基于CAN總線的溫度測控系統(tǒng)的設(shè)計

1、【論文】基于CAN總線的溫度測控系統(tǒng)的設(shè)計 基于CAN總線的溫度測控系統(tǒng)的設(shè)計摘要溫度控制系統(tǒng)是通過各種儀器設(shè)備保證所控制的環(huán)境溫度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)以滿足所需要求的調(diào)控設(shè)備傳統(tǒng)的多點溫控系統(tǒng)雖然相較于單點溫控系統(tǒng)誤差小速度快精度高工作強(qiáng)度低效率高節(jié)省了人力物力但由于集散式控制系統(tǒng)大多采用RS485總線來連接多個節(jié)點雖然能夠一對多通信但掛載的節(jié)點少且節(jié)點越多通信效率越低另外隨著計算機(jī)和微處理器的飛速發(fā)展人們對溫度控制要求更高所需要的單片機(jī)也在不停的更新?lián)Q代中傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中所用的8位或16位單片機(jī)的容量效率速度已經(jīng)不能滿足高質(zhì)量控制溫度的要求利用CAN總線我們可以實現(xiàn)多節(jié)點高精度高效率的溫度控制

2、本論文利用所學(xué)單片機(jī)自動控制原理以及現(xiàn)代檢測技術(shù)及其相關(guān)知識并結(jié)合CAN總線通訊相關(guān)資料設(shè)計了基于CAN總線的溫度控制系統(tǒng)論文的主要工作如下第一以ARM處理器作為控制的主體實現(xiàn)了溫度測量數(shù)據(jù)采集和傳輸調(diào)節(jié)溫度的下位機(jī)第二利用CAN總線的通信模塊實現(xiàn)了PC機(jī)與下位機(jī)的傳輸?shù)谌肞C機(jī)的各種軟件實現(xiàn)了溫度的動態(tài)曲線顯示功能第四通過PID控制即比例微分控制實現(xiàn)溫度的控制與調(diào)整通過CAN總線的溫度控制實現(xiàn)溫控的智能化關(guān)鍵詞溫度控制系統(tǒng)CAN總線ARM處理器PID控制ABSTRACTThe temperature control system is through a variety of instr

3、uments and equipment to ensure that the control of the environment temperature is kept within specified limits to meet the needs of control equipment requirements Multi-point temperature control system of traditional although compared with a single point temperature control system the error is small

4、 fast speed high precision low work intensity high efficiency save manpower and material resources but because of the distributed control system mostly adopts RS485 bus to connect to multiple nodes although the one-to-many communication but the node less and more nodes communication efficiency is lo

5、w In addition along with the rapid development of computer and microprocessor the higher the temperature control requirements the SCM are constantly updated capacity efficiency speed of 8 or 16 bits MCU used in traditional control system has been unable to meet the high quality control temperature r

6、equirements Using CAN bus we can realize multiple nodes high precision high temperature controlIn this paper using the single-chip microcomputer automatic control theory and modern testing technology and the related knowledge and the combination of CAN bus communication related information design a

7、temperature control system based on CAN bus The main work is as follows first using ARM processor as the control subjects the lower temperature measurement data acquisition and transmission temperature regulation second the transmission of PC machine and the lower position machine by communication m

8、odule based on CAN bus third to achieve the dynamic curve of temperature display function using a variety of software PC machine fourth through the PID control that proportional differential control and MATLAB simulation control and adjustment of temperature The temperature is controlled via the CAN

9、 bus realize the intelligent temperature controlKeywordstemperature control systemCAN busARM processorPID control目錄1 緒論111 課題背景及意義1com 課題背景1com 課題意義112 溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢113 課題研究內(nèi)容22 總體方案321 溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)322 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)423 智能節(jié)點設(shè)計424 溫度控制算法525 小結(jié)53 相關(guān)技術(shù)簡介631 CAN總線簡介6com CAN總線的工作原理6com CAN總線的特點和優(yōu)點6com CAN總線協(xié)議732 AR

10、M處理器簡介8com ARM處理器的特點8com STM32F103處理器9com STM32F103的主要構(gòu)成933 PID控制簡介10com 模擬PID控制10com 比例P積分 I 微分 D 控制11com 數(shù)字PID控制12com 積分分離的PID控制算法1334 溫度傳感器DS18B20簡介15com DS18B20的連接設(shè)計16com DS18B20的測溫原理1635 小結(jié)184 系統(tǒng)硬件設(shè)計1941 下位機(jī)的硬件設(shè)計19com CAN接口的連接設(shè)計19com LCD顯示接口20com 協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計2042 上位機(jī)的硬件設(shè)計22com 串口通信2243 小結(jié)235 系統(tǒng)軟件設(shè)計2

11、451 下位機(jī)的軟件設(shè)計24com CAN接口的軟件設(shè)計24com 轉(zhuǎn)換器的軟件設(shè)計2552 上位機(jī)的軟件設(shè)計27com 串口通信27com 界面通信軟件實現(xiàn)29com PC界面30com 實驗的調(diào)試方法3153 小結(jié)31結(jié)論32致謝33參考文獻(xiàn)34附錄351 緒論11 課題背景及意義com 課題背景溫度控制器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品在各個領(lǐng)域都有積極的意義在日常生活中工業(yè)生產(chǎn)中起到了重要的作用溫度控制系統(tǒng)根據(jù)用戶所需溫度與測量溫度只差值來控制加熱器運(yùn)作從而達(dá)到改變用戶所需溫度的目的很多行業(yè)有大量的溫控加熱設(shè)備用于合成各種所需物品化工廠需要控制溫度防止化學(xué)物質(zhì)在一定溫度下反應(yīng)爆炸現(xiàn)代智能樓宇

12、為了迎合人們的需求需要保持在適宜的溫度以內(nèi)等等隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和現(xiàn)代化管理水平的提高傳統(tǒng)的溫度控制不僅效率低誤差高而且安全性能小占用人力資源多因此需要一種安全可靠高效率高精度的溫度控制系統(tǒng)com 課題意義計算機(jī)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)農(nóng)業(yè)甚至家庭領(lǐng)域當(dāng)中其地位越來越高而計算機(jī)的發(fā)展離不開微處理的不斷改進(jìn)和創(chuàng)造通過提高微處理器的性能使得計算機(jī)在處理數(shù)據(jù)時的速度精度有了很大的改進(jìn)實現(xiàn)了類似非線性時變的參數(shù)分布的最優(yōu)控制等的各種復(fù)雜系統(tǒng)的處理CAN Controller Area Network 總線是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)其高性能和高可靠性

