1、本科毕业设计（论文）任务书 电子信息工程 CAN总线数据采集器设计 一、课题研究意义及现状 CAN总线是应用在现场、在微机化测量设备之间实现双向串行多节点数字通讯系统，是一种开放式、数字化、多 点通信的底层控制网络。 CAN协议建立在 ISO/OSI模型之上，其模型结构有三层 :数据链路层、物理层、应用层 。 随着 CAN总线的不断完善和发展，作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式， CAN总线不再仅仅局限于汽车电子领域，还被广泛应用到其它各个自动化控制系统中。在欧洲、美洲，亚洲 CAN总线技术在工程机械领域都已经普遍应用，国际上一些著名的工程机械大公司如CAT、
2、 VOLVO、利勃海尔等都在自己的产品上广泛采用 CAN总线技术，大大提高了整机的可靠性、可检测和可维修性，同时提高了智能化 水平。在国内， CAN总线控制系统也开始在汽车的控制系统中广泛应用，在工程机械行业（如自动控制、智能大厦、电力系统、安防监控等领域）中也正在逐步推广应用。 现在数据采集器应用在各个领域，这就需要必要的管理工具对这些数据采集器进行管理。每一种数据采集器所采集的数据不同，这就需要对不同的数据采集器的单位进行设置。而为了使操作人员可以对每个数据采集器进行实时的监控和调整必须可以明了的观察到每个数据采集器采集的数据这就有要求有功能相匹配的上位机程序。数据采集器与上位机通信可通过
3、各种总线来实现在实践中 ,有两种重要的总线 分配方法 :按时间表分配和按需要分配。 数据采集系统就是对生产环节的数据进行实时采集，并对数据进行处理，从而实现提供生产过程数据和动态监控等功能。在整个生产过程中，数据采集系统发挥着非常重要的作用。为此，本文给出了一种数据采集器的设计方法，本设计采用 CAN（ Controller Area Network，控制器局域网络）总线，具有智能程度高、传输效率高、实时性强、适用面广等特点。 现场总线技术是自动化领域的一次重大变革，本文所设计的系统正是为适应这一变革所做的积极的探索。 CAN是现场总线技术中最成熟、最有发 展前途的微处理器局部网络，已成为构建
4、现代监测系统的重要通信技术之一，也是新一代智能检测系统使用的一种主要技术 ,我们探讨了基于 CAN总线的采集器的设计 ,具有很高的性价比和实用性，而且功耗低、精度高、实时性能好。提出的采集器作为仪表的数据采集单元，取代传统模拟组合仪表，克服了传统仪表的许多缺点，具有很高的应用价值。 应用实践证明，基于 CAN现场总线的数据采集器不仅可靠性高，而且比通常采用 PLC系统配置更为灵活，相信该系统将更加广泛的应用于工业生产的各个方面。 二、 课题研究的主要内容和预期目标 内容： 本课 题设计一个数据采集系统，系统以单片机为核心，通过 CAN 总线与其它 CAN 节点数据通信，要求： 1.能采集 0-
5、5V模拟电压和数字信号； 2.具有人机接口能显示采集的数据和单片机状态； 3.模拟电压分辨率 10毫伏以上，满量程相对误差 1%。 预期目标： 设计一个数据采集系统，能采集并显示模拟和数字信号，并且能 将采集的数据通过 CAN 总线传输到上位机。 三、 课题研究的方法及措施 以现场总线采集系统为研究对象 ,对基于 CAN 总线的数据采集系统中的实时通信进行了深入系统的研究 ,尤其是基于 CAN(Control Area Network)协议的现场总线采集系统中的实时通信技术。本文对数据采集系统的实时通信技术的发展现状以及 CAN 总线在数据采集系统中实时通信方面的应用进行了综述，然后着重探讨了
6、基于 CAN 协议的现场总线采集系统中的信息实时采集存储，并对以有数据的查询比较等操作。对基于 CAN 总线的数据采集系统中上下位机之间的实时通信的具体实现过程做了实验。 本数据采集器采用单片微机 C8051F005 作为控制核心，与 CAN 控制器 SJA1000、 CAN驱动器 82C250 及两片 TLP521-4 等器件共同组成具有 模拟数字量输入输出的接口电路。将 C8051F005 的 P1 口的全部口线同两片 TLP521-4 的输入或输出连接，以作为开关量的数据接口； P0 的全部口线则作为与 CAN 控制器 SA1000 接口的地址数据复用总线； P2 口的部分口线用于对 C
7、AN 控制器 SJA1000 的控制。 该数据采集器的结构如图 CAN 总线 四、课题研究进度计划 2010.10.18 2010.12.4： 阅读相关文献并撰写文献综述，完成外文文献的翻译，完成开题报告。 2010.11.19 2010.12.31：掌 握毕业设计课题基本内容 并结合开题报告，开始着手毕业设计需要的软件编写和硬件的调试，最后得到所需的效果。 2011.1.1 2011.1.21：查阅有关 CAN总线数据采集器的最新资料，结合自己完成的实验 撰写毕业设计论文，完成初稿。 2011.2.22 2011.4.1：对毕业论文进行修改，完成最终稿。 2011.4.2 2011.4.15
8、：上交毕业设计相关文档，准备好答辩 PPT。 五、参考文献 1李文雄 ,陆俭 .CAN 现场总线技术及发展 J.江苏电器， 2004， 22(1)： 1-2. 2鲍官军 ,计时鸣 ,张利 ,王亚良 .CAN 总线技术、系统实现及发展趋势 J.浙江工业大学学 报， 2003， 31(1):59-60. 3韩成浩 ,高晓红 .CAN 总线技术及其应用 J.制造业自动 ,2010， 32(2):145-147. 4须文波 ,杨朝龙 ,施小勇 .CAN 总线技术及其在船舶结构安全监测系统中的应用 J.大连 海事大学学 ,2006， 32(2):17-18. 5张扬 ,申朝 ,曾碚凯 ,姜岩 .CAN
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