嵌入式can智能節(jié)點的軟硬件設(shè)計

發(fā)送數(shù)據(jù)

程序為每個需要傳送到PC端的信號(電壓、電流、溫度、嵌入式can智能節(jié)點PWM波輸出的脈沖寬度)都分配了一個標識碼。發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先向MCP2510發(fā)送寫指令，再將標識碼、幀格式和數(shù)據(jù)長度的定義、需要發(fā)送的數(shù)據(jù)依次寫入MCP2510相應(yīng)的寄存器中。

接收數(shù)據(jù)

程序讀取can控制器MCP2510的中斷標志寄存器的值，判斷接收緩沖區(qū)中是否有數(shù)據(jù)，當接收緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)時向MCP2510發(fā)送讀指令，依次將標識碼、幀格式和數(shù)據(jù)長度、接收到的數(shù)據(jù)從MCP2510相應(yīng)的寄存器中讀出。

處理和顯示數(shù)據(jù)

A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)值經(jīng)過程序處理后得到信號的真實值并送顯示模塊進行顯示，主要包括數(shù)值和漢字、英文字符的顯示。同時完成了嵌入式can智能節(jié)點PWM波輸出的脈沖寬度和從PC端接收到的數(shù)據(jù)的顯示。

PC端功能的實現(xiàn)

硬件部分

PC端采用了研華公司的PCL-841雙端口can接口卡，該卡具有兩個can通信口，最高數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到1Mbps。該卡采用內(nèi)存映射機制，即將can接口卡上的內(nèi)存映射至主存中，用戶可以根據(jù)需要自己設(shè)定映射內(nèi)存的基地址。

軟件部分

PC端的軟件采用C語言編寫，主要完成can信息的實時讀取、處理和顯示，向嵌入式can智能節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)和設(shè)置嵌入式can智能節(jié)點PWM波輸出的脈沖寬度等工作。

設(shè)計、調(diào)試中應(yīng)當注意的一些問題

硬件方面

嵌入式can智能節(jié)點

設(shè)計中應(yīng)當注意處理好復(fù)位和時鐘信號，包括不同器件之間復(fù)位的先后時序。在進行溫度信號的采集時，要特別注意溫度傳感器AD590的調(diào)零。AD590是一個恒流源，它的特性是絕對溫度每變化1℃電流增/減1mA，絕對溫度0℃時為0mA。為抵消AD590在0℃時的電壓，需要加入一個負電源使其在0℃時輸出為0V，再選擇合適的電阻把電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?，就可以把溫度信號的采集變?yōu)?~5V電壓信號的采集。

調(diào)試過程中應(yīng)首先檢查各芯片的工作電壓是否正常，晶振是否起振，復(fù)位信號是否正確。要經(jīng)常察看各芯片的發(fā)熱狀況，出現(xiàn)溫度過高時應(yīng)立即斷電檢查。必要時可使用示波器觀測信號波形進行分析。

PC端

由于PCL-841雙端口can接口卡占用PC的串口資源，因此在BIOS設(shè)置中應(yīng)將串口設(shè)置為Disable，還應(yīng)該特別注意can接口卡占用的內(nèi)存資源是否被其它硬件占用，如果已經(jīng)被占用，則應(yīng)修改can接口卡內(nèi)存映射的首地址，同時更改can接口卡上的跳線，否則can接口卡無法正常工作。

軟件方面

嵌入式can智能節(jié)點

在編寫嵌入式can智能節(jié)點的程序時，需要特別注意的是can控制器MCP2510的初始化，務(wù)必使一個系統(tǒng)中的所有智能節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸波特率相同，否則嵌入式can智能節(jié)點將無法和PC端進行通信。應(yīng)當注意必須正確地將標識碼和屏蔽字寫入MCP2510的can信息接收過濾和屏蔽控制寄存器，否則嵌入式 can智能節(jié)點將無法正確的發(fā)送和接收can信息。

調(diào)試過程中應(yīng)注意通過查看各個寄存器的值來判斷程序執(zhí)行的程度。

PC端

在編寫 PC端的程序時，需要將PCL-841雙端口can接口卡驅(qū)動程序庫can841S.LIB嵌入到自己的工程中，驅(qū)動程序庫中封裝了直接操控can接口卡的函數(shù)。對can接口卡進行操控時必須按照規(guī)定流程進行，否則can接口卡無法正常工作或者無法正確的發(fā)送和接收can信息。

調(diào)試過程中應(yīng)采取下斷點和單步執(zhí)行相結(jié)合的調(diào)試方法，注意根據(jù)函數(shù)的返值來分析出現(xiàn)問題的原因。

結(jié)語

本課題初步完成了基于can總線的數(shù)據(jù)采集和智能控制系統(tǒng)的設(shè)計，經(jīng)過反復(fù)實驗，系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)準確、傳輸可靠，通過了有關(guān)部門的專業(yè)測試。同時設(shè)計的嵌入式can智能節(jié)點可以迅速、準確地接收到PC端發(fā)送的數(shù)據(jù)。

參考文獻

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