13、已被認(rèn)同并被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)自動化船舶醫(yī)療設(shè)備工業(yè)設(shè)備等方面ARMAdvanced RISC MachinesPID比例-積分-微分控制器作為最早實用化的控制器已有70多年歷史現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器簡單易懂使用中不需精確的等先決條件因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性強(qiáng)2 總體方案21 溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)溫度控制系統(tǒng)一般由PC界面顯示控制端PC與CAN網(wǎng)絡(luò)連接的轉(zhuǎn)換器下位機(jī)智能節(jié)點構(gòu)成其系統(tǒng)框圖如圖21所示圖21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖各級的說明如下PC機(jī)可以反映系統(tǒng)中各個節(jié)點的溫度曲線并發(fā)送控制命令具有監(jiān)控的功能協(xié)議轉(zhuǎn)換器通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器達(dá)到了轉(zhuǎn)換協(xié)議連接上位機(jī)和下位機(jī)的

14、目的智能節(jié)點智能節(jié)點有顯示LCD顯示溫度采集溫度傳感器控制驅(qū)動電路CAN通信的作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過和所需溫度比較進(jìn)而修正環(huán)境溫度22 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)自誕生開始經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜由機(jī)械到智能的發(fā)展第一代控制系統(tǒng)是氣動信號控制系統(tǒng)PCS第二代控制系統(tǒng)是電動系統(tǒng)模擬信號控制第三代是數(shù)字化計算機(jī)集中控制系統(tǒng)第四代是集散控制系統(tǒng)DCS而今我們廣泛應(yīng)用的是第五代現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS2現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和控制室系統(tǒng)全數(shù)字化雙向傳輸多分枝結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)它的出現(xiàn)標(biāo)志著工控領(lǐng)域的一個新的發(fā)展被公認(rèn)為自動化的計算機(jī)局域網(wǎng)它實現(xiàn)了與現(xiàn)場設(shè)備和控制室設(shè)備雙向多信息交換不僅是一個基層網(wǎng)絡(luò)而且是開放的新的全

15、分布式控制系統(tǒng)是一個集智能傳感控制計算機(jī)數(shù)字通信技術(shù)為一體的技術(shù)將現(xiàn)場總線應(yīng)用于控制系統(tǒng)會帶來性能和結(jié)構(gòu)的改善而在現(xiàn)場總線中應(yīng)用最廣泛的就是CAN總線本課題中設(shè)計的溫控系統(tǒng)正是在CAN總線的連接下實現(xiàn)功能工作的23 智能節(jié)點設(shè)計本系統(tǒng)可控制多個節(jié)點顯示不同節(jié)點的溫度曲線下位機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心來實現(xiàn)控制它是基于ARM處理器的智能節(jié)點下面以單個節(jié)點為例介紹它的組成及設(shè)計通過它來采集現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成溫度的只能控制主要由ARM處理器CAN通信模塊溫度傳感器執(zhí)行機(jī)構(gòu)LCD顯示和下載接口構(gòu)成其中溫度傳感器采集外界環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)并將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量CAN驅(qū)動芯片用來增強(qiáng)處理器內(nèi)嵌的CAN控

16、制器的差分接收發(fā)送能力使之正常工作通過溫度傳感器采集來的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過算法與標(biāo)準(zhǔn)值比對產(chǎn)生差值來通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)溫度最后的LCD顯示可以把當(dāng)前的溫度數(shù)值顯示出來一個下位機(jī)智能節(jié)點的結(jié)構(gòu)框圖如圖22所示圖22 下位機(jī)智能節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖24 溫度控制算法自動控制主要是基于反饋概念提出的反饋理論主要包括測量比較和執(zhí)行在溫度控制中測量主要是針對變動的溫度將測量的溫度與所需溫度值相比較通過這個差值來糾正控制系統(tǒng)的輸出3PID比例-積分-微分控制器作為最早實用化的控制器已有70多年歷史現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器PID控制器簡單易懂使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器3 相關(guān)技術(shù)

17、簡介31 CAN總線簡介CAN是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德BOSCH公司開發(fā)的并最終成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO1188和ISO11519是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一在北美和西歐CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機(jī)械車輛設(shè)計的J1939協(xié)議近年來其所具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力受到重視被廣泛應(yīng)用于汽車計算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣電磁輻射強(qiáng)和振動大的工業(yè)環(huán)境CAN總線BOSCH CAN基本上沒有對物理層進(jìn)行定義但基于CAN的ISO標(biāo)準(zhǔn)對物理層進(jìn)行了定義設(shè)計一個CAN系統(tǒng)時物理層具有很大的選擇余地但必須保證CA

18、N協(xié)議中媒體訪問層非破壞性位仲裁的要求即出現(xiàn)總線競爭時具有較高優(yōu)先權(quán)的報文獲取總線競爭的原則所以要求物理層必須支持CAN總線中隱性位和顯性位的狀態(tài)特征在沒有發(fā)送顯性位時總線處于隱性狀態(tài)空閑時總線處于隱性狀態(tài)當(dāng)有一個或多個節(jié)點發(fā)送顯性位顯性位覆蓋隱性位使總線處于顯性狀態(tài)在此基礎(chǔ)上物理層主要取決于傳輸速度的要求在CAN中物理層從結(jié)構(gòu)上可分為三層分別是物理信號層 Physical Layer SignalingPLS 物理介質(zhì)附件 Physical Media AttachmentPMA 層和介質(zhì)從屬接口 Media DependentInter-faceMDI 層其中PLS連同數(shù)據(jù)鏈路層功能由CA

