大學(xué)畢設(shè)論文-基于can總線的蔬菜大棚溫濕度檢測節(jié)點設(shè)計課程設(shè)計論文

本科生課程設(shè)計（論文）遼寧工業(yè)大學(xué)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計（論文）題目：基于CAN總線的蔬菜大棚溫濕度檢測節(jié)點設(shè)計院（系）：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級：學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：（簽字）起止時間：第1章緒論現(xiàn)場總線（Fieldbus）是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟實用等一系列突出的優(yōu)點，因而受到了許多標(biāo)準(zhǔn)團體和計算機廠商的高度重視?，F(xiàn)場總線（Fieldbus）是20世紀(jì)80年代末、90年代初國際上發(fā)展形成的，用于過程自動化、制造自動化、樓宇自動化等領(lǐng)域的現(xiàn)場智能設(shè)備互連通訊網(wǎng)絡(luò)。它作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，溝通了生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系。它不僅是一個基層網(wǎng)絡(luò)，而且還是一種開放式、新型全分布控制系統(tǒng)。這項以智能傳感、控制、計算機、數(shù)字通訊等技術(shù)為主要內(nèi)容的綜合技術(shù)，已經(jīng)受到世界范圍的關(guān)注，成為自動化技術(shù)發(fā)展的熱點，并將導(dǎo)致自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備的深刻變革。國際上許多有實力、有影響的公司都先后在不同程度上進行了現(xiàn)場總線技術(shù)與產(chǎn)品的開發(fā)?，F(xiàn)場總線設(shè)備的工作環(huán)境處于過程設(shè)備的底層，作為工廠設(shè)備級基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)，要求具有協(xié)議簡單、容錯能力強、安全性好、成本低的特點：具有一定的時間確定性和較高的實時性要求，還具有網(wǎng)絡(luò)負載穩(wěn)定，多數(shù)為短幀傳送、信息交換頻繁等特點。由于上述特點，現(xiàn)場總線系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)到通訊技術(shù)，都具有不同上層高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的特色。一般把現(xiàn)場總線系統(tǒng)稱為第五代控制系統(tǒng)，也稱作FCS——現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。人們一般把50年代前的氣動信號控制系統(tǒng)PCS稱作第一代，把4～20mA等電動模擬信號控制系統(tǒng)稱為第二代，把數(shù)字計算機集中式控制系統(tǒng)稱為第三代，而把70年代中期以來的集散式分布控制系統(tǒng)DCS稱作第四代?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS作為新一代控制系統(tǒng)，一方面，突破了DCS系統(tǒng)采用通信專用網(wǎng)絡(luò)的局限，采用了基于公開化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，克服了封閉系統(tǒng)所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，變成了新型全分布式結(jié)構(gòu)，把控制功能徹底下放到現(xiàn)場?？梢哉f，開放性、分散性與數(shù)字通訊是現(xiàn)場總線系統(tǒng)最顯著的特征。CAN是控制網(wǎng)絡(luò)ControlAreaNetwork的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。其總線規(guī)范現(xiàn)已被ISO國際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國際標(biāo)準(zhǔn)，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已廣泛應(yīng)用在離散控制領(lǐng)域。CAN協(xié)議也是建立在國際標(biāo)準(zhǔn)組織的開放系統(tǒng)互連模型基礎(chǔ)上的，不過，其模型結(jié)構(gòu)只有3層，只取OSI底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和頂上層的應(yīng)用層。