基于A(yíng)T89C52的CAN總線(xiàn)分布式測控系統的研制

數據采集模塊的工作原理：各類(lèi)傳感器采集到數據后將0—5V的模擬量傳送到ADC0809，0809將轉換成的數字量傳給89C52，最后單片機將采集到的數據送到SJA1000通過(guò)CAN總線(xiàn)收發(fā)器82C250傳上總線(xiàn)，完成數據采集工作。

(3)控制模塊

是一個(gè)帶有CAN通信功能的隔離型控制器。該模塊有一個(gè)數據輸入點(diǎn)，可以是命令或其他信號，有一個(gè)模擬量輸出，供輸出執行機構是連續變化的控制系統使用，例如控制步進(jìn)電機；還有一路是數字量輸出，供執行機構是兩位式的控制系統使用，例如開(kāi)關(guān)設備。這個(gè)控制器可以單獨作為一個(gè)調節器使用，因為在該模塊上提供了完整的顯示窗口和操作按鈕，可以設定溫度設定值、PID調節參數等運行過(guò)程中可以顯示被控對象的PV值和SV值。該模塊可以根據設定的控制點(diǎn)及升、降的時(shí)間實(shí)現自動(dòng)調節。帶有CAN通信口，可以與微機實(shí)現通信，也就是說(shuō)控制模塊可以接入CAN網(wǎng)絡(luò )系統。通過(guò)上位機實(shí)現對多個(gè)節點(diǎn)上的控制模塊設定各控制點(diǎn)的上下限控制點(diǎn)、PID值、實(shí)現時(shí)間等控制參數，并實(shí)時(shí)記錄各控制器的測量值，描繪出變化曲線(xiàn)，供實(shí)驗人員對實(shí)驗結果進(jìn)行分析。如圖4所示。

4系統軟件設計

(1)CAN總線(xiàn)通訊模塊

CAN總線(xiàn)測控系統的通信軟件分為3部分：CAN初始化、數據發(fā)送和數據接收。

①CAN初始化

其主要是設置CAN的通信參數。需要初始化的寄存器有：模式寄存器（PeliCAN模式）、時(shí)分寄存器、接收代碼寄存器、屏蔽寄存器、總線(xiàn)定時(shí)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位期間可寫(xiě)訪(fǎng)向，因此,在對這些寄存器初始化前，必須確保系統進(jìn)入了復位狀態(tài)，并且系統中各CAN控制器的總線(xiàn)定時(shí)寄存器的初始化字必須相同。

②數據發(fā)送

現場(chǎng)的各傳感器把環(huán)境多參數的檢測信號（數字量、模擬量、開(kāi)關(guān)量）進(jìn)行轉換處理后，發(fā)向CAN控制器的發(fā)送緩沖區，然后啟動(dòng)CAN控制器的發(fā)送命令，此時(shí)CAN控制器將自動(dòng)向總線(xiàn)發(fā)送數據，不再需傳感器的微控制器進(jìn)行干預。若系統中有多個(gè)傳感CAN控制器同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送數據，則CAN控制器通過(guò)信息幀中的標識符來(lái)進(jìn)行仲裁，標識符數值最小的CAN控制器具有對總線(xiàn)的優(yōu)先使用權。

③數據接收

整個(gè)溫室微機測控系統中的CAN控制器檢測到總線(xiàn)上有數據時(shí)會(huì )自動(dòng)接收總線(xiàn)上的數據，存入其接收緩沖區，并向89C52微控制器發(fā)送接收中斷，啟動(dòng)中斷接收服務(wù)程序，89C52通過(guò)執行中斷接收服務(wù)程序，從CAN控制器的接收緩沖區讀取數據，并對其進(jìn)行進(jìn)一步處理工作。

(2)監控模塊

集成了所有的數據采集、參數設定、數據統計分析等功能。同時(shí)，為了實(shí)現操作人員對生產(chǎn)過(guò)程的人工干預，如修改給定值、控制參數和報警限等，添加了參數的修改功能；為了建立人機信息聯(lián)系，并且能將各節點(diǎn)傳輸來(lái)的數據以圖形、圖表或其它動(dòng)態(tài)方式顯示出來(lái)，本系統可以使用任何具有DDE（DynamicDataExchange）接口的MMI（Man-Machineinterface）軟件；為了更好的管理各種數據，采取了組態(tài)控制方式，能夠接收來(lái)自MMI軟件以及用戶(hù)軟件的DDE連接請求，并將該請求傳遞給通信驅動(dòng)部分，由通信驅動(dòng)轉換為通信信號通過(guò)傳輸媒體傳遞給智能模塊的固化軟件。并將模塊的應答作為DDE操作的結果返回給MMI軟件及用戶(hù)軟件。

5結論

將先進(jìn)的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)（CANBUS）應用于智能測控系統，大大提高了系統的可靠性；自主開(kāi)發(fā)了符合國際標準的基于單片機的智能節點(diǎn)，不僅大量節約了資金，而且可以購置通用的同類(lèi)設備，可節約大量的研發(fā)費用；基于工控機的上位機提供了良好的人機界面，使操作更加方便，直觀(guān)。