19、N控制器完成PMA層功能由CAN收發(fā)器完成MDI層定義了電纜和連接器的特性目前也有支持CAN的微處理器內(nèi)部集成了CAN控制器和收發(fā)器電路如MC68HC908GZl6PMA和MDI兩層有很多不同的國際或國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也可自行定義比較流行的是ISOll898定義的高速CAN發(fā)送接收器標(biāo)準(zhǔn)理論上CAN總線上的節(jié)點數(shù)幾乎不受限制可達(dá)到2000個實際上受電氣特性的限制最多只能接100多個節(jié)點CAN的數(shù)據(jù)鏈路層是其核心內(nèi)容其中邏輯鏈路控制 Logical Link controlLLC 完成過濾過載通知和管理恢復(fù)等功能媒體訪問控制 Medium Access controlMAC 子層完成數(shù)據(jù)打包解包幀編

20、碼媒體訪問管理錯誤檢測錯誤信令應(yīng)答串并轉(zhuǎn)換等功能這些功能都是圍繞信息幀傳送過程展開的SC體系結(jié)構(gòu)的微處理器ARM CPU的關(guān)鍵優(yōu)點是能兼顧到高性能低功耗和低價格首先在低功耗 MIPSW百萬條指令每秒瓦 方面具有業(yè)界領(lǐng)先的性能ARM的高性能表現(xiàn)為其體系結(jié)構(gòu)是基于RISC流水線架構(gòu)它的指令系統(tǒng)和相關(guān)譯碼機(jī)制比那些采用微程序的復(fù)雜指令系統(tǒng)的計算機(jī) CISC 簡單得多這個簡化帶來三個優(yōu)點指令的高吞吐率極其有效的實時中斷響應(yīng)體積小性價比高的處理器宏單元com STM32F103處理器本論文中選用ARM微處理器STM32F103STM32F103系列的處理器集成了高性能的ARM Cortex-M332比特

21、RISC內(nèi)核工作頻率為72MHz高速率的嵌入式內(nèi)存 FLASH Memory達(dá)到512KSRAM達(dá)64KIO接口豐富外圍有兩個APB總線所有的設(shè)備提供3個12比特的數(shù)模轉(zhuǎn)化器4個常規(guī)模的16比特的延時器乘兩個PWM延時器具有標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)的通信接口兩個I2C總線三個SPI接口兩個I2S總線一個SDIO接口五個USART并且內(nèi)部集成了USB和CAN控制器它的工作溫度范圍在-40-105工作com可以工作在省電模式下的低電壓STM32F103系列的處理器的封裝形式多樣從64引腳到144引腳可阻根據(jù)不同的設(shè)備選擇不同的外圍需要com STM32F103的主要構(gòu)成1嵌入Flash和SDRAM的ARM Cor

22、tex-M332比特RISC內(nèi)核ARM Cortex-M332比特RISC處理器是最新代的嵌入式處理器它已經(jīng)發(fā)展成為以減少管腳數(shù)量和低功耗的低成本平臺來滿足MCU實現(xiàn)而卻有著出色的計算功能和先進(jìn)的中斷響應(yīng)機(jī)制可以兼容所有的ARM工具和軟件2嵌入式的Flash存儲器32字節(jié)的存儲器可以有效地存儲程序和數(shù)據(jù)3CRC循環(huán)冗余檢查單元CRC檢查器用于從一個32比特數(shù)據(jù)字里得到一個CRC碼和一個外圍的發(fā)生器CRC技術(shù)在其他的應(yīng)用中用于不同的數(shù)據(jù)傳送和完整存儲在軟件運(yùn)行過程中產(chǎn)生一個信號來跟連接時產(chǎn)生的參考信號比較并存儲在內(nèi)存區(qū)域4內(nèi)嵌的SARM10字節(jié)的空間可以保證不需要等待CPU時鐘而讀寫數(shù)據(jù)5內(nèi)部和

23、外部中斷控制器內(nèi)部中斷控制器可以解決43路中斷擁有16級的優(yōu)先權(quán)外部中斷控制器通過19路觸發(fā)器產(chǎn)生外部中斷請求每一路獨立的配置選擇觸發(fā)事件6電源提供策略正常模式SLOW模式空閑模式和掉電模式7DMA靈活的7路DMA可以處理存儲器之間和存儲器與外圍之間的轉(zhuǎn)換每一路通過軟件觸發(fā)來用于硬件的DMA請求8具有日歷功能的RTC時鐘RTC提供時鐘日志功能報警中斷和周期性的中斷9I2C總線I2C可以工作在多主模式和被動模式下提供標(biāo)準(zhǔn)和快速模式10CAN控制器滿足CAN20AB協(xié)議可以接收發(fā)送11比特標(biāo)識符的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀和29比特的擴(kuò)展幀有三個傳送盒兩個用于接收FIFO11ADC兩個12比特的數(shù)模轉(zhuǎn)化器自動轉(zhuǎn)化

24、輸入的模擬信號可以用于DMA控制器和觸摸屏接口12串行線和JATG調(diào)試接口 SWJ-DP ARM的SWJ-DP接口可以實現(xiàn)串行線和JATG的調(diào)試13GPIO通用輸入輸出口每一個GPIO可以通過軟件實現(xiàn)作為輸出輸入和外圍的轉(zhuǎn)換功能大多的管腳都具有數(shù)模轉(zhuǎn)換功能14看門狗定時器33 PID控制簡介com 模擬PID控制PID控制器由比例單元P積分單元I和微分單元D組成其輸入e t與輸出u t的關(guān)系為u t KPe t 1 Tie t dtTdde t dt 式中積分的上下限分別是0和t因此它的傳遞函數(shù)為G s U s E s 11 Tis Tds其中為比例系數(shù)為積分時間常數(shù)為微分時間常數(shù)pTiTd三

25、者都是可調(diào)的傳統(tǒng)的PID控制具有適應(yīng)性強(qiáng)魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點但是它不能控制復(fù)雜的過程典型的PID控制結(jié)構(gòu)如圖32所示圖32 PID控制結(jié)構(gòu)com 比例P積分 I 微分 D 控制1比例控制比例控制是一種最簡單的控制方式其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系當(dāng)僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差在積分控制中控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系在微分控制中控制器的輸出與輸入誤差信號的微分即誤差的變化率成正比關(guān)系溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器溫度傳感器有四種主要類型熱電偶熱敏電阻電阻溫度檢測器RTD和IC溫度傳感器IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型DS18B20數(shù)字溫度

