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1、毕业设计说明书题 目：基于CAN总线的远程数据采集系统-下位机部分96内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）基于CAN总线的远程数据采集系统-下位机部分摘 要CAN总线作为一种有效支持分布式控制和实时控制的技术，以其稳定性好、可靠性高、抗干扰能力强、通讯速率高、维护成本低及其独特的设计越来越受到人们的重视，并被公认为是最有前途的现场总线之一。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。基于CAN总线的远程数据采集系统分为上位机、CAN总线和下位机三个部分。上位机建立友好的人机交互界面；CAN总线采用总线型拓扑结构，通信电缆采用双绞线；下位机部分是两个传感器节点。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。本论文重点介绍了下位机传感器节
2、点的设计。首先介绍了系统总体设计方案，然后对温度传感器节点使用的K型热电偶、温度传感器AD590和压力传感器节点使用的MPX53DP做简要介绍，并分析设计放大电路；接着介绍单片机AT89C52及其附属电路，特别对键盘做了重点分析介绍；分析软件算法，使用C51语言编程；最后介绍系统调试。本设计实现了下位机对现场温度信号和压力信号的采集，通过键盘在线更改测量范围、报警值等参数。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。关键词：CAN总线；数据采集；下位机；AT89C52单片机The Long-distance Data Collection Based on CAN Bus - The Lower ComputerA
3、bstractCAN bus technology, which efficiently supports distributed real-time with a very high level of security, attract attention with a very high level of capability. CAN bus has some advantages such as high level of security, strong anti-interference, high communication speed and low of maintenanc
4、e cost. It is a particular design, and it is regarded a field-bus with expansibility. 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。The long-distance data collection based on CAN bus is divided into three parts: upper computer and CAN bus and lower computer. The upper computer is established friendly Human-Machine Interface.CAN bus u
5、ses bus topology structure, and use UTP cable communications. The lower computer uses two sensor nodes. 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。This papers emphasis is to introduce the design of the lower computer sensor node.This design firstly introduced the system overall project design. It introduced briefly the K-thermocou
6、ple which uses temperature sensor node, and the MPX53DP which uses temperature sensor AD590 and pressure sensor node.It analyzed the design enlargement electric circuit. It also introduced AT89C52 MCU and its subsidiary circuit, especially focused on analyzing the keyboard.Then it analyzed software
7、algorithm, and used the C51 language for its programming. It introduced the system debugging finally. This design has realized the lower computer to the scene temperature signal and pressure signal collection; through the keyboard it can change online measurement range and alarms and so on. 謀荞抟箧飆鐸怼类
8、蒋薔。Key words: CAN bus; data collection; lower computer; AT89C52 MCU厦礴恳蹒骈時盡继價骚。目 录摘 要I茕桢广鳓鯡选块网羈泪。AbstractII鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。第一章 基于CAN总线的远程数据采集系统总体方案1籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。1.1 研究背景1預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。1.2 方案的选择1渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1.2.1数据采集分析1铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。1.2.2 现场总线概述2擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。1.2.3 CAN总线3贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。1.3系统设计方案4坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。第二章 温度传感器节点7蜡變黲
9、癟報伥铉锚鈰赘。2.1 热电偶及其放大电路7買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.1.1 热电偶测温原理7綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2.1.2 热电偶的种类及结构形成8驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。2.1.3 热电偶的选择及其放大电路9猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。2.2 热电偶的冷端温度补偿11锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。2.2.1热电偶的冷端温度补偿方法11構氽頑黉碩饨荠龈话骛。2.2.2 AD590及其放大电路12輒峄陽檉簖疖網儂號泶。第三章 压力传感器节点15尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。3.1压力传感器及其测温原理15识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。3.2 放大电路16凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。第四章 单片机数据处理模块18恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜
