CAN总线在智能仪表系统中的研究与应用

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作者
向科
机构
[1] 贵州大学
关键词
CAN总线; 智能仪表; PIC18F458; MCP2551; RS232; Microsoft Visual Studio .NET;
D O I
暂无
年度学位
2007
学位类型
硕士
导师
摘要
本文在收集近年来国内外智能仪表设备和CAN总线方面的研究报告、学术论文等专业资料的基础上,分析论述了现场总线技术的有关性能特点及CAN协议规范后,设计出在智能仪表中实现CAN总线通讯的具体的实现途径。在不增加更多成本、利用有限仪表空间和资源方面进行了探索,逐步完善仪表功能,增加其市场竞争力。文中详细介绍了仪表的CAN总线通信的实现过程,对PIC18F458单片机以及其集成的CAN控制器进行了探究,并以它为处理器进行硬件、软件设计,使CAN总线的通讯更加直观。本系统所设计的仪表系统,结构简单,体积小,可靠性与稳定性高,而且使用方便、应用灵活,实现了以最少的成本出色完成任务的目的,大大地加速了其应用领域智能化、科学化与规范化的进程。本文主要在以下几个方面具有创新或改进: ◆在亚太地区率先把内嵌CAN控制器的PIC18F458微处理器用于智能仪表系统中。 ◆CAN总线通信设计:研究了CAN协议在所选内嵌CAN总线控制器的PIC18F458微处理器上的具体实现,设计出一点对二点的CAN总线的双向通讯系统。 ◆下位机LCD液晶显示设计:实现了PIC与MCS-51两种不同的单片机之间的串行通讯,目的是为了扩展PIC18F458的I/O口来驱动液晶显示测量和设定的温度值,并验证了在智能仪表系统中不同种类的微处理器交换数据的可行性。 ◆下位机数码管显示设计:利用PIC18F458微处理器内嵌的SPI模块功能和74HC595芯片的串入并出的特点驱动数码管显示电压。 ◆PC机与下位机串行通信设计:通过PIC18F458微处理器的串口完成PC机与CAN总线之间的通信问题,这样PC机和微处理器都可以发送和接受数据。 ◆对K型温度传感器的调理电路设计:对模拟信号进行采集、滤波、放大和传输、显示。 ◆对数字温度传感器DS18B20测温、控温电路设计:采用PID计算,PWM输出控制温度。 ◆PC机显示和远程控制设计:在上位机(PC机)上显示测量的电压和温度,并与设定的电压和温度值比较来控制执行机构动作,构成一个CAN总线的测控网络。 ◆Microsoft Visual Studio.NET中调用了Matlab设计:为了绘制温度、压力两组测量、设定的数据的动态曲线和显示他们不同时刻点的值,在Microsoft Visual Studio.NET中调用了Matlab引擎和Matlab函数Plot。
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