26、傳感器接線方便封裝成后可應(yīng)用于多種場合主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫高爐水循環(huán)測溫鍋爐測溫機(jī)房測溫農(nóng)業(yè)大棚測溫潔凈室測溫彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合耐磨耐碰使用方便封裝形式多樣適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域在外部電源供電方式下DS18B20工作電源由V引腳接入此時IO線不需要強(qiáng)上拉不存在電源電流不足的問題可以保證轉(zhuǎn)換精度同時在總線上理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器組成多點測溫系統(tǒng)注意在外部供電的方式下DS18B20的GND引腳不能懸空 否則不能轉(zhuǎn)換溫度讀取的溫度總是85V每一塊芯片上都有它的序列號這個是唯一的5由于可以編程改變溫度的

27、位數(shù)因此可以人為根據(jù)需要調(diào)節(jié)它的溫度分辨率每一個DS18B20在出廠前就設(shè)置好了只讀存儲器中的序列號64位以此作為其地址序列碼此64位ROM的設(shè)置順序為最前面的8位28H是產(chǎn)品類型標(biāo)號接下來48位是溫度傳感器唯一的序列號最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼CRC X8X5X4I設(shè)置ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同因此就可以在一根總線上掛載不止一個DS18B20DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成64位光刻ROM溫度傳感器非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL配置寄存器暫存RAM主要用來存放初始化數(shù)據(jù)和工作過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包括8個字節(jié)從而確保了單總線數(shù)據(jù)傳送過程中的完整性溫度報警主要

28、通過E2RAM實現(xiàn)的系統(tǒng)掉電后數(shù)據(jù)依然存在該裝置信號線高的時候內(nèi)部電容器儲存能量經(jīng)由內(nèi)部VDD線路給片子供電而且在低電平期間為片子供電直至下一個高電平的到來重新充電溫度傳感器DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖38所示圖38 溫度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖由于DS18B20是通過一條IO總線讀寫數(shù)據(jù)的因此務(wù)必要遵循其工作時序通信協(xié)議可以保證DS18B20數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性協(xié)議定義了信號的時序初始化時序讀時序?qū)憰r序所有時序都規(guī)定了把主機(jī)設(shè)置為主要單元單總線器件設(shè)置為次要單元溫度采集時的所需要的指令和溫度值的傳輸都是從主機(jī)自動啟動并開始寫時序作為起點如果要求溫度采集的次要單元反饋數(shù)據(jù)那么在寫完指令后主機(jī)就

29、要啟動讀時序來接收數(shù)據(jù)溫度值和指令的傳輸都是低位在先DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量以12位轉(zhuǎn)化為例用16位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供以00625LSB形式表達(dá)其中S為符號位其溫度格式表如表31所示表31 DS18B20的溫度值格式表bit 7bit 6bit 5bit 4bit 3bit 2bit 1bit 0LS Byte232221202-12-22-32-4bit 15bit 14bit 13bit 12bit 11bit 10bit 9bit 8MS ByteSSSSS262524該溫度傳感器的兩個8位的RAM會存儲轉(zhuǎn)化而來的12位數(shù)據(jù)開始的五位是符號位將測到的數(shù)

30、值與00625相乘就可以得到溫度值如果溫度為零下則這五位為1也就是說當(dāng)溫度為100時輸出值應(yīng)為0640H-50時輸出值應(yīng)為FFEOH本系統(tǒng)中溫度傳感器工作流程如圖39所示圖39 DS18B20工作流程圖它作為溫度采集部件完成外界溫度的讀取并將數(shù)字量傳送給微處理器實現(xiàn)算法的計算本文采用積分分離的PID控制算法下載進(jìn)ARM處理器中積分分離的PID需要PID和PD控制PID控制的計算部分如下PD控制則需要取消積分項35 小結(jié)本章對課題涉及的相關(guān)技術(shù)CAN總線ARMPID控制和溫度傳感器等技術(shù)做了簡單介紹為下文的連接設(shè)計做了鋪墊4 系統(tǒng)硬件設(shè)計41 下位機(jī)的硬件設(shè)計下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的的

31、計算機(jī)由于STM32F103微處理器罩集成了CAN控制器所以不需要外圍擴(kuò)展這給設(shè)計帶來了很大方便但是CAN總線驅(qū)動能力有限傳輸數(shù)據(jù)時需要有驅(qū)動芯片收發(fā)器為了保證在控制器與外圍CAN總線之間實現(xiàn)可靠而有效的雙向數(shù)據(jù)傳輸需要在ARM芯片上外接CAN的收發(fā)器SN65HVD23X該器件支持傳輸速率高達(dá)1Mbits的差分信號同時還兼容現(xiàn)有的信號體系本系統(tǒng)的設(shè)計CAN接線圖6如圖41所示圖41 智能節(jié)點CAN連接電路圖CANRXDCANTXD分別接微處理器的44號管腳PA11CTS1CANRX和45號管腳PA12RTS1CANTXCAN報文收發(fā)時CPU將數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)然后設(shè)置寄存器將其發(fā)送命令數(shù)據(jù)要打包成

32、報文形式通過45腳發(fā)送到CAN收發(fā)器在接收報文時通過44腳接收數(shù)據(jù)再經(jīng)過一系列處理后通知CPUCANH和CANL分別為輸出高電位和地電位S腳可以設(shè)置收發(fā)器的模式此系統(tǒng)不接就是默認(rèn)為高速模式com LCD顯示接口為了方便下位機(jī)可以很好的人機(jī)交互連接LCD模塊通過LCD屏可以看到當(dāng)前的溫度值具體電路圖如圖42所示其中D0D1D2D3分別連接微處理器的41403938管腳DISPOFF與37管腳連接FLMFRMR分別連接3635管腳CL1CL2分別與3433連接圖42 LCD顯示模塊com 協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計在本系統(tǒng)中PC的作用主要是監(jiān)控下位機(jī)智能節(jié)點的工作狀況發(fā)送溫度控制命令溫度采集顯示設(shè)置參數(shù)和數(shù)據(jù)

