基于can总线的温度测控系统的设计本科本科毕业论文

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别为输出高电位和地电位，S脚可以设置收发器的模式，此系统不接就是默认为高速模式。

4.1.2 LCD显示接口

为了方便下位机可以很好的人机交互，连接LCD模块，通过LCD屏可以看到当前的温度值，具体电路图如图4.2所示。

其中D0、D1、D2、D3分别连接微处理器的41、40、39、38管脚，DISPOFF与37管脚连接、FLM、FRMR分别连接36、35管脚、CL1、CL2分别与34、33连接。

图4.2 LCD显示模块

4.1.3 协议转换器设计

在本系统中，PC的作用主要是监控下位机智能节点的工作状况、发送温度控制命令、温度采集显示、设置参数和数据分析等，给以直观的数据。然而目前个人电脑上面主要有RS232、PCI、USB接口，很少会提供CAN通信模块，因此如果要实现两者的通信，就要在两者之间架起一座桥梁，也就是把RS232接口转换成CAN接口，它的作用就是将下位机采集来的CAN报文形式转化为PC串口可以识别的位数据形式，并实现CAN报文和串口数据的发送接收，其硬件构成主要包括C51单片机、CAN

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控制器（SJA1000）、CAN收发器（82C250）和串口转换器件MAX232等。

单片机通过数据总线对CAN控制器实行读写操作，实现CAN协议和串口协议的转换[7]。由于CAN控制器SJA1000的总线驱动能力有限，在CAN控制器与物理总线之间需要接入收发器82C250作为收发芯片，提供对CAN总线的差动发送和对CAN控制器的差动接收，该芯片具有传输速度快、抗瞬间干扰和保护总线的能力，并可通过管脚的接地电阻控制脉冲斜率，降低射频干扰。82C250作为CAN协议控制器和物理连接线路之间的接口，可用高达1Mbit/s的位速率在两条有差动电压的总线电缆上传输数据，很方便地连接并实现信号的差动发送和接收，有较强的总线驱动能力，经过它系统可向CAN总线上发送数据，也可以接收来自CAN总线上的数据信息。MAX232是电压转换芯片，由于标准RS232电平很高，达到正负15V，而常用的TTL电平最高为5V，所以它的作用就是将TTL电平转换成可以和PC串口匹配的电压，这样CAN控制器跟串口之间才可以安全的通信。在信号输出端加限流电阻、滤波电容和反向过冲保护二极管，降低电磁辐射，增强转换器的抗干扰能力和稳定性。原理框图如图4.3所示：

图4.3 协议转换器原理框图

SJA1000是一款普遍用于工业环境和自动化领域的CAN控制器，具有CAN通信协议所要求的全部特性，经过简单的总线连接就可完成CAN协议物理层和数据链路层的所有功能。SJA1000作为CAN的控制部分，在与单片机连接时，它的数据线AD0-AD7与单片机的输入输出管脚P00-P07连接，片选信号/CS接地，低电压允许访问，RST、INT、WR、WD、ALE管脚分别跟单片机的相应管脚连接，控制器的收

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发端RX0、TX0分别接收发器的RXD、TXD引脚，由于SJA1000的模式可以有INTEL和Motorloa两种，本设计中采用的是INTEL模式，即把控制器的Vdd1、Vdd2、Vdd3连同MODE引脚接5V电压，控制器的Vss1、Vss2、Vss3与收发器的Rs引脚接地。 4.2 上位机的硬件设计

上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。本文指的是PC，屏幕上显示温度的变化。 4.2.1 串口通信

在工控领域，很多情况下会存在PC机和单片机系统通信，由于PC机和单片

机都有串口，因此可以通过串口实现两者之间的通信。串口的作用就是处理器跟串行设备之间进行编码转换的，微处理器发送字节数据到串口后变成串行的位数据，在接收过程中正好相反，把位数据转换成字节数据。计算机的串口一般为RS232口，有9针和25针两种，通常都是九针的COM1，那么在进行通信时就需要在PC端设计相应的串口程序，而PC上一般是应用Windows系统，因此就需要在Windows环境下编写串口通信程序[8]。串口图（九针）如图4.4所示：

图4.4 串口图

其中2、3脚分别为发送（TXD）和接收(RXD)管脚，5脚为信号地，一般这三个脚就可以完成收发功能了。表4.1为具体管脚定义：

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表4.1 串行口管脚定义表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 引脚定义 DCD TXD RXD DTR GND DSR RTS CTS RI 信号名称 载波检测 发送数据 接收数据 数据终端就绪 信号地 数据设备就绪 请求发送 允许发送 接通指示 功能 表示DCE收到远程载波 发送串行数据 接收串行数据 请求DCE将线路切换到发送方式 公共信号地 通知DTE线路进接通可以发送数据 DCE准备好 DTE准备好 表示DCE与线路接通 Windows里串口是系统资源的一部分，应用程序要使用串口进行通信首先要打开串口（申请资源），通信完毕后要关闭串口（释放资源），在系统函数中均包含支持通信中断的功能。而且系统还为串口通信提供了输入和输出的缓冲区，应用程序只能对输入输出缓冲区进行操作，数据进出串口都是由系统后台操作的。 4.3 小结

在本章中，主要给出了上位机和下位机的连接设置，即硬件的连接设计,为系统的软件设计打下了基础。