毕业设计基于can总线的温湿度及光感度测量单片机课程设计.doc

单片机系统课程设计报告 专 业： 组 员： 指 导 教 师： 完成日期：2013 年 7 月 11 日 基于CAN总线的温湿度及光感度测量 摘要： 随着我国工业生产的发展和自动化程度的不断提高，迫切需要对各种生产过程中的物理量进行精确检测。温度、湿度作为大多数生产过程中的重要物理量，对它们的精确检测和远传越来越受到人们重视。因此，研制一种高精度、高稳定性、低成本的温湿度仪表将具有重要意义，必将拥有广阔的市场前景。同时，由于工业现场对抗电磁干扰和传输距离有比较高的要求，所以本文设计了一种基于CAN(ControlArea Network局域网控制)总线的远程实时温湿度数据采集系统。该系统主要由两大模块构成，分别是数据现场采集模块、和显示处理模块。本设计使用C语言进行了各个模块软件的设计，完成对传感器信号的处理和CAN模块报文的发送和接收。 关键词：430 CAN DHT11 温湿度 光感度 1设计方案论证 1.1主控芯片选择 用可编程逻辑器件设计。可采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。设计起来结构清晰，各个模块，从硬件上设计起来相对简单，控制与显示的模块间的连接也会比较方便。但是考虑到本设计的特点，EDA在功能扩展上比较受局限，而且EDA占用的资源也相对多一些。从成本上来讲，用可编程逻辑器件来设计也没有什么优势。? 用MSP430F149作主控芯片，编程简单，功能丰富，速度很快，功耗很低。因此选择430作为数据采集和显示处理的主控芯片。 2显示部分的方案选择 数码管显示方式 采用八段数码管经济实惠，亮度高，对比度高，显示清晰；但操作很复杂，占用很多CPU时间。 液晶显示方式 液晶显示效果出众，操作简单，输入完显示信息后不占用CPU时间，显示容量也大，因此采用1602液晶显示器。 3传感器选择 采用DS18B20数字温度传感器，精度高，灵敏度高；但不能采集湿度信息； 采用DHT11数字温度传感器，可同时测量温度和湿度，精度和灵敏度，转换速度也都能满足本次系统要求，而且DHT11采用单总线通信模式，占用IO口少。因此选用DHT11数字温湿度传感器。 2系统设计 采用MSP430F149作为数据采集和接收处理显示模块的主控芯片，430和各种传感器通信读出各种测量参数，通过CAN控制器将信息发送到CAN 总线上；数据接收模块从CAN总线上读取各种信息并通过显示模块显示出来。 3单元电路设计 3.1温湿度采集系统 由图2所示，温湿度数据采集模块的硬件由以下四部分构成：传感器DHT11，微控制器MSP430F149，CAN控制器和CAN收发器。微控制器MSP430F149主要负责对传感器输出的两路模拟信号进行循环采集并AD转换，SJAl000的初始化，通过控制JAl000实现数据的发送和接收。SJAl000负责数据链路层的工作，把发送缓冲器的数据经过处理后送到TJAl050，信息经过处理后放到接收缓冲器等待微处理器的读取。TJA1050提供SJA1000与物理总线之间的接口。 3.2数据处理显示模块 如图3所示TJA1050收发器将信号差分放大去除噪声后送给SJA1000控制器，控制器将接到的报文处理后提取数据给430，430将数据显示到1602显示器上。 4系统功能 本文设计的系统能实时测量远程温湿度及光强度。 测量范围：温度0~50℃，湿度20~90%RH，光强1lx-65535lx； 分辨率：温度1℃，湿度+/-2℃，光强1lx； 测量距离：1km  5程序模块流程图 参考文献 [1] 李正军编著．现场总线及其应用技术[M]．北京机械工业出版社．2005．1 [2] 任广永等．基于AT89C55和CAN总线的远程数据采集系统的设计[J]．电脑学习．2007．2 [3] 潘琢金，施国君．C8051FXXX高速SOC单片机原理及应用[M]．北京：北京航空航天大学出版社．2002 [4]吴文珍，韩玉祥，司光宇等．基于CAN总线智能检测仪的设计[D]．大庆石油学院学报．2005，29(5) [5]SJAl000独立CAN控制器数据手册．广州周立功单片机发展有限公司．  心得体会 谢广昊: 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关CAN总线方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。? 过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“