33、分析等給以直觀的數(shù)據(jù)然而目前個人電腦上面主要有RS232PCIUSB接口很少會提供CAN通信模塊因此如果要實現(xiàn)兩者的通信就要在兩者之間架起一座橋梁也就是把RS232接口轉(zhuǎn)換成CAN接口它的作用就是將下位機(jī)采集來的CAN報文形式轉(zhuǎn)化為PC串口可以識別的位數(shù)據(jù)形式并實現(xiàn)CAN報文和串口數(shù)據(jù)的發(fā)送接收其硬件構(gòu)成主要包括C51單片機(jī)CAN控制器SJA1000CAN收發(fā)器82C250和串口轉(zhuǎn)換器件232等單片機(jī)通過數(shù)據(jù)總線對CAN控制器實行讀寫操作實現(xiàn)CAN協(xié)議和串口協(xié)議的轉(zhuǎn)換7由于CAN控制器SJA1000的總線驅(qū)動能力有限在CAN控制器與物理總線之間需要接入收發(fā)器82C250作為收發(fā)芯片提供對CAN

34、總線的差動發(fā)送和對CAN控制器的差動接收該芯片具有傳輸速度快抗瞬間干擾和保護(hù)總線的能力并可通過管腳的接地電阻控制脈沖斜率降低射頻干擾82C250作為CAN協(xié)議控制器和物理連接線路之間的接口可用高達(dá)1Mbits的位速率在兩條有差動電壓的總線電纜上傳輸數(shù)據(jù)很方便地連接并實現(xiàn)信號的差動發(fā)送和接收有較強(qiáng)的總線驅(qū)動能力經(jīng)過它系統(tǒng)可向CAN總線上發(fā)送數(shù)據(jù)也可以接收來自CAN總線上的數(shù)據(jù)信息232是電壓轉(zhuǎn)換芯片由于標(biāo)準(zhǔn)RS232電平很高達(dá)到正負(fù)15V而常用的TTL電平最高為5V所以它的作用就是將TTL電平轉(zhuǎn)換成可以和PC串口匹配的電壓這樣CAN控制器跟串口之間才可以安全的通信在信號輸出端加限流電阻濾波電容和

35、反向過沖保護(hù)二極管降低電磁輻射增強(qiáng)轉(zhuǎn)換器的抗干擾能力和穩(wěn)定性原理框圖如圖43所示圖43 協(xié)議轉(zhuǎn)換器原理框圖SJA1000是一款普遍用于工業(yè)環(huán)境和自動化領(lǐng)域的CAN控制器具有CAN通信協(xié)議所要求的全部特性經(jīng)過簡單的總線連接就可完成CAN協(xié)議物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能SJA1000作為CAN的控制部分在與單片機(jī)連接時它的數(shù)據(jù)線AD0-AD7與單片機(jī)的輸入輸出管腳P00-P07連接片選信號CS接地低電壓允許訪問RSTINTWRWDALE管腳分別跟單片機(jī)的相應(yīng)管腳連接控制器的收發(fā)端RX0TX0分別接收發(fā)器的RXDTXD引腳由于SJA1000的模式可以有INTEL和Motorloa兩種本設(shè)計中采用的是

36、INTEL模式即把控制器的Vdd1Vdd2Vdd3連同MODE引腳接5V電壓控制器的Vss1Vss2Vss3與收發(fā)器的Rs引腳接地42 上位機(jī)的硬件設(shè)計上位機(jī)是指可以直接發(fā)出操控命令的計算機(jī)屏幕上顯示各種信號變化液壓水位溫度等是PC在工控領(lǐng)域很多情況下會存在PC機(jī)和單片機(jī)系統(tǒng)通信由于PC機(jī)和單片機(jī)都有串口因此可以通過串口實現(xiàn)兩者之間的通信串口的作用就是處理器跟串行設(shè)備之間進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換的微處理器發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)到串口后變成串行的位數(shù)據(jù)在接收過程中正好相反把位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)據(jù)計算機(jī)的串口一般為RS232口有9針和25針兩種通常都是九針的COM1那么在進(jìn)行通信時就需要在PC端設(shè)計相應(yīng)的串口程序而PC上

37、一般是應(yīng)用Windows系統(tǒng)因此就需要在Windows環(huán)境下編寫串口通信程序8串口圖九針如圖44所示圖44 串口圖其中23腳分別為發(fā)送TXD和接收 RXD 管腳5腳為信號地一般這三個腳就可以完成收發(fā)功能了表41為具體管腳定義表41 串行口管腳定義表序號引腳定義信號名稱功能1DCD載波檢測表示DCE收到遠(yuǎn)程載波2TXD發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送串行數(shù)據(jù)3RXD接收數(shù)據(jù)接收串行數(shù)據(jù)4DTR數(shù)據(jù)終端就緒請求DCE將線路切換到發(fā)送方式5GND信號地公共信號地6DSR數(shù)據(jù)設(shè)備就緒通知DTE線路進(jìn)接通可以發(fā)送數(shù)據(jù)7RTS請求發(fā)送DCE準(zhǔn)備好8CTS允許發(fā)送DTE準(zhǔn)備好9RI接通指示表示DCE與線路接通Windows里串

38、口是系統(tǒng)資源的一部分應(yīng)用程序要使用串口進(jìn)行通信首先要打開串口申請資源通信完畢后要關(guān)閉串口釋放資源在系統(tǒng)函數(shù)中均包含支持通信中斷的功能而且系統(tǒng)還為串口通信提供了輸入和輸出的緩沖區(qū)應(yīng)用程序只能對輸入輸出緩沖區(qū)進(jìn)行操作數(shù)據(jù)進(jìn)出串口都是由系統(tǒng)后臺操作的43 小結(jié)在本章中主要給出了上位機(jī)和下位機(jī)的連接設(shè)置即硬件的連接設(shè)計為系統(tǒng)的軟件設(shè)計打下了基礎(chǔ)5 系統(tǒng)軟件設(shè)計51 下位機(jī)的軟件設(shè)計com CAN接口的軟件設(shè)計由于本系統(tǒng)用到ARM處理器9所以用Keil uVision4編譯器進(jìn)行軟件的編譯設(shè)計它里面集成C編譯器宏匯編連接器庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器通過一個集成開發(fā)環(huán)境 uVision 將這些部分組

