CAN总线的多点温度采集

师范大学

2014届学士学位论文

基于CAN总线的多点温度采集

学院、专业物理与电子信息学院

电子信息工程

研究方向自动化及控制领域

学生姓名李

学号201013420

指导教师姓名苗

指导教师职称助教

2013年12月20日

基于CAN总线的多点温度采集

师范大学物理与电子信息学院 235000

摘要随着科学技术的发展，CAN总线技术也在不断进步，一方面由于CAN总线具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点，逐渐被应用于各个领域。另一方面CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因而能方便、灵活的对数据进行实时采集和监测。

基于CAN总线的多点温度采集系统是以51单片机为主控制器，利用温度传感器DS18B20采集温度，通过LCD1602显示温度值；同时利用CAN总线将总线上其它节点采集的温度数据传送至控制中心，从而实现对多点温度数据的采集和监测。关键词CAN总线；单片机；DS18B20；LCD1602

CAN-bus based multi-point temperature acquisition School of Physics and Electronic Information, Normal University, Anhui Huaibei, 235000

Abstract With the development of science and technology, CAN bus technology has been steadily progressing, on the one hand due to the high speed CAN bus with communication, easy to implement, and the high cost of many features gradually being used in various fields. CAN bus to any other node on the network reaches out to other nodes send information at any time without any differentiation, which can be convenient and flexible real-time data collection and monitoring.

Multi-point temperature acquisition system based on CAN bus is 51 microcontroller-based controller, using a temperature sensor DS18B20 collecting temperature display temperature values by LCD1602; while using CAN bus will collect other nodes on the bus temperature data to the control center, which to achieve multi-point temperature data collection and monitoring.

Keywords CAN bus ; SCM ; DS18B20 ; LCD1602

引言 (1)

1 文献综述 (2)

1.1课题研究背景 (2)

1.2课题来源 (3)

1.3 CAN研究现状 (3)

2 CAN总线技术概念 (4)

2.1 CAN总线的特点 (4)

3硬件系统的设计 (5)

3.1 CAN节点设计 (5)

3.2 硬件设计模块 (6)

3.2.1 硬件电路 (6)

3.2.2 STC89C52RC单片机 (6)

3.2.3 电源电路 (8)

3.2.4 传感器电路 (8)

3.2.5 CAN收发器电路 (9)

3.2.6 CAN控制器电路 (9)

3.2.7 液晶显示器电路 (11)

4 软件设计 (12)

4.1主节点程序流程图 (12)

4.2从节点程序流程图 (12)

4.3 CAN初始化程序流程图 (13)

4.4发送数据中断子程序流程图 (13)

4.5 接收数据中断子程序流程图 (14)

4.6 液晶显示模块程序流程图 (15)

5 系统调试 (16)

5.1 从节点 (16)

5.2 主节点 (16)

总结 (17)

参考文献 (18)

致谢 (19)

在当今的生产与生活中，温度是非常常见且重要的热工参数之一。例如：在工业、农业等诸多领域中，人们都需要对某些地方和某些产品的温度进行检测和控制。温度调控不好就可能导致生产安全，对产品质量和产量产生一连串问题。温度的调控很重要，但要调控好温度往往会碰到意想不到的困难。例如：地域条件，空间条件和人力资源等条件的限制。

通过使用CAN总线对温度进行传输，一方面具有控制方便、组态简单和灵活等优点，克服了时间、地理位置和人力资源的限制，另一方面能够很大程度上提高对温度的实时采集与监测，这样可以避免因为温度过高或过低不能及时被发现，而导致问题的出现，影响产品的质量与产量。基于CAN总线的多点温度采集系统使用51单片机加DS18B20温度传感器的模式，为系统对温度信号采集的实时性与准确性提供保障，用CAN总线进行温度信号的传输，使整个系统数据采集的实时性得到保障。

1 文献综述

当今社会科学的快速发展，导致了自动化领域的很大改变，同时让控制领域慢慢形成了开放系统互联网通信。CAN又被称为控制器局域网络，属于现场总线的范畴，与别的通信总线相比较，CAN总线在数据传输范畴拥有杰出的可靠性、实时性与灵活性。控制器局域网络拥有特别的设计理念和优良的性能，使得它在生产与生活中的使用是非常多的。由于控制器局域网络自身显著的特点，它的应用领域目前已不局限于汽车行业，而向航海、航空、航天农用机械、机器人、数控机床、传感器等领域发展的应用也很显著。

本文设计的基于CAN总线的多点温度采集完成了主从节点间数据通信，该系统结构灵活、通用性强。在本系统设计里，利用温度传感器DS18B20采集温度信号，将温度信号传给51单片机，最后单片机将采集到的数据发送到CAN控制器，然后由CAN总线收发器发送到总线上，主节点接受各从节点发到CAN总线上的温度信号并进行显示，从而实现对数据的采集。

1.1课题研究背景

1950年以前，测控仪器处于初级的发展阶段，仪器一般安装在生产现场，仅仅具有基本测控功能，信号只可以在仪表内使用，不能传输给其他的仪器，不能和外界交换信息，使用人员只能通过生产现场的观察，才能知道生产过程的状况。1960-1969年阶段，单元组合式仪表的出现，中央控制室的建立，使得生产现场中的各参数通过统一的模拟信号送往中央控制室，工作者能够在控制室内了解生产现场的情况。1970年到1979年阶段，数字计算机在测量、模拟和理论控制领域得到运用，出现了集中式控制，数据采集系统是生产过程控制最早的一种类型，把需要采集的信号送入计算机。

实践证明，数据采集系统虽然不直接运用于生产过程，但计算机计算速度快、运算便捷等优点，在数据的监测和统计过程中能够取代常早些时期的仪表，对整个生产过程进行统一监测。数据采集系统主要是对传输数据进行监测、数据记录与统计和处理、同时可以对数据进行采集储存和实时分析。