基于CAN总线的数据采集器设计

摘   要

随着现代工业生产过程中连续化与自动化的发展, 生产过程中对系统的过程监控和安全措施的应答提出了更高的要求。优秀的数据采集系统能够更好对生产环节进行实时数据采集, 并对数据进行处理传输, 从而实现此前被提到的要求。CAN总线的出现取代了传统的RS-485总线，提供了抗干扰能力强、传输速率快等一系列的优点。

本文首先就数据采集器与CAN现场总线的发展状况进行了介绍，并论述了采用CAN总线的原因，其次详细讲解了CAN总线数据采集器的硬件构成与软件设计。其重点讲解了单片机89C52，1602液晶，温度传感器DS18B20，高速SJA1000芯片等的硬件连接，工作原理。以及在本系统中进行控制、显示、数据采集、数据转换、信息通信的功能讲解。最后介绍了系统的调试过程中遇到的问题以及问题的处理方案等等。

关键字:  CAN总线；温度传感器；数据采集

 

Abstract

With modern industrial production process of continuous development and automation ，the production process of the system process monitoring and response to security measures put forward higher requirements . Excellent data acquisition systems for production processes to better real time data acquisition, and data processing and transmission, enabling previously been mentioned requirements.The emergence of the CAN bus replaces the tradition al RS-485 bus, providing anti-interference ability, fast transfer rates and a series of advantages.

Firstly , on the data logger with the CAN field bus development were introduced , and discusses the reasons for using CAN bus , followed by detailed explanations of the CAN bus data acquisition hardware configuration and software design . The focus explained microcontroller89C52, 1602LCD, temperature sensor DS18B20 , SJA1000 chip hardware such as high-speed connection works . And the system for control , display, data acquisition , data conversion , information and communication function to explain . Finally , the process of debugging the system issues and problem sen countered in the handling programs , etc..

Keywords:  CAN bus; Temperature sensor ; Data collection

 

研究设计要求

（1）挑选合适的温度传感器采集实时温度

（2）单片机将此温度数据进行数据处理

（3）通过CAN主从节点进行数据通信并在LCD液晶屏幕上进行实时显示

 

目  录

第一章 绪论 1

1.1 课题来源与意义 1

1.2 国内外数据采集技术发展及应用状况 1

1.2.1 数据采集器的发展概况 1

1.2.2 CAN总线的发展概况 3

1.3 数据采集器的发展趋势 3

1.4 论文的主要内容 4

第二章 数据采集器总体设计 5

2.1 研究设计要求 5

2.2 课题总体方案设计 5

2.3 本章小结 7

第三章 数据采集器硬件设计 8

3.1 主控制器硬件设计 8

3.2 DS18B20 温度采集电路设计 9

3.2.1 温度采集器件方案的选择 9

3.2.2 温度采集器件 10

3.3 A/D数据转换 11

3.4 LCD1602液晶电路设计 13

3.5 通信模块电路设计 15

3.5.1 数据采集系统总线选型 15

3.5.2 CAN通信模块 16

3.5.3 CAN总线通信电路设计 20

3.6 本章小结 21

第四章 数据采集器的软件设计 22

4.1 系统整体软件设计 22

4.2 从节点软件设计 22

4.3 CAN通信程序设计 23

4.3.1 CAN初始化程序 23

4.3.2 CAN报文接收程序 26

4.3.3 CAN报文发送程序 28

4.3.4 总线仲裁 30

4.3.5 错误处理 31

4.4 温度传感器电路功能的测试 32

4.5 LCD1602显示屏功能的测试 34

第五章 数据采集系统的调试 36

结  语 39

致  谢 40

参 考 文 献 41