39、合在一起軟件語言應(yīng)用C語言10與其他語言相比它有著語言簡潔運(yùn)算符豐富可以直接對硬件操作可移植性好的特點在Keil中生成hex文件也就是程序通過編譯后生成的16進(jìn)制代碼文件再用J-link下載線通過STC-ISP V391軟件下載到ARM里運(yùn)行軟件設(shè)計主要包括CAN初始化報文的發(fā)送報文的接收CAN初始化最重要的是設(shè)置CAN的波特率要根據(jù)具體的實際情況而定通常情況下1Mbps可以最遠(yuǎn)傳送40米的距離一般波特率的設(shè)置會用到PCK1時鐘它可以通過測CANTX引腳上面的波形得出圖51 CAN初始化流程圖1CAN初始化初始化程序包括對系統(tǒng)時鐘RCC配置中斷向量控制器 NVIC 配置輸入輸出 GPIO 設(shè)置

40、同步異步收發(fā)端 USART 配置和CAN配置其中最重要的是對CAN的設(shè)置CAN_Configuration 函數(shù)主要就是用來對CAN寄存器內(nèi)核工作模式濾波器進(jìn)行設(shè)置具體流程圖如圖51所示2CAN發(fā)送函數(shù)CAN發(fā)送函數(shù)主要包括選擇一個空的郵箱設(shè)置IDDLC所要傳送的消息幀長度設(shè)置請求發(fā)送部分代碼如下其流程圖如圖52所示圖52 CAN發(fā)送函數(shù)流程圖 圖53 CAN接收函數(shù)流程圖3CAN接收函數(shù)CAN的接收函數(shù)跟發(fā)送函數(shù)正好相反主要是在參數(shù)檢查完后進(jìn)行獲取ID得到DLC和FMI解析數(shù)據(jù)幀最后釋放FIFO其流程圖如圖53所示com 轉(zhuǎn)換器的軟件設(shè)計由于CAN總線和RS232工作在兩個不同的網(wǎng)絡(luò)且CAN

41、總線是基于數(shù)據(jù)塊編址的以報文為單位來發(fā)送數(shù)據(jù)的報文都有唯一的標(biāo)識符ID每一幀最多容納8個字節(jié)RS232是以位數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行傳輸?shù)氖且环N串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)因此要實現(xiàn)兩者的通信必須進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換程序主要包括協(xié)議轉(zhuǎn)換CAN函數(shù)RS232函數(shù)其中協(xié)議轉(zhuǎn)換可以使RS232到CANCAN到RS232的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化CAN函數(shù)主要實現(xiàn)的是SJA1000的初始化發(fā)送和接收數(shù)據(jù)其中韌始化主要包括設(shè)置工作方式接收濾波方式接收屏蔽寄存器接收代碼寄存器波特率設(shè)置和中斷允許寄存器發(fā)送函數(shù)將數(shù)據(jù)存儲區(qū)的數(shù)據(jù)取出后封裝成報文格式送入緩沖區(qū)內(nèi)接收函數(shù)在緩沖區(qū)里讀數(shù)據(jù)并將其存入數(shù)據(jù)存儲區(qū)里RS232函數(shù)實現(xiàn)了串口初始化接收發(fā)送函數(shù)

42、及中斷函數(shù)串口工作在查詢模式CAN總線有數(shù)據(jù)時微處理器將其發(fā)送串口當(dāng)串口有數(shù)據(jù)時將其發(fā)送到CAN總線主程序流程圖如圖54所示圖54 協(xié)議轉(zhuǎn)換器主程序流程圖要使轉(zhuǎn)接卡可以正常工作就要對CAN控制器SJA1000初始化主要的CAN控制器寄存器的控制字見附錄在波特率的設(shè)置上在不進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)壓縮的前提下它的值就是每秒所傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)所以要保證本轉(zhuǎn)換器的設(shè)置跟下位機(jī)所有節(jié)點的設(shè)置是一樣的如果偏差很大則不能進(jìn)行通信SJA1000初始化流程圖如圖55所示圖55 CAN控制器SJA1000初始化流程圖 圖56 串口部分程序流程圖在進(jìn)入復(fù)位模式后選擇CAN的BasicCAN模式設(shè)置代碼寄存器和屏蔽寄存器波特率輸

43、出模式和時鐘分頻最后退出復(fù)位在接收串口數(shù)據(jù)時把由上位機(jī)PC發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理數(shù)據(jù)是ASCII碼形式的需將其轉(zhuǎn)化為字節(jié)的形式gethex 1 是將2個ASCII碼轉(zhuǎn)為一個字節(jié)S位是進(jìn)行CAN節(jié)點ID和速度設(shè)置的其流程圖如圖56所示52 上位機(jī)的軟件設(shè)計com 串口通信Windows提供串口通信有三種方法1使用串口通信控件針對串口通信Microsoft公司提供了MSComm控件使用控件串口通信是非常方便的設(shè)計人員不需要了解繁瑣的API函數(shù)到底是怎么運(yùn)作的通過簡單的修改控件的屬性就可以實現(xiàn)串口的配置完成串口接收和發(fā)送功能2應(yīng)用Windows的API應(yīng)用程序接口Windows中串口是以文件的形式被打開

44、和訪問的串口和串口通信驅(qū)動需要用到設(shè)備控制塊Device Control BlockDCB進(jìn)行配置應(yīng)用程序使用API函數(shù)打開CreateFile打開串口ReadFile讀取串口CreateEvent建立事件對象和CloseHandle關(guān)閉串口3使用動態(tài)鏈接庫DLL動態(tài)鏈接庫是一些函數(shù)的集合開發(fā)人員編制端口驅(qū)動程序或使用第三方提供的DLL例程在函數(shù)工作是會鏈接到應(yīng)用程序而不是在編譯期間靜態(tài)的連接可執(zhí)行文件Windows應(yīng)用程序大量使用DLL其中包括系統(tǒng)應(yīng)用程序的大量過程在本論文中考慮到溫度傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小串口通信不是很復(fù)雜且開發(fā)方便節(jié)省時間故而采用第一種方法MSComm控件MSComm控件作用就是