10、錦。4.1 芯片选择18鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。4.1.1单片机的选择18硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。4.1.2 A/D芯片的选择18阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。4.1.3看门狗选择18氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。4.2硬件电路连接19釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。4.3 显示方式20怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。4.4 键盘22谚辞調担鈧谄动禪泻類。4.4.1 键盘接口技术22嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。4.4.2 键盘设置22熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。4.5看门狗及复位电路24鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。第五章 软件编程26纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。5.1 软件编程概述26颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。5.2 温度传感器节点软件设计26濫驂膽閉驟羥闈詔
11、寢賻。5.3 压力传感器节点软件设计36銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。5.4 编程心得42挤貼綬电麥结鈺贖哓类。第六章 系统调试44赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。6.1下位机节点调试44塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。6.1.1 模拟放大电路调试44裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。6.1.2 显示电路调试45仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。6.1.3 单片机模块调试45绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。6.1.4 键盘调试46骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。6.2 综合调试46瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。6.3 设计结果47鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。参考文献48栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。附录A 基于CAN总线的远程数据采集系统硬件原理图49辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。附录B 温度
12、传感器节点硬件原理图50峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。附录C 压力传感器节点硬件原理图51詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。附录D 下位机C51程序清单52则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。致 谢93胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）第一章 基于CAN总线的远程数据采集系统总体方案1.1 研究背景随着现代工业技术的发展，特别是计算机、控制、网络通信技术在工业中各个具体行业的广泛应用，促进了计算机、控制、网络通讯技术的发展，同时这些技术又与各个行业中的其它技术融合，促进了各个行业的飞速发展1。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。自从微处理器问世以来，其微型化、低成本的特点使计算机控制技术深入到工业技术最核心、最基
13、本的环节，并逐步形成了单片机、可编程控制器、工业控制计算机三大主流系列，实现了多层次、全过程的计算机控制。单片机作为内嵌式控制器构成了各种智能测试系统或智能仪表，实现了计算机控制的底层化；可编程控制器作为各种工控机的主控模块，实现了计算机控制的单机化；而以工业控制计算机作为上位机，以单片机、可编程控制器作为下位机的分布式控制系统则实现了计算机控制的网络化。特别是单片机的出现，使计算机控制可以达到元件级，因而出现了越来越多的新型自控元件，甚至出现了集成有单片机的智能元件。计算机控制技术已经成为工业技术中最重要的核心技术2。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。在工业生产中，数据采集、数据传输、数据处理、数据存储
14、都是保证设备正常运行的关键技术。数据采集是保证设备正常运行的第一步，数据的准确快速采集就显得尤为重要。在数据采集领域，各种数据采集仪器都向智能化、集成化、高精度的方向发展，而且要求数据能传输到远离现场的控制中心，所以有必要设计一种智能化的、集成化的远程数据采集系统。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。1.2 方案的选择1.2.1数据采集分析本文设计了一个远程数据采集系统。采集的信号为两个温度信号和两个压力信号，经过微处理器处理后在下位机上显示，并且要把采样信号送到远程上位机的工控机上集中显示。沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。由于传感器输出的信号一般是毫伏电压或毫安电流信号，而工业标准的电压和电流信号是05V和420m
15、V，所以必须把传感器输出的信号放大成05伏的标准电压信号或420mV的标准电流信号，以便信号的传输和做进一步处理。所以本设计使用了模拟放大电路。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。数据的采集可以选用FPGA、单片机、FPGA与单片机结合的方法来实现，但是相对于单片机而言，FPGA造价高，在一般的工业控制场合，单片机具有价格便宜，功能齐全等优点，单片机就已经能够达到本设计的要求。本设计选用单片机作为下位机传感器节点的智能芯片。懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。由于数据要进行远距离的传输，所以远距离的数据传输是一个必须考虑的问题。1.2.2 现场总线概述RS-485总线在过程控制中应用广泛，但随着科技的发展，RS-485的总线效率低、系统的实时性差、通讯的可靠性低、后期维护成本高、网络工程调试复杂、传输距离不理想、单总线可挂接的节点少、应用不灵活等缺点慢慢暴露出来，面临着被市场所淘汰的局面。而现场总线由于在通信能力、可靠性、实时性、灵活性、易用性、传输距离远、成本低等方面有着明显的优势，在工业中应用越来越广泛，逐渐取代了RS-485总线。謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。在传统
