《基于nmea2000的罗经复示器设计 自动化专业毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于nmea2000的罗经复示器设计 自动化专业毕业论文（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于NMEA2000的罗经复示器设计专业班级：08级自动化3班 姓 名： xxxx 指导教师： xxxx 信息科学技术学院摘 要如今罗经越来越受到各国专家学者的重视，罗经传输的误差引起的航向的偏离，不仅导致船舶航向偏离所引起的燃料的浪费，甚至会引起船舶的相撞，导致重大的生命和财产损失。甚至对海洋的生态和环境都构成了严重的污染以及威胁。本设计就是针对使罗经的数据能快速准确地反映到仪表盘上，为航向的决策提供正确的保障。主要内容包括：基于89C51和X5045的单片机最小系统的设计；基于SJA1000的控制电路的设计；基于CAN总线收发器82C250的电路设计；基于ZLG7290的循环显示电路的设计
2、。根据电气主线设计应满足可靠性、灵活性、经济性的要求。本设计所用的SJA1000为PHILIP公司生产的控制局域网的高速集成的独立通信控制器， 82C250 是CAN 协议控制器和物理总线的接口这个器件对总线提供不同的发送能力和对CAN控制器提供不同的接收能力。介绍了控制器和收发器及看门狗X5045的特点、使用方法、内部结构、以及开发程序，说明一种应用于船体的罗经通讯的CAN收发电路的设计和开发，探讨应用中需要注意的一些问题。本设计运用国内主流CAN独立控制器PHILIP公司生产的SJA1000和82C250，实用性强，使用范围广，器件容易买到，经济性好，编写的程序稍加改动就可以应用到实际工控
3、中。关键词：CAN总线；控制器；收发器IABSTRACTNowadays study on the communication of compass is increasingly attract the attention of national experts and scholars, the departure of course because of the transporting error of the compass not only leads to the waste of the fuel, but also threaten human life and caused
4、 great losses on the property, even do the marine ecology and the environment constitute severe pollution, and threats.The main design elements includes: the design of the smallest single-chip system by AT89C51 and X5045;the design of the control circuit by SJA1000;the design of the circuit by 82C25
5、0,the transceiver of the CAN communication; the design of the display circuit of LED by ZLG7290. According to the main line of electrical design should meet the reliability, flexibility, economy requirements. The design uses SJA1000, the independent controller and 82C250, the port circuit of the CAN
6、 Bus and the independent controller. They all the products from the PHILIP corporation.To introduce the characters of the controller, the transceiver and the watch dog, including usage method, inner structure, the development procedure. Press on the design of the communication used to the Compass by
7、 CAN Bus and some problems would happened in the design.The design is using the popular independent controller and the transceiver made by PHILIP. The development procedure can be transplanted to the practical function just be modified a little.Keywords: CAN BUS, Controller, TransceiverIV目 录第1章 绪论11
8、.1 课题研究的背景及意义11.2 本章小结2第2章 总体方案32.1 CAN协议解析32.2 CAN主要技术特点32.3 总体设计32.4 本章小结5第3章 单片机最小系统部分63.1最小系统介绍63.2 X5045元件介绍63.3电路设计73.4 本章小结9第4章 显示部分104.1 ZLG7290104.2显示电路104.3 本章小结12第5章 控制电路部分135.1 SJA1000135.2控制电路设计135.3 本章小结14第6章 收发部分156.1 82C250156.2 收发电路设计166.3 本章小结17第7章 详细设计187.1 各部分原理187.2 本章小结19第8章 CA