45、用ActiveX控件簡化Windows下串口編程可以提供標(biāo)準(zhǔn)通信接口方便用戶通過串口接口到其他設(shè)備中MSComm控件串口編程的基本流程如圖57所示圖57 MSComm控件開發(fā)串口流程圖MSComm提供兩種處理通信問題的方法111事件驅(qū)動法MSComm中的OnComm事件可以處理緩沖區(qū)里有字符的情況還可以檢查處理錯誤程序編寫時可以在事件處理函數(shù)中添加自己的程序好處就是響應(yīng)迅速穩(wěn)定性好2查詢方式它實際上也屬于事件驅(qū)動根據(jù)CommEvent屬性值來查詢事件錯誤這在某種時候會比較簡捷本文在溫控系統(tǒng)的PC機(jī)上研究串口通信并應(yīng)用MFC開發(fā)可視化界面用于溫度的實時控制及其結(jié)果的呈現(xiàn)在串口通信方面采用Micr

46、osoft公司提供的ActiveX控件MSComm來實現(xiàn)編程在整個軟件設(shè)計過程中作為MSComm控件所嵌入的對話框動態(tài)溫度曲線是采用窗口的View類實現(xiàn)的在這里創(chuàng)建MFC應(yīng)用程序12來實現(xiàn)溫度曲線的顯示對話框上的圖標(biāo)不可以加載到視圖 View 中但是MSComm控件能夠加載到單文檔的ABOUT中在本文的界面里沒有顯示這樣就可以完成實現(xiàn)具體步驟如圖58所示圖58 本系統(tǒng)MSComm控件加載圖 59 MFC開發(fā)流程圖 com 界面通信軟件實現(xiàn)該軟件主要包括串口的初始化讀取串口數(shù)據(jù)并顯示繪制曲線并保存溫度實時監(jiān)控和坐標(biāo)軸的移動幾部分具體流程圖如圖59所示初始化串口利用ClassWizard為CTem

47、Curve類添加消息處理函數(shù)WM_CREATE利用該函數(shù)來實現(xiàn)串口的初始化在串口初始化中選擇PC上面的端口COM1設(shè)置波特率為9600無校驗8個數(shù)據(jù)位1個停止位另外通過實際的需要來設(shè)定輸入輸出緩沖區(qū)大小本文中都采用1024最后調(diào)用SetTimer時會生成一個定時器來完成對溫度數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控2讀取保存串口發(fā)送過來的數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)化本論文采用的是事件驅(qū)動法實現(xiàn)串口通信的就是有事件產(chǎn)生時執(zhí)行OnComm里定義的函數(shù)如接收事件發(fā)送事件等特點是對程序的響應(yīng)及時可靠性高代碼見附錄主要用于接收保存串口的數(shù)據(jù)由于PC機(jī)從單片機(jī)中接收到的是16進(jìn)制的數(shù)據(jù)而在VC中沒有直接將16進(jìn)制轉(zhuǎn)變10進(jìn)制的函數(shù)所以自

48、定義并調(diào)用TransDec 函數(shù)來完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換3在OnPaint 函數(shù)中實現(xiàn)坐標(biāo)軸的繪制及溫度動態(tài)曲線圖的保存為了便于操作人員觀察溫度跟時間的關(guān)系在坐標(biāo)區(qū)域內(nèi)繪制了平行于坐標(biāo)軸的等距線它主要由Draw 函數(shù)實現(xiàn)的該函數(shù)包括的幾個子函數(shù)具有基本框架設(shè)計坐標(biāo)軸繪制曲線繪制等功能其具體函數(shù)由于實現(xiàn)代碼很多顧不在此詳述4實現(xiàn)溫度的實時監(jiān)控和坐標(biāo)軸的移動為了更好的顯示溫度曲線要不間斷的對它進(jìn)行數(shù)據(jù)采集在程序中通常是定義一個定時器來完成此操作定時器代碼見附錄最后運(yùn)行后的程序曲線會隨時間一秒一秒的向左移動com PC界面PC的界面設(shè)計上應(yīng)用MFC庫它作為c類的一個集合和應(yīng)用程序框架主要用于創(chuàng)建Micros

49、oft Windows應(yīng)用程序這個類的集合將c語言擴(kuò)展為包括創(chuàng)建基于Windows的應(yīng)用程序所需的大部分基本結(jié)構(gòu)單元一些重要的MFC類包括應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)類用戶界面類數(shù)據(jù)庫類Internet類13等它的優(yōu)勢在于可以減少開發(fā)周期使代碼更加簡結(jié)在保證了編程的隨意性和方便性的情況下在用戶界面的設(shè)計上提供了大量的技術(shù)主要優(yōu)點是1應(yīng)用程序的開發(fā)平臺在上面建立自己需要的應(yīng)用程序2兼容了以前版本的MFC和新的c類3兼容性很好的c源代碼庫4與Visual c集成本論文就是基于VC的MFC編制可視化界面來進(jìn)行通信顯示的14其中系統(tǒng)總界面的功能設(shè)置為三個大部分系統(tǒng)設(shè)置選擇智能節(jié)點控制方法右邊的View框里主要顯示

50、溫度的動態(tài)曲線詳細(xì)設(shè)計如下1系統(tǒng)設(shè)置一欄包括開始顯示停止顯示和報警設(shè)置三部分其中的報警設(shè)置可以根據(jù)實際需要設(shè)定報警的上限和下限溫度值2選擇智能節(jié)點一欄包括所需要顯示的溫度節(jié)點的具體曲線3控制方法一欄里設(shè)置積分分離的PID控制法點擊會出現(xiàn)初始參數(shù)輸入對話框用來設(shè)定比例系數(shù)微分系數(shù)積分系數(shù)的值輸入?yún)?shù)后即可顯示最終曲線com 實驗的調(diào)試方法PID控制算法所采用的積分分離PID其中最重要的就是進(jìn)行參數(shù)的整定本系統(tǒng)中應(yīng)用的是可靠性高的經(jīng)驗法即根據(jù)實際情況來進(jìn)行嘗試參數(shù)直到達(dá)到理想的控制效果這個步驟雖然繁瑣但是不缺有效性因為實驗出真知這比模糊控制里需要設(shè)置復(fù)雜的控制規(guī)律要顯得簡單易行具體的步驟為1首先設(shè)