其信號傳輸介質(zhì)為雙絞線，通信速率最高可達1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠可達10km/kbps，可掛接設(shè)備最多可達110個。CAN的信號傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個，因而傳輸時間短，受干擾的概率低。當(dāng)節(jié)點嚴(yán)重錯誤時，具有自動關(guān)閉的功能以切斷該節(jié)點與總線的聯(lián)系，使總線上的其它節(jié)點及其通信不受影響，具有較強的抗干擾能力。CAN支持多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點均在任意時刻主動向其它節(jié)點發(fā)送信息，支持點對點、一點對多點和全局廣播方式接收/發(fā)送數(shù)據(jù)。它采用總線仲裁技術(shù)，當(dāng)出現(xiàn)幾個節(jié)點同時在網(wǎng)絡(luò)上傳輸信息時，優(yōu)先級高的節(jié)點可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級低的節(jié)點則主動停止發(fā)送，從而避免了總線沖突。已有多家公司開發(fā)生產(chǎn)了符合CAN協(xié)議的通信芯片，如Intel公司的82527，Motorola公司的MC68HC05X4，Philips公司的82C250等。還有插在PC機上的CAN總線接口卡，具有接口簡單、編程方便、開發(fā)系統(tǒng)價格便宜等優(yōu)點。第2章課程設(shè)計方案2.1概述隨著我國新土地政策的實施，政府鼓勵農(nóng)民將承包的土地向?qū)I(yè)大戶、合作農(nóng)場和農(nóng)業(yè)園區(qū)流轉(zhuǎn)，發(fā)展規(guī)模農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化，并逐步調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在此條件下，溫室大棚種植、養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，特別是無公害蔬菜大棚、花卉、育苗大棚在全國蓬勃發(fā)展，大棚質(zhì)量不斷提高，出現(xiàn)了機械強度高、抗風(fēng)雪能力強、透光率高，操作管理方便，使用壽命長的玻璃棚、PC板棚等。為了提高管理水平，要求對大棚的管理實施自動化控制，以降低成本，提高生產(chǎn)效率。在對大棚的管理中，需要對棚內(nèi)氣體溫度、濕度、濃度、土壤濕度等環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)控，以充分滿足棚內(nèi)作物生長的客觀要求。隨著大棚數(shù)量的增加，跨地區(qū)經(jīng)營現(xiàn)象的增多，需要用傳輸能力強和通信距離遠的監(jiān)控系統(tǒng)來有效地對大棚進行監(jiān)管。CAN總線技術(shù)具有先進的主網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實時性好，通訊距離遠，數(shù)據(jù)傳輸速率快，具有較好的差錯控制能力，可靠性高、系統(tǒng)容量大、擴充容易、安裝方便、維護費用低、性價比高等優(yōu)點，特別適用控制節(jié)點多，分布較散的監(jiān)控場所。因此，本設(shè)計采用CAN技術(shù)來實現(xiàn)對大棚內(nèi)溫、濕度等參數(shù)的監(jiān)控。2.2系統(tǒng)的總體組成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集是以ATS89S52單片機為核心控制單元，外接數(shù)字溫濕度傳感器，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，在單片機電路中，通過鍵盤和數(shù)碼管顯示器件，實現(xiàn)對溫濕度的實時顯示和控制功能。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CAN協(xié)議，用于報文的緩沖和驗收過濾，負責(zé)與微控制器進行狀態(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控制器差動收功能。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖如下圖2.1所示。圖2.1系統(tǒng)總體框圖第3章硬件設(shè)計3.1單片機最小系統(tǒng)單片機選擇51系列單片機AT89S52，該單片機有8K字節(jié)FlashROM，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。片機最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng).對51系列單片機來說,最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括:單片機、晶振電路、復(fù)位電路。