基于CAN总线的数据采集系统设计(2)

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3 系统硬件电路设计 14

3.1 系统硬件设计总思路 14

3.2 微处理器电路设计 14

3.3 信号调理电路 19

3.4 A/D转换电路设计 19

3.5 CAN通信电路设计 20

3.6 数据采集系统电路总设计 21

4 系统的软件设计 23

4.1 初始化程序设计 24

4.2 A/D转换子程序设计 24

4.3 CAN总线通信子程序设计 25

结论 28

致谢 29

参考文献 30

1 绪论

1.1 课题的研究背景和现状

各种现场数据进行采集、传输并处理已成为工业控制、生产和科学研究中必不可少的组成部分。数据采集系统，它主要完成数据信息的采集、A/D转换、压缩处理，然后通过接口总线将处理后的数据送入计算机作进一步处理[1]。信息控制一体化是信息社会的基础和平台，并且它也己经成为自动化领域的主要部分，。而信息时代的到来，对社会的各个领域都产生了深刻的变革和巨大的影响。尤其在工业自动化方面开始强调工业生产过程自动化和工业信息管理自动化。

在当今网络和通信技术飞速发展的条件下，我们能够把传统的数模混合信号系统变成全数字的信号系统，这样，现场总线便诞生了。因为现场总线已经适应了工业控制系统向智能化、网络化和分散化发展的方向，所以，它的出现就成为了全球工业自动化的焦点，与此同时，它也促使了现场总线控制系统FCS (Field-bus Control System)的产生，自动控制领域里的一次产业便随之而生。

20世纪80年代中期现场总线逐渐发展起来， Honeywell公司最开始将它应用于商业的的数字信号(4mA~20mA)差分智能化仪表，为了使的现基于CAN总线的数据采集系统设计和控制装置之间的连接信号由模拟信号转变为数字信号，它在原来模拟仪表的基础上加上了带有计算功能的微处理器芯片，并且将数字信号叠加于输出的直流信号上。在这基础上，美国Rosemount公司最早开发出自己的HART数字通信协议，后来，美国Foxboro公司在开发出的FA智能式自动控制系统中实现了全数字通信。在接下来的15年，经过IEC技术委员会、ISA美国仪器协会和IEEE P18等小组研发和商讨后，最终形成了一个国际标准，这就是在2000年诞生的一个由8个部分组成的IEC61158国际标准。其中包括 FF(Foundation Fieldbus)，Lonworks，PROFIBUS，HART(Highway Addressable Remote Transdueer)， CAN(Control area Network)等[2]。

1.2 现场总线技术概述

现场总线(Field bus)是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。它的关键标志是支持双向、多节点、总线式的全数字式通讯。

它是一种通信技术，也是用数字仪表代替模拟仪表，更是用新一代现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System)来代替传统的集散控制系统DCS(Distributed Control System)，来实控制系统和通信网络的集成。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布式的控制系统。现场总线是当今自动化领域发展的热点之一，被誉为自动化领域计算机局域网。这项以智能传感、控制、计算机、数据通信为主要内容的综合技术，己收到世界范围的关注而成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。