9、N实现程序208.1 显示部分检测208.2通讯自检测208.3 本章小结23总结24参 考 文 献25致 谢26附录11附录213附录315基于NMEA2000的罗经复示器设计基于NMEA2000的罗经复示器设计第1章 绪论经济的迅速发展，科学技术的不断进步促使社会中各行各业都在不断地发展壮大，特别是各种高、新、尖、精的技术应用，而所有的一切都离不开控制系统1。如何能够使控制系统趋向小型化、功能多样化、支持GM10，成为了实际应用中的重要课题。CAN通信就是在这样的背景下应运而生。尤其是20世纪60年代末，随着现代工业生产自动化水平的日益提高及微电子技术的飞速发展，对工业控制器的要求也越来越
10、高。CANControl (Controller) Area Network是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，最初由德国Bosch公司80年代用于汽车内部测试和控制仪器之间的数据通信。目前CAN总线规范已被国际标准化组织ISO制订为国际标准ISO11898，并得到了Motorola，Intel，Philips等大半导体器件生产厂家的支持，迅速推出各种集成有CAN协议的产品2。目前CAN总线主要用于汽车自动化领域，如发动机自动点火、注油、复杂的加速刹车控制（ASC）、抗锁定刹车系统（ABS）和抗滑系统等。BENZ、BMW等著名汽车上已经采用CAN来满足上述功能。在工业过程控制领域
11、，CAN也得到了广泛的应用。NMEA2000是国家航海电子联合会（NMEA）在J1939基础上提出的航海应用中控制单元间进行数据交换的通讯协议3。带NMEA2000选项的CANoe可以应用在从设计到实现的整个开发过程中。在设计阶段创建的模型可以在以其他形式不断的重复利用。例如，可以利用模型校验实现，随后在最终测试阶段作为功能测试。用户不需要熟悉NMEA2000协议，只需集中注意力在创建仿真模型的实现或者数据分析。它可以显著的提高开发进程的质量，提高数据分析的效率。由于海上的环境复杂，对仪器的要求较高，且船上的空间宝贵，因此虽然CAN通信已经应用于陆上的很多设备中，技术已经较为成熟，但仍然未应用
12、于船舶通信中。现在船舶控制仍然采用DCS系统。因此，FCS系统能应用于船舶控制已经在业界达成了广泛的共识。1.1 课题研究的背景及意义此设计题目是针对船舶的罗经的模拟通信进行CAN协议的转换，实现CAN通信。在设计伊始，为了更加明晰船舶罗经的工作原理，我用了一周的时间专程去了锦州航星集团，在有关技术人员的指导下，对船用控制仪器仪表有了一个大致的了解，对船舶控制所涉及到的原理有了概念式的认识，对船舶罗经的工作原理有了比较深入的掌握，并把所设计的有关内容做了整体的记录，参观过程中通过技术人员的指导和结合自身的实际情况，对本次设计按照如下步骤进行：首先：依照AT89C51的特点，添加看门狗元件X50
13、45，构成单片机最小系统，实现上电复位控制、电源电压监控、看门狗定时器的功能。其次：进行SJA1000控制器和82C250收发器的整体设计，实现上位机与现场微处理器之间的数据通信。再次：选择显示电路的芯片元件。由于ZLG7290能够承担显示部分的动态显示程序，减轻了单片机工作的负担，且使用简单，电路可靠，因此本次设计使用ZLG7290构成的矩阵键盘和四数码管集成的7SEG-MPX4-CC元件构成显示电路。以上是理论知识的体现而更重要的是在设计中培养自己运用所学的知识解决实际问题的能力和创新精神，增强工程观，在设计过程中主要立足于应用所学基本理论和专业知识，大胆地运用新理论、新技术去分析解决实际
14、问题，以便更好地适应工作的需要。所有的设计查阅资料是必不可少的，而资料的获取应以实际为准，作为一名初次设计者，设计之前应具备一定的设计能力，但是由于缺乏经验，知识体系的不够完善等因素，在设计过程中也有缺陷。因此设计的电路无法直接应用于实际电路中，应稍加改动。了解整个设计的目的、内容和基本要求进行设计的资料准备。资料准备主要通过查阅（包括上网查问）文献资料和参加生产实习两条渠道进行。此设计充分吸收专业理论知识，考虑自己毕业设计的选题方向，有目的、有计划地查阅与选题方向有关的文献资料，特别是在参加生产实习的过程中有意识地搜集生产过程及新技术、新设备、改革新成果的应用等方面资料，这也是为毕业设计课题
15、收集资料的最重要的途径。选定题目后，应再有针对性地查阅一些资料，最后对所有收集的资料进行整理。并对其进行完善，对于一个完整的设计而言，文字与图纸并存。文字的详细叙述使内容丰富，而图纸则一目了然。最后由于设计者的水平有限，以及对电气技术日新月异的发展掌握不够，加之国外电气技术和产品的大量引进，我国对电气设计设备技术标准、规范还在不断地改进和完善，所以设计难免有不足，希望老师给予批评指正，使本设计更加完善。1.2 本章小结本次设计不仅仅在于完成本人的毕业设计，对于中国船舶控制行业未来的主流控制趋势也有很好的前瞻性，为相关从业人员提供很好的范例。对此题目的设计除了注重实际应用外，还应考虑可靠性、经济性和控制的稳定性。如线路保护、接地保护、变压器保护等保护的有关问题及其设备元件的选择。29第2章 总体方案CANControl（Controller） Area Network是控制(器)局域网的简称4。CAN是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，最初由德国Bosch公司80年代用于汽车内部测试和控制仪器之间的数据通信。目前CAN 总线规范已被国际标准化组织ISO制订为国际标准ISO11898，并得到了Motorola，