單片機最小系統(tǒng)如下圖所示。圖3.1最小系統(tǒng)圖AT89C52為8位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)PDIP封裝的準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz晶振。RST/Vpd（9腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40腳）和GND（20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負端。P0~P3為可編程通用I/O腳，其功能用途由軟件定義，12腳、27腳及28腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能。3.2鍵盤電路的設(shè)計本設(shè)計的鍵盤功能較少，可以選用3×2矩陣鍵盤，鍵盤用來設(shè)定溫濕度的上下限值和控制通信。鍵盤電路如下圖3.2所示。圖3.2鍵盤電路3.3溫度檢測電路溫度傳感器是感知外部環(huán)境中溫度變化的重要元件，它是外界與本系統(tǒng)的接口。它將外界溫度的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化，這樣通過對電壓的處理與分析就可以間接地測量出外界溫度。本系統(tǒng)采用的溫度傳感器為LM35，該溫度傳感器由美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)，在常溫下，不需要額外的校正處理就可以到達0.25℃的準(zhǔn)確率。其輸出電壓與攝氏溫度成線性關(guān)系，并且這種關(guān)系可以表示為：或者式中，Vo為傳感器的輸出電壓，單位V，T是外界環(huán)境中的溫度，單位℃。由于LM35能夠測量的最高溫度是150℃，由式（1）可得其最大輸出電壓為1.5V。為了能夠與AD7812的輸入進行匹配，故需要對傳感器的輸出電壓進行放大，放大的倍數(shù)約為3.33倍。可采用集成運放連接成同向放大器來實現(xiàn)電壓放大的功能。經(jīng)過放大后的電壓約為5V，恰好能夠與模數(shù)轉(zhuǎn)換部分的輸入相匹配。該部分電路設(shè)計如圖3.3所示。圖3.3溫度檢測電路3.4AD轉(zhuǎn)換電路經(jīng)過溫度傳感器轉(zhuǎn)換后的輸出電壓值不能直接送入單片機中進行處理，還必須在它們之間增加A／D轉(zhuǎn)換裝置。本文中選擇AD7812作為A／D轉(zhuǎn)換器。AD7812是由AnalogDevices公司生產(chǎn)的一種串行接口的10位8通道A／D轉(zhuǎn)換器。與一般的并行接口A／D轉(zhuǎn)換器相比，它的優(yōu)點在于能夠節(jié)省處理器的引腳資源。節(jié)省下來的引腳資源可以進一步的對系統(tǒng)進行擴展，以使其功能更加強大。在AD7812內(nèi)部有8路模擬開關(guān)可以采集8路模擬信號，這里只需要將經(jīng)放大的傳感器輸出信號輸入到其中任意一路即可，為了簡便起見，就取其中的第1路模擬開關(guān)作為輸入信號的通道。由于AD7812內(nèi)部具有轉(zhuǎn)換時鐘源，因而不需要外部提供時鐘源。單片機只需要通過它的串行時鐘輸入、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)輸入、轉(zhuǎn)換輸入4根引腳就可以對其進行控制。該部分電路設(shè)計如圖3.4所示。圖3.4AD轉(zhuǎn)換電路3.5濕度檢測電路控制電路由基準(zhǔn)脈沖發(fā)生器、濕敏傳感單穩(wěn)延時電路、脈寬比較電路、積分電路和測量表頭組成。濕度傳感頭采用濕敏電容Cs，它是用濕敏高分子薄膜作為電解質(zhì)，利用該薄膜吸附水分的分子可逆性，使電介系數(shù)的變化反應(yīng)到電容量的改變。濕敏電容抗干擾能力強，線性度好。IC1、IC2采用一塊雙時基電路556，一般做成為穩(wěn)態(tài)的多諧震蕩器，震蕩頻率由R1、RP1、C1決定，圖示參數(shù)的震蕩周期約為130uf，占空比為1:1。IC2和R3、濕敏傳感電容組成單穩(wěn)延時電路，單穩(wěn)態(tài)時間,由于Cs的電容隨環(huán)境濕度的變化而做出變化，因此暫穩(wěn)寬度可反映濕度的大小。它將IC1輸出的基準(zhǔn)脈沖負微分脈沖作為觸發(fā)計時的起點，輸出的定時脈沖在D4相與、比較，將反映濕度變化的比較脈寬檢出并且積分，得出與相對濕度對應(yīng)的平均電流電壓值。濕度傳感器的電路圖，如圖3.5所示：圖3.5濕度檢測電路3.6CAN總線接口電路的設(shè)計CAN總線接口電路主要包括：單片機、控制器接口、總線收發(fā)器等。采用Philips公司生產(chǎn)的SJA1000控制器和與其配套的82C250CAN收發(fā)器。按照CAN總線物理層協(xié)議選擇總線介質(zhì)，設(shè)計布線方案，連接成CAN網(wǎng)絡(luò)。雙絞屏蔽線可設(shè)兩套，在兩套介質(zhì)上同時進行信息傳輸，接收方只用一個介質(zhì)。在冗余和非冗余段的連接臨界點處進行總線切換。

