基于AT89C52的CAN總線分布式測控系統(tǒng)的研制

數(shù)據(jù)采集模塊的工作原理：各類傳感器采集到數(shù)據(jù)后將0—5V的模擬量傳送到ADC0809，0809將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量傳給89C52，最后單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)送到SJA1000通過CAN總線收發(fā)器82C250傳上總線，完成數(shù)據(jù)采集工作。

(3)控制模塊

是一個帶有CAN通信功能的隔離型控制器。該模塊有一個數(shù)據(jù)輸入點(diǎn)，可以是命令或其他信號，有一個模擬量輸出，供輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)是連續(xù)變化的控制系統(tǒng)使用，例如控制步進(jìn)電機(jī)；還有一路是數(shù)字量輸出，供執(zhí)行機(jī)構(gòu)是兩位式的控制系統(tǒng)使用，例如開關(guān)設(shè)備。這個控制器可以單獨(dú)作為一個調(diào)節(jié)器使用，因為在該模塊上提供了完整的顯示窗口和操作按鈕，可以設(shè)定溫度設(shè)定值、PID調(diào)節(jié)參數(shù)等運(yùn)行過程中可以顯示被控對象的PV值和SV值。該模塊可以根據(jù)設(shè)定的控制點(diǎn)及升、降的時間實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。帶有CAN通信口，可以與微機(jī)實現(xiàn)通信，也就是說控制模塊可以接入CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。通過上位機(jī)實現(xiàn)對多個節(jié)點(diǎn)上的控制模塊設(shè)定各控制點(diǎn)的上下限控制點(diǎn)、PID值、實現(xiàn)時間等控制參數(shù)，并實時記錄各控制器的測量值，描繪出變化曲線，供實驗人員對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。如圖4所示。

4系統(tǒng)軟件設(shè)計

(1)CAN總線通訊模塊

CAN總線測控系統(tǒng)的通信軟件分為3部分：CAN初始化、數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收。

①CAN初始化

其主要是設(shè)置CAN的通信參數(shù)。需要初始化的寄存器有：模式寄存器（PeliCAN模式）、時分寄存器、接收代碼寄存器、屏蔽寄存器、總線定時寄存器、輸出控制寄存器等。需要注意的是，這些寄存器僅能在復(fù)位期間可寫訪向，因此,在對這些寄存器初始化前，必須確保系統(tǒng)進(jìn)入了復(fù)位狀態(tài)，并且系統(tǒng)中各CAN控制器的總線定時寄存器的初始化字必須相同。

②數(shù)據(jù)發(fā)送

現(xiàn)場的各傳感器把環(huán)境多參數(shù)的檢測信號（數(shù)字量、模擬量、開關(guān)量）進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后，發(fā)向CAN控制器的發(fā)送緩沖區(qū)，然后啟動CAN控制器的發(fā)送命令，此時CAN控制器將自動向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，不再需傳感器的微控制器進(jìn)行干預(yù)。若系統(tǒng)中有多個傳感CAN控制器同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，則CAN控制器通過信息幀中的標(biāo)識符來進(jìn)行仲裁，標(biāo)識符數(shù)值最小的CAN控制器具有對總線的優(yōu)先使用權(quán)。

③數(shù)據(jù)接收

整個溫室微機(jī)測控系統(tǒng)中的CAN控制器檢測到總線上有數(shù)據(jù)時會自動接收總線上的數(shù)據(jù)，存入其接收緩沖區(qū)，并向89C52微控制器發(fā)送接收中斷，啟動中斷接收服務(wù)程序，89C52通過執(zhí)行中斷接收服務(wù)程序，從CAN控制器的接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行進(jìn)一步處理工作。

(2)監(jiān)控模塊

集成了所有的數(shù)據(jù)采集、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等功能。同時，為了實現(xiàn)操作人員對生產(chǎn)過程的人工干預(yù)，如修改給定值、控制參數(shù)和報警限等，添加了參數(shù)的修改功能；為了建立人機(jī)信息聯(lián)系，并且能將各節(jié)點(diǎn)傳輸來的數(shù)據(jù)以圖形、圖表或其它動態(tài)方式顯示出來，本系統(tǒng)可以使用任何具有DDE（DynamicDataExchange）接口的MMI（Man-Machineinterface）軟件；為了更好的管理各種數(shù)據(jù)，采取了組態(tài)控制方式，能夠接收來自MMI軟件以及用戶軟件的DDE連接請求，并將該請求傳遞給通信驅(qū)動部分，由通信驅(qū)動轉(zhuǎn)換為通信信號通過傳輸媒體傳遞給智能模塊的固化軟件。并將模塊的應(yīng)答作為DDE操作的結(jié)果返回給MMI軟件及用戶軟件。

5結(jié)論

將先進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)（CANBUS）應(yīng)用于智能測控系統(tǒng)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性；自主開發(fā)了符合國際標(biāo)準(zhǔn)的基于單片機(jī)的智能節(jié)點(diǎn)，不僅大量節(jié)約了資金，而且可以購置通用的同類設(shè)備，可節(jié)約大量的研發(fā)費(fèi)用；基于工控機(jī)的上位機(jī)提供了良好的人機(jī)界面，使操作更加方便，直觀。