发布时间 : 星期一 文章CAN总线温度控制节点设计更新完毕开始阅读
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第一章 绪论 ................................................................................................................................... 1
1.1 课题背景 ........................................................................................................................... 1 1.2 研究意义及其内容 ......................................................................................................... 2
1.2.1 研究意义 ............................................................................................................... 2 1.2.2 研究内容 ............................................................................................................... 2
第二章 软件驱动模块设计 ............................................................................................................. 3
2.1 软件模块设计概述 ........................................................................................................... 3 2.2 温度数据采集模块的软件设计 ....................................................................................... 4
2.2.1 ds18b20硬件电路图 ............................................................................................ 4 2.2.2 ds18b20工作时序 ................................................................................................ 5 2.2.3 ds18b20的温度转换 ............................................................................................ 8 2.2.4 数据采集模块的程序流程 ................................................................................... 8 2.3 键盘功能模块软件设计 ................................................................................................... 9
2.3.1 按键与单片机连接图 ........................................................................................... 9 2.3.2 温度设置独立键盘子程序流程 ......................................................................... 10 2.3.3 按键的软件消抖措施 ......................................................................................... 11 2.4 液晶显示软件设计 ......................................................................................................... 12 2.5 PID算法程序设计 .................................................................................................................. 17
2.5.1 PID概述 ...................................................................................................................... 17 2.5.2 数学模型的建立 ......................................................................................................... 17 第三章 系统软件调试及测试数据 ............................................................................................. 20
3.1 软件模块调试 ................................................................................................................. 20 3.2 测试数据 ......................................................................................................................... 20 总结与展望..................................................................................................................................... 22 参考文献......................................................................................................................................... 23 致谢 ................................................................................................................................................ 24 附录：硬件原理图及其实物图 ..................................................................... 错误！未定义书签。
摘要
CAN总线温度控制节点是基于51单片机和CAN控制器设计的节点监控系统，此系统分为一个远程监控节点和一个本地节点，这两个节点之间可以实现双向通信，远程监控节点负责采集水的温度，它通过CAN总线通信技术把温度数据发送到本地节点，本地节点可以通过键盘设置期望温度值，利用CAN总线通信技术，将控制信号发送到远程监控节点，然后远程监控节点用PID控制算法对水温进行控制。此系统包括软件和硬件两部分。本论文完成了CAN总线监控系统中的软件模块设计，包括按键模块、温度采集模块、液晶显示模块以及PID控制算法模块，软件模块为整个系统的实现建立了一个良好的平台。
关键词：CAN总线；温度采集；PID控制算法
Abstract
The CAN bus temperature control node is monitoring system based on CAN bus and 52 single-chip microcomputer,which is one major note and one minor note included. The two notes can realize two-way communication between them,the remote monitoring node is responsible for the collection of water temperature,it can send the temperature data to the local node by the CAN bus communication technology,and the local note can set the desired temperature by the keyboard, and the local node can send control signals to the remote monitoring node by the CAN bus communication technology,and then the remote monitoring note can use the PID control algorithm to control the water temperature .The system includes hardware and software,and I completed software module design, including design of two independent keys,the temperature acquisition module，the liquid crystal display module and the PID control algorithm module.The software module make a good platform for the completion of the whole system.
Keywords:CAN bus;software design;PID control algorithm
第一章 绪论 1.1 课题背景
现场总线是应用在生产最底层的一种总线型拓扑的网络，是用作现场控制系统的、直接与所有受控节点串行相连的通信网络。受控设备和网络所处的环境可能很特殊，对信号的干扰往往是多方面的，这就要求控制必须是实时性很强。在20世纪80年代初，工程人员开始讨论现有的总线系统运用于轿车的可能性。1986年2月在SAE大会上，博世公司提出了CAN，称为“Automotive SerialController Area Network”。而今几乎在欧洲诞生的每一辆新轿车都装配有一个或多个CAN网络系统。CAN网络系统也应用在了从火车到轮船等其他类型的运输工具上，以及工业控制方面 。仅1999年，就有近六千万个CAN控制器投入使用，2000年这个数字达到一亿。
温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。自18世纪工业革命以来，工业过程离不开温度控制。随着微机和电子技术的飞速发展,微机测控技术在温度测量与控制中广泛使用,该控制简单方便,测量精度高,测量范围广。
由于CAN总线广泛应用于从高速网络到低成本的多线路网络,实现控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信，最重要的是CAN的发展前景非常好，虽然自CAN协议颁布迄今已有几十年，但是它仍然在发展完善中，而且由于CAN具有现场总线所具备的所有特点，开放性、交互性、自治性以及适应性，使得CAN在温度控制方面具有很可观的应用前景。所以本文设计了一种基于CAN总线的温度测量和控制装置,能够对水的温度进行测量,并根据温度设定值给出的调节量,驱动控制电路,对水温进行控制。
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