硬件電路的設(shè)計主要是CAN

通信控制器與微處理器之間和CAN總線收發(fā)器與物理總線之間的接口電路的設(shè)計。CAN通信控制器是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)器的主要功能是增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護總線，降低射頻干擾（RFI），實現(xiàn)熱防護等。3.6.1總線控制器SJA1000

在電路中是一個總線接口芯片，通過它實現(xiàn)上位機與現(xiàn)場微處理器之間的數(shù)據(jù)通信。該電路的主要功能是通過CAN總線接收來自上位機的數(shù)據(jù)進行分析組態(tài)然后下傳給下位機的控制電路實現(xiàn)控制功能，當(dāng)CAN總線接口接收到下位機的上傳數(shù)據(jù)，SJA1000就產(chǎn)生一個中斷，引發(fā)微處理器產(chǎn)生中斷，通過中斷處理程序接收每一幀信息并通過CAN總線上傳給上位機進行分析。AT89C51是CAN總線接口電路的核心，其承擔(dān)CAN控制器的初始化、CAN的收發(fā)控制等任務(wù)。PHILIPS公司的PCA82C200是符合CAN2.0A協(xié)議的總線控制器，SJA1000是它的替代產(chǎn)品，它是應(yīng)用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境的獨立CAN總線控制器。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SJA1000可完成CAN總線的物理和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能。其硬件與軟件設(shè)計和PCA82C200的基本CAN模式（BesicCAN）兼容。同時，新增加的增強CAN模式（PeliCAN）還可支持CAN2.0B協(xié)議。SJA1000的引腳圖如下圖所示：圖3.6SJA1000引腳圖3.6.2CAN收發(fā)器82C250是CAN控制器與物理總線間的接口，可以提供對總線的差動發(fā)送和接收能力，與IS011898標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，并具有抗汽車環(huán)境下的瞬間干擾、保護總線的能力。為了提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，在CAN控制器和CAN收發(fā)器之間采用光耦6N137進行隔離

