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1、 南京邮电大学 毕 业 设 计（论 文）题 目基于CAN总线的温湿度数据采集系统设计专 业自动化学生姓名曹正尧班级学号B11050225指导教师丁洁评阅教师指导单位自动化学院 日期： 年 月 日至 年 月 日毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。 论文作者签名： 日期： 年 月 日摘 要 CAN总线是一种能实现各个设备间互连形成通信网络的技术，通过数
2、字总线和物理总线实现数据的实时共享。它目前使用最广、最具发展潜力的现场总线之一。它的实时性、灵活性、可靠性、低成本以及良好的故障珍断和纠错能力都有着很大的吸引力及市场空间。同时，温度和湿度的采集与控制对生产生活也越来越重要。所以，将二者结合实现温湿度数据采集的网络化有着深远的意义。本文主要研究的是基于CAN总线的温湿度数据采集系统设计的实现。主要完成了包括背景知识的收集与学习，借助单片机实现硬件系统的设计与搭建，基于C语言实现软件程序的编写与测试，借助了Keil C51集成开发环境和Protel电路仿真软件，完成了系统的设计与测试工作，最终实现了温湿度数据的实时显示与实时传送。实验结果证明了C
3、AN总线通信的可行性与可靠性。本课题的研究是对CAN总线通信技术的应用的初步探索，相信随着科技进步的需要，CAN总线通信技术将在各行各业中得到广泛的应用与发展。关键词：CAN总线；单片机；温湿度传感器；液晶显示ABSTRACT CAN bus is a technology that can interconnect the interconnection of various devices and form the communication network. It can share data by digital bus and physical bus. It is currentl
4、y one of the most widely used and most potential of the field bus. Its real-time, flexibility, reliability, low cost and good fault diagnosis ability are very attractive and market space. At the same time, the temperature and humidity of the collection and control of the production of life is also m
5、ore important. So, the combination of the two temperature and humidity data acquisition network has a far-reaching significance. This paper mainly studies the design of temperature and humidity data acquisition system based on CAN bus. Mainly completed the collection of background knowledge and lear
6、ning, by means of single chip implementation of the hardware system is designed and built, based on C language program written and tested, with the help of the Keil C51 integrated development environment and Protel circuit simulation software, completed the system design and testing, and ultimately
7、achieve the real-time display of the temperature and humidity data and real-time transmission. The feasibility and reliability of CAN bus communication are proved by the experimental results. This topic research is a preliminary exploration of the application of the CAN bus communication technology,
8、 I believe that along with the progress of science and technology, can bus communication technology will be in all walks of life have a wide range of applications and development.Keywords：CAN bus；single chip microcomputer；temperature and humidity sensor；LCD display目 录第一章 绪论11.1 课题研究的背景介绍11.2 现场总线技术2