51、定設(shè)定比例作用保證其穩(wěn)定性即使積分時間無窮微分作用為零這時調(diào)整比例系數(shù)Kp調(diào)高Kp的值來防止曲線波動過頻降低Kp值來減少超調(diào)量2調(diào)節(jié)Ti逐漸增大Ti的值來調(diào)節(jié)曲線的形狀如果曲線在理想值兩邊變化過大則應(yīng)該增大Ti的值如果偏離理想值一直回歸不了則要減小Ti值3調(diào)節(jié)Td值將它的值設(shè)定為025倍的Ti值逐漸調(diào)大Td值如果偏離理想溫度多大且緩慢回位則要增大Td如果偏離理想值過大則要減小Td通過理論和實際的調(diào)試經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)總的規(guī)律就是如果系統(tǒng)響應(yīng)在控制作用后很緩慢的變化且大幅度震蕩的話那么就是積分作用大如果系統(tǒng)反應(yīng)過于靈敏波動性很大的話那么就可能是微分作用過大這時調(diào)節(jié)Td的值如果存在中頻的震蕩可能是比例設(shè)置的

52、問題這樣經(jīng)過反復(fù)調(diào)整直至達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)53 小結(jié)本章給出了溫控系統(tǒng)各個部分的軟件設(shè)計實現(xiàn)了PC界面顯示并最終利用經(jīng)驗法調(diào)試系統(tǒng)得到比較好的實驗效果結(jié)論本文在自動控制理論的基礎(chǔ)上分析CAN總線的原理和通信機(jī)制設(shè)計了以CAN總線為通信媒體微處理器ARMSTM32F103為控制主體基于PC可視化界面的溫控系統(tǒng)CAN總線的多主形式使得本系統(tǒng)的多節(jié)點控制成為現(xiàn)實下位機(jī)所用的ARM既解決了16位單片機(jī)的指令和功能簡單的缺陷又解決了32位高端處理器又價格昂貴性價比低的問題STM32是一款介于兩者之間的在性能成本功耗上面的最優(yōu)另外MFC的界面設(shè)計具有開發(fā)周期短代碼簡結(jié)編程自由度高的優(yōu)點使得人機(jī)交互界面很好的實現(xiàn)

53、本文的主要工作是1基于ARM的下位機(jī)現(xiàn)場溫度智能節(jié)點設(shè)計與實現(xiàn)2作為PC與CAN總線之間的橋梁RS232跟CAN的轉(zhuǎn)換器模塊的設(shè)計與實現(xiàn)3上位機(jī)的串口通信函數(shù)MFC可視化界面顯示的軟件設(shè)計與實現(xiàn)4經(jīng)過軟硬件調(diào)試后得到了預(yù)期的顯示效果雖然本文中最終達(dá)到了一定的控制效果但是系統(tǒng)仍有些需要改進(jìn)的方面1溫度控制算法的研究一般的工控領(lǐng)域普通PID算法就可以滿足要求但是在一些精度要求特別高的場合就需要研究一些智能的控制算法2隨著嵌入式的發(fā)展可以將最終的PC顯示控制轉(zhuǎn)換為嵌入式的開發(fā)但是現(xiàn)在Linux QT資源不如MFC成熟故這一塊的應(yīng)用還不是很廣致謝非常感謝鞠曉君老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段畢業(yè)設(shè)計階段給自

54、己的指導(dǎo)從最初的定題到資料收集到寫作修改到論文定稿她給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文她們放棄了自己的休息時間她們的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩在此我向她們表示我誠摯的謝意同時感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助是他們教會了我專業(yè)知識教會了我如何學(xué)習(xí)教會了我如何做人正是由于他們我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步在此向他們表示我由衷的謝意并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才桃李滿天下 通過這一階段的努力我的畢業(yè)論文基于CAN總線的溫度測控系統(tǒng)的設(shè)計終于完成了這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束在大學(xué)階段我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺這除了自身的努力外與各位老師同學(xué)和朋友的關(guān)心支

55、持和鼓勵是分不開的 在本論文的寫作過程中我的導(dǎo)師鞠曉君老師傾注了大量的心血從選題到開題報告從寫作提綱到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題嚴(yán)格把關(guān)循循善誘在此我表示衷心感謝同時我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程畢業(yè)論文的完成同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始我將銘記我曾是一名南山學(xué)子在今后的工作中把南山的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大 感謝各位專家的批評指導(dǎo)參考文獻(xiàn)1王再英劉淮霞陳毅靜過程控制與儀表機(jī)械工業(yè)出版社200612程亞國現(xiàn)場總線技術(shù)與控制系統(tǒng)江漢石油科技200616 2 41-423黃友銳曲立國PID控制器參數(shù)整定與實現(xiàn)科學(xué)出版社20

56、1014陶永華尹怡欣葛蘆生新型PID控制及其應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社199815沈洪垚傅建中陳子辰基于ARM和DS18B20的數(shù)字測溫系統(tǒng)機(jī)電工程出版社200522 11 516老虎工作室張瑾張偉電路設(shè)計與制版Protel 99SE入門與提高人民郵電出版社200777趙德安單片機(jī)原理與應(yīng)用北京機(jī)械工業(yè)出版社200498李朝青劉艷玲沈怡麟單片機(jī)與PC機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)北京航空航天大學(xué)出版社200729 杜春雷ARM體系結(jié)構(gòu)與編程清華大學(xué)出版社2003210 徐寶文李志C程序設(shè)計語言機(jī)械工業(yè)出版社2004111 龔建偉熊光明Visual CTurbo C串口通信編程實踐電子工業(yè)出版社20041012 Jeff Prosise北京博彥科技發(fā)展MFC Windows程序設(shè)計清華大學(xué)出版社13 Microsoft Corporation全面掌握Microsoft Visual C60 MFC應(yīng)用程序開發(fā)清華大學(xué)出版社2002114 孫鑫余安萍VC深入詳解電子工業(yè)出版社20066附錄附錄APID算法的計算部分Unsigned int PIDCalc struct PID ppunsi