PCA82C250提供對物理總線的符合CAN電氣協(xié)議的差動發(fā)送和接收功能，另外，它具有的電流限制電路，還提供了對總線的進一步的保護功能。通過82C250與物理總線進行連接，可使總線支持多達110個節(jié)點的掛接。上圖給出PCA82C250的功能方框圖。對于CAN控制器及帶有CAN總線接口的器件，82C250并不是必須使用的器件，因為多數(shù)CAN控制器均具有配置靈活的收發(fā)接口并允許總線故障，只是驅(qū)動能力一般只允許20～30個節(jié)點連接在一條總線上。而82C250支持多達110個節(jié)點，并能以1Mbps的速率工作于惡劣電氣環(huán)境。圖3.782C250引腳圖CAN接口電路如圖3.10所示。圖3.8CAN接口電路3.7直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計設(shè)計中，對系統(tǒng)的電源都一致采用DC+5V電壓，光耦部分電路所采用的兩個電源Vcc和Vdd必須完全隔離。為此，設(shè)計電源如下所示：圖3.9電源電路它由AH805升壓模塊及FP106升壓模塊組成。AH805是一種輸入1.2～3V，輸出5V的升壓模塊，在3V電池供電時可輸出100mA電流。FP106是貼片式升壓模塊，輸入4～6V，輸出固定電壓為29±1V，輸出電流可達40mA，AH805及FP106都是一個電平控制的關(guān)閉電源控制端。兩節(jié)1.5V堿性電池輸出的3V電壓輸入AH805，AH805輸出+5V電壓，其一路作5V輸出，另一路輸入FP106使其產(chǎn)生28～30V電壓，經(jīng)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后輸出+12V電壓。從圖中可以看出，只要改變穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，即可獲得不同的輸出電壓，使用十分靈活。FP106的第⑤腳為控制電源關(guān)閉端，在關(guān)閉電源時，耗電幾乎為零，當(dāng)?shù)冖菽_加高電平>2.5V時，電源導(dǎo)通；當(dāng)?shù)冖菽_加低電平<0.4V時，電源被關(guān)閉。可以用電路來控制或手動控制，若不需控制時，第⑤腳與第⑧腳連接。3.8顯示電路的設(shè)計1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：VSS為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。圖3.8顯示電路第4章軟件設(shè)計CAN總線節(jié)點的軟件主要包括節(jié)點初始化程序、報文發(fā)送程序、報文接收程序以及CAN總線出錯處理程序等等。CAN控制器芯片SJA1000的內(nèi)部寄存器是以作為微控制器的片外寄存器存在并作用的。微控制器和SJA1000之間狀態(tài)、控制和命令的交換都是通過在復(fù)位模式或工作模式下對這些寄存器的讀寫來完成的。在初始化CAN內(nèi)部寄存器時注意使得各節(jié)點的位速率必須一致，而且接、發(fā)雙方必須同步。報文的接收主要有兩種方式：中斷和查詢接收方式。為提高通信的實時性，文中采用中斷接收方式，而且這樣也可保證接收緩存器不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出現(xiàn)象。4.1主程序流程圖主程序要完成中斷初始化，并調(diào)用SJA1000初始化程序，對矩陣鍵盤的掃描并存儲設(shè)定的溫濕度上下限及相應(yīng)的控制信息，對溫度信號進行采樣，同時將節(jié)點采集的溫濕度數(shù)據(jù)幀發(fā)送到總線上，并將溫濕度值和報警信息送往LCD1602液晶顯示器。主程序流程圖如下圖4.1所示。圖4.1主程序流程圖4.2SJA1000初始程序SJA1000的初始化只有在復(fù)位模式下才可以進行。初始化主要包括工作方式的設(shè)置、接收濾波方式的設(shè)置、接收屏蔽寄存器AMR和接收代碼寄存器ACR的設(shè)置、波特率參數(shù)設(shè)置和中斷允許寄存器IER的設(shè)置。在完成SJA1000的初始化設(shè)置后，SJA1000就可以回到工作狀態(tài)正常的通信任務(wù)。初始化SJA1000的程序流程圖入下圖所示。圖4.2SJA初始化流程圖 4.3報文的發(fā)送報文的發(fā)送是CAN控制器SJA1000依據(jù)CAN協(xié)議規(guī)范自動進行的，主控制器將要發(fā)送的報文寫入SJA1000的發(fā)送緩沖區(qū)，并將發(fā)送請求位置1，發(fā)送過程即可以采用中斷方式，也可以采用查詢方式。報文發(fā)送的流程圖如圖4.3所示。圖4.3報文發(fā)送程序圖4.3報文發(fā)送程序流程圖一旦報文開始發(fā)送，發(fā)送緩沖器寫閉鎖，因此主控制器要查詢“發(fā)送緩沖器狀態(tài)標(biāo)志”，確定是否可以將一個新的報文版式TXButffer。若發(fā)送器寫閉鎖，循環(huán)查詢狀態(tài)寄存器，主控制器進入等待狀態(tài)，直到發(fā)送緩沖器空閑。若發(fā)送緩沖器被釋放，主控制器將新報文寫入發(fā)送緩沖器TXBuffer，并置命令寄存器的發(fā)送請求標(biāo)志TR=1，執(zhí)行報文的發(fā)送。