嵌入式can智能節點的軟硬件設計

發送數據

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智能節點PWM波輸出的脈沖寬度)都分配了一個標識碼。發送數據時，首先向MCP2510發送寫指令，再將標識碼、幀格式和數據長度的定義、需要發送的數據依次寫入MCP2510相應的寄存器中。

接收數據

程序讀取can控制器MCP2510的中斷標志寄存器的值，判斷接收緩沖區中是否有數據，當接收緩沖區中有數據時向MCP2510發送讀指令，依次將標識碼、幀格式和數據長度、接收到的數據從MCP2510相應的寄存器中讀出。

處理和顯示數據

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

PC端功能的實現

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，最高數據傳輸速率可以達到1Mbps。該卡采用內存映射機制，即將can接口卡上的內存映射至主存中，用戶可以根據需要自己設定映射內存的基地址。

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智能節點發送數據和設置嵌入式can智能節點PWM波輸出的脈沖寬度等工作。

設計、調試中應當注意的一些問題

硬件方面

嵌入式can智能節點

設計中應當注意處理好復位和時鐘信號，包括不同器件之間復位的先后時序。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變為電壓，就可以把溫度信號的采集變為0~5V電壓信號的采集。

調試過程中應首先檢查各芯片的工作電壓是否正常，晶振是否起振，復位信號是否正確。要經常察看各芯片的發熱狀況，出現溫度過高時應立即斷電檢查。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設置中應將串口設置為Disable，還應該特別注意can接口卡占用的內存資源是否被其它硬件占用，如果已經被占用，則應修改can接口卡內存映射的首地址，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智能節點

在編寫嵌入式can智能節點的程序時，需要特別注意的是can控制器MCP2510的初始化，務必使一個系統中的所有智能節點的數據傳輸波特率相同，否則嵌入式can智能節點將無法和PC端進行通信。應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智能節點將無法正確的發送和接收can信息。

調試過程中應注意通過查看各個寄存器的值來判斷程序執行的程度。

PC端

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

調試過程中應采取下斷點和單步執行相結合的調試方法，注意根據函數的返值來分析出現問題的原因。

結語

本課題初步完成了基于can總線的數據采集和智能控制系統的設計，經過反復實驗，系統采集數據準確、傳輸可靠，通過了有關部門的專業測試。同時設計的嵌入式can智能節點可以迅速、準確地接收到PC端發送的數據。

參考文獻

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