.6 sja1000 與 pca82c250 的接口 sja1000 有兩路發(fā)送和接收引腳，本系統(tǒng)只使用第 0 路，即 tx0 和 rx0。與 pca82c250 的連接圖如圖 3.6 所示，在連接過程中應(yīng)注意數(shù)據(jù)發(fā)送 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 9 和接收引腳不能接反，發(fā)送端接發(fā)送端，接收端連接接收端。 本科生課

23、程設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 3.6 sja1000 與 pca82c250 連接圖 在 82c250 的 canh 和 canl 引腳與外部連接之間各串聯(lián) 1 個 5 歐姆電阻， 以限制電流，保護(hù) 82c250 免受過流沖擊。同時在 canh、canl 與地之間加入 2 個 30pf 的電容濾波，濾除總線上的高頻干擾，防止電磁輻射。 rs 引腳為工作模式控制端，通過這個引腳來選擇 82c250 的三種工作模式之 一。 1.高速模式：當(dāng)0.3時，器件工作在高速模式，可以將電阻直接接 rs v cc v 低電平，電阻的取值范圍是 01.8k。 2.斜率模式：傳輸速率較低，斜率可以通過 rs 引腳電阻

24、來進(jìn)行調(diào)節(jié)，速率 大小與流經(jīng)電阻的電流大小成正比。此時，rs 端的電壓范圍為 0.4 cc v 0.75時，器件進(jìn)入低電流消耗的 rs v cc v 準(zhǔn)備模式。 3.7 溫濕度傳感器 根據(jù)任務(wù)要求，本系統(tǒng)選擇 am2302 數(shù)字溫濕度傳感器測量大棚內(nèi)的溫 濕度。該傳感器原理圖如圖 3.7 所示。該傳感器有四個引腳，分別是電源、 數(shù)據(jù)傳輸端、空引腳、地。該傳感器采用單總線結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)端只需一個。 圖 3.7 am2302 數(shù)字溫濕度傳感器原理圖 vcc 1 sda 2 nc 3 gnd 4 am2302 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11 am2302 濕敏電容數(shù)字溫濕度模塊是一款含有己校準(zhǔn)數(shù)字信號輸

25、出的溫濕度 復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有 極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電容式感濕元件和一個高精 度測溫元件，并與一個高性能 8 位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超 快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個傳感器都在極為精確的濕度校 驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在單片機(jī)中，傳感器內(nèi)部在檢測信 號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)單總線接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快 捷。該傳感器具有體積小、功耗低，信號傳輸距離可達(dá) 20 米以上。 溫濕度傳感器原理圖如圖 3.7 所示。數(shù)據(jù)線 sda 引腳接單片機(jī)的 p12，其為 三

26、態(tài)結(jié)構(gòu)，用于讀寫傳感器數(shù)據(jù)。am2302 器件采用簡化的單總線通信。單總線 即只有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換、控制均由數(shù)據(jù)線完成。設(shè)備（微處理器） 通過一個漏極開路或三態(tài)端口連至該數(shù)據(jù)線，以允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時能夠釋 放總線，而讓其它設(shè)備使用總線；單總線通常要求外接一個約 5.1k 的上拉電阻， 當(dāng)總線閑置時，其狀態(tài)為高電平。 圖 3.8 傳感器電路原理圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 檢測點(diǎn)軟件方面主要實(shí)現(xiàn)兩方面的功能：一是檢測環(huán)境溫濕度，并根據(jù)要求 通過數(shù)碼管顯示出來；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。 4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 檢測點(diǎn)的主程序的功能

27、主要包括：單片機(jī)初始化；can 控制器 sja1000 的初始化；變量的初始化；溫度檢測及顯示；鍵盤查詢；報(bào)文處理等。主程 序流程圖如圖 4.1 所示。 開始 單片機(jī)初始化 sja1000 初始化 變量初始化 溫濕度檢測 發(fā)送報(bào)文 接收報(bào)文處理 發(fā)送報(bào)文反饋 鍵盤掃描及顯示 圖 4.1 系統(tǒng)主程序流程圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 4.2 報(bào)文發(fā)送和接收子程序流程圖 檢測節(jié)點(diǎn)有一個發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)。首先判斷發(fā)送緩沖器，如果有數(shù) 據(jù)需要發(fā)送，則進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送到 can 控制器的發(fā)送 緩沖寄存器，最后啟動發(fā)送。can 報(bào)文接收采用中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)。流程圖如圖 4.2

28、所示。 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換 寫入 can 控制器發(fā)送緩沖器 啟動發(fā)送 結(jié)束 開始 發(fā)送緩沖器有數(shù)據(jù)？ y n 開始 接收緩沖區(qū)有足 夠的剩余空間？ 報(bào)文讀入接收緩沖區(qū) 釋放接收緩沖器 結(jié)束 y n 圖 4.2 發(fā)送和接收流程圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 14 第 5 章 課設(shè)總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)的基于 can 總線的大棚溫濕度檢測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)加深了我對 can 總線的認(rèn)識。在課程設(shè)計(jì)過程中，我查詢了很多 can 總線和溫濕度傳感器的相關(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。 在選擇溫濕度傳感器的過程中，通過網(wǎng)絡(luò)，能夠十分方便的將器件資料下載下來， 另外還能搜到很

29、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。 搜集完大棚溫濕度相關(guān)資料，通過分析一些數(shù)據(jù)我發(fā)現(xiàn)，我們國家的現(xiàn)代 化農(nóng)業(yè)大棚步伐進(jìn)展的非常緩慢，與國外差距非常大。在一些農(nóng)業(yè)相對落后的地 區(qū)，農(nóng)業(yè)大棚離現(xiàn)代化還相差很遠(yuǎn)。這讓我萌生了為農(nóng)業(yè)大棚的現(xiàn)代化建設(shè)奉獻(xiàn) 終生的信念。我還要不斷學(xué)習(xí)理論知識，積極參與實(shí)踐，為我的夢想而奮斗終生！ 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 15 參考文獻(xiàn) 1 司士輝單片機(jī)應(yīng)用 m化學(xué)工業(yè)出版社，2003 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 3 陳杰，數(shù)字電子技術(shù) m北京：高等教育出版社，2003 4 胡乾斌，李光斌，李玲單片機(jī)原理及仿真m華中科

30、技大學(xué)出版社， 2002，23-39 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 6 樓然苗，李光飛51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例m北京航空航天大學(xué)出版社， 2003 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 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. 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 10胡華.總線在大棚檢測中的應(yīng)用 d.杭州:浙江大學(xué),2008. 11 潘永雄，沙河，劉向陽.protues 實(shí)用教程m.西安：西安電子科技大學(xué)出 版社，2001.1

31、3-118. 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 16 附錄 tx0 rx0 ale ale tx0 rx0 canh canl p30 p30 p31 p31 duan wei a b c d e f g dp 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 wei a b c d e f g dp d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 duan d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 xtal2 18 xtal1 19 ale 30 ea 31 psen 29 rst 9 p0.0/ad0 39 p0.1/ad1 38 p0.2/ad2 37 p0.3/ad3 36 p0.4/ad4 35 p0.5/ad5 3