4.4報文的接收接收報文是CAN控制器依據(jù)CAN協(xié)議規(guī)范自動進行的，接收報文被放在RXBuffer中，一個報文是否可以傳送給主控制器，由狀態(tài)寄存器的接收緩沖器狀態(tài)RBS和接收終端表明，主控制器要將有效數(shù)據(jù)讀入其內(nèi)存，并釋入RXBuffer，并對報文進行處理，傳送過程既可被中斷控制，也可通過查詢狀態(tài)寄存器標(biāo)志來完成。圖4.4給出來查詢方式接收過程流程，CAN控制器的接收中斷應(yīng)屏蔽，主控制器讀SJA1000狀態(tài)寄存器、查詢接收緩沖器狀態(tài)標(biāo)志，是否接收緩沖器中有一個報文存在。圖4.4報文接收程序流程圖第5章課程設(shè)計總結(jié)基于CAN總線的溫濕度節(jié)點設(shè)計是由單片機最小系統(tǒng)、鍵盤電路、溫度檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、濕度檢測電路、電源電路、顯示電路、CAN控制器、CAN收發(fā)器和光電耦合電路構(gòu)成。本節(jié)點以單片機AT89S52為主控制器，利用LM35溫度傳感器檢測溫室內(nèi)的溫度并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送往單片機，濕度傳感器檢測濕度值轉(zhuǎn)換為脈沖信號送往單片機，LCD實時顯示室內(nèi)的溫濕度值及報警信息，單片機通過CAN總線控制器、光電耦合電路和CAN驅(qū)動器連接至CAN總線，與總線的其他節(jié)點通信，實現(xiàn)溫濕度值的檢測、處理及監(jiān)控?；贑AN總線的溫濕度檢測系統(tǒng)可以有較大的檢測范圍，且傳輸速率較高，便于遠程監(jiān)控和信息匯總及控制，提高了溫室變量檢測的精度，降低了人工勞動強度，具有較高的效率。參考文獻[1]劉波.單片機與液晶控制器的接口設(shè)計[J].機械工程與自動化.2006(04)[2]尹寄明,樓佩煌.基于CAN總線系統(tǒng)的溫度測量節(jié)點設(shè)計[J].計算機測量與控制.2006(05)[3]賀天柱,孫瑜.現(xiàn)場總線的發(fā)展歷史與未來發(fā)展趨勢[J].渭南師范學(xué)院學(xué)報.2005(05)[4]溫江濤,焦書浩,楊文明.基于鉑電阻的寬量程高精度溫度測量裝置[J].電子測試.2013(12)[5]王文成,常發(fā)亮.溫室大棚溫濕度無線測控系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)與傳感器.2011(03)[6]夏曉南.基于單片機的溫箱溫度和濕度的控制[J].現(xiàn)代電子技術(shù).2005(24)[7]馬俊,劉曉林.智能鍵盤字符輸入及LCD顯示系統(tǒng)設(shè)計[J].電子設(shè)計工程.2009(01)[8]趙亮.跟我學(xué)51單片機(七)——LCD1602液晶顯示模塊[J].電子制作.2011(07)[9]于志贛,劉國平,張旭斌.液顯LCD1602模塊的應(yīng)用[J].機電技術(shù).2009(03)[10]薛錦誠,陳祥光,姜波.51單片機系統(tǒng)A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計[J].電測與儀表.1992(11)[11]馬立國.單片機系統(tǒng)中的LED顯示器應(yīng)用與分析[J].集成電路通訊.2005(01)[12]付亮,王星.基于SJA1000的CAN總線控制系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計[J].汽車電器.2007(05)[13]劉發(fā)慧,賀貴明.基于SJA1000的CAN通信系統(tǒng)的設(shè)計[J].可編程控制器與工廠自動化.2006(01)[14]張偉,霍建振.基于SJA1000的CAN總線通信模塊設(shè)計[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用.2007(12)[15]韓黨群.CAN控制器SJA1000及其應(yīng)用[J].電子技術(shù)應(yīng)用.2003(01)[16]楊紅科,雷立英.基于SJA1000的CAN總線接口電路的設(shè)計[J].南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2005(02)[17]吳繁紅.基于AT89C51和SJA1000控制器實現(xiàn)CAN總線接口[J].電子工程師.2003(07)附錄INITIALIZE：

初始化子程序

LDB

AL,

#09H；

初始化模式寄存器進入復(fù)位模式

STB

AL,

MODE；

選擇單濾波方式

LDB

AL,

#88H；

時鐘分頻器

STB

AL,

CDR；

選Peli

CAN模式

LDB

AL,

#00H

STB

AL,

ACR0；

LDB

AL,

#60H

STB

AL,

ACR1

LDB

AL,

#00H

STB

AL,

AMR0；

初始化接屏蔽寄存器

LDB

AL,

#3FH；

ST