9、1.3 CAN总线技术21.4 温湿度传感器41.5 课题的研究思路及论文章节安排5第二章 系统总体设计62.1 总体方案设计62.2 单片机芯片介绍72.3 温湿度传感器芯片介绍92.3 液晶显示器芯片介绍102.4 CAN模块芯片介绍112.5 本章小结13第三章 硬件电路设计133.1 单片机最小系统设计133.3 温湿度采集模块设计143.4 液晶显示模块设计153.5 报警模块设计153.6 CAN总线模块设计163.7 本章小结18第四章 软件程序设计194.1 温湿度采集程序设计194.2 液晶显示程序设计214.3 SJA1000初始化程序224.3 CAN报文发送程序设计24
10、4.4 CAN报文接收程序设计254.5 主程序设计26结束语27致 谢28参考文献29附录（系统源程序）1南京邮电大学2015届本科生毕业设计（论文）第一章 绪论1.1 课题研究的背景介绍(1) 课题研究目的和意义随着计算机技术的飞速发展和普及，各行各业都进入了网络化和信息化的时代。数据的共享越来越重要。另外，人们生产生活中对温度和湿度的要求也越来越高。从家庭中最普遍的家用电器和城市中的智能楼宇，到农业生产中的可控温湿度的蔬菜大棚，再到工业生产中需要对温湿度进行精确调控的流水线等等，温度和湿度的测控已经与人们的生产生活密切相关。过去的温湿度采集方式大都是人工的、非实时的、相对独立的采集模式。
11、在这种模式下，工作效率低，资源得不到充分利用，而且不能实现数据的实时采集，缺乏科学性和完整的管理系统。因此，如何有效地、实时地对温湿度进行测量和监控成为一个非常重要的问题。抱着对现场总线技术和CAN总线技术的极大的好奇，我的毕业设计课题选择了“基于CAN总线的温湿度数据采集系统设计”。本次毕业设计，将CAN现场总线技术和温湿度数据采集系统1结合，设计基于CAN总线的温湿度数据采集系统。课题本质就是设计一种智能温度测控网络。温度采集系统中使用CAN总线技术，提高了系统内部的通信速率、实时性，降低了误码传送率。对实现采集控制系统的网络化非常有意义，也能在不断的学习和研究中提高自己的专业能力和综合素
12、质。增加自己对电子系统设计的乐趣。CAN总线与数据采集系统是工业应用中的核心内容，它们应用几乎是建立在整个大学专业课知识之上的，能够提升自己对专业知识的理解与掌握。不仅提高了动手能力，对它们的学习有利于自身发展，更加适应社会的需要。温湿度数据采集系统需要能够远程实时采集与控制，CAN总线其高可靠性和简易性使其组网简单，同时扩展性良好。两者相结合，探讨如何组建更有效的温湿度采集网络，有着非常现实的意义。(2) 课题研究现状与发展前景 将CAN总线应用到温湿度采集系统中是研究CAN总线应用2，发挥CAN总线通信能力的一步尝试。这对实现采集控制系统的网络化非常有意义。使得温湿度采集系统可以实现远程采
13、集与控制，大大提高了系统的性能。CAN在全球市场上仍然处于起始点，CAN总线在组网和通信功能上的优点以及它的高性能价格比，决定了它在许多领域都有广阔的应用前景和发展潜力。CAN 总线以其独特的设计思想、优良的性能和极高的可靠性，越来越受到人们的重视。CAN总线的应用从以前的汽车上，到现在的工农业生产的各个领域。CAN总线的产生顺应了世界发展的潮流，就是朝着网络化、信息化、自动化方向发展。国内对CAN总线的研究还刚刚起步，国内的一些高科技公司虽然也尝试着在自己的产品中使用CAN总线，并也制造出了一些相应的产品，但在成熟度方面无疑与那些著名的公司还有着很大的差距。专家学者们正在对CAN总线进行一步
14、步的探索，努力发觉它的巨大潜力。本课题在充分了解了现场总线的优点后认为对于未来工业控制技术的发展,我们很有必要对现场总线进行深入的学习和探究。1.2 现场总线技术所谓总线，好比是公共汽车，总线是计算机多个模块之间互相连接的通信的公共通路。总线不仅仅是一组传输线，还包括了一套管理信息传输的规则。它能联通将许多现场设备与控制现场形成通信网络。现场总线（fieldbus）是上个世纪八十年代才开始形成和发展的，是一种工业数据总线。用于自动化领域的智能设备的互联互通，解决设备之间的数据通信和信息交流。现场总线是指开放式、数字化、标准化、能够相互操作、双向传输、连接智能仪器和控制系统的通信网络。它不仅是一
15、个基层网络，而且还是一种开放式、新型全粉不控制网络。它是能将计算机、网络通信和控制相融合的技术。它的实时性、灵活性、可靠性、低成本以及良好的故障珍断和纠错能力都有着很大的吸引力及市场空间。现场总线技术能大大提高系统的运行能力。它具有较高的开放性，简单的操作性，足够的智能性和对恶劣环境的适应性。它的优点在于提升了系统的可操作性和准确性，节省了系统的资金花费，简化了系统的复杂度等。现场总线的出现大大提高了工作效率，必将对社会的发展起到重大的作用。现场总线的本质包括了现场通信网络，互操作和互换性，分散功能模块，通信线供电，开放式互联网络。它不仅仅是最底层的控制系统,而且还是建立于整个工业体系的通信系统。目前出现的有五种主要的的现场总线3，分别是基金会现场总线、LONWORKS(局部操作
