【RS49】毕业论文：基于CAN总线的温度测控系统的设计.doc文档

数字式电子式由集成化向智能化网络化的方向发展。

随着计算机微电子技术的发展，计算机与仪器设备之间的界限越来越模糊。

以往的单片机控制，虽然成本低，但已不能满足人们对性能容量的需求，加之低成本的处理芯片出现，控制的复杂程度增大，因此在温度控制方面，我们放弃单片机，选择处理芯片为开发核心。

处理器，具有高精度高速度低成本低功耗体积小等优势。

总线网络各节点因此需要种安全可靠高效率高精度的温度控制系统。

控制器属于信息技术的前沿尖端产品，在各个领域都有积极的意义，在日常生活中工业生产中起到了重要的作用。

温度控制系统根据用户所需温度与测量温度只差值来控制加热器运作，从而达到改变用户所需温度的目的。

很多行业有大量的温控加热设备，用于合成各种所需物品化工厂需要控制温度，防止化学物质在定温度下反应爆炸现代智能楼宇为了迎合人们的需求，需要保持在适宜的温度以内等等。

随着经济的高速发展和现代化管理水平的提高，传统的温度控制不仅效率低误差高，而且安全性能小占用人力资源多。

随着经济的高速发展和现代化管理水平的提高，传统的温度控制不仅效率低误差高，而且安全性能小占用人力资源多。

化工厂需要控制温度，防止化学物质在定温度下反应爆炸现代智能楼宇为了迎合人们的需求，需要保持在适宜热器运作，从而达到改变用户所需温度的目的。

很多行业有大量的温控加热设备，用于合成各种所需物品部分内容简介下位机的软件设计接口的软件设计转换器的软件设计上位机的软件设计串口通信界面通信软件实现界面实验的调试方法小结结论致谢参考文献附录烟台南山学院毕业设计论文第页绪论课题背景及意义课题背景温度控制器属于信息技术的前沿尖端产品，在各个领域都有积极的意义，在日常生活中工业生产中起到了重要的作用。

温度控制系统根据用户所需温度与测量温度只差值来控制加热器运作，从而达到改变用户所需温度的目的。

很多行业有大量的温控加热设备，用于合成各种所需物品化工厂需要控制温度，防止化学物质在定温度下反应爆炸现代智能楼宇为了迎合人们的需求，需要保持在适宜的温度以内等等。

随着经济的高速发展和现代化管理水平的提高，传统的温度控制不仅效率低误差高，而且安全性能小占用人力资源多。

因此需要种安全可靠高效率高精度的温度控制系统。

课题意义计算机控制系统广泛应用于工业农业甚至家庭领域当中，其地位越来越高。

而计算机的发展离不开微处理的不断改进和创造，通过提高微处理器的性能，使得计算机在处理数据时的速度精度有了很大的改进，实现了类似非线性时变的参数分布的最优控制等的各种复杂系统的处理。

总线是国际上应用最广泛的现场总线之，它是种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，其高性能和高可靠性已被认同，并被广泛的应用于工业自动化船舶医疗设备工业设备等方面。

处理器是个精简指令集处理器架构，因其体积小低功耗低成本高性能而广泛地使用在许多嵌入式系统设计中。

比例积分微分控制器作为最早实用化的控制器已有多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。

控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。

结合它们的优点，本课题设计了基于的总线扩展电路，通过控制器实现对温度的智能控制。

温度控制系统的发展趋势温度控制系统的发展经历了从模拟集成机械式到智能电子式，温度控制器从模烟台南山学院毕业设计论文第页拟式向数字式电子式由集成化向智能化网络化的方向发展。

随着计算机微电子技术的发展，计算机与仪器设备之间的界限越来越模糊。

以往的单片机控制，虽然成本低，但已不能满足人们对性能容量的需求，加之低成本的处理芯片出现，控制的复杂程度增大，因此在温度控制方面，我们放弃单片机，选择处理芯片为开发核心。

处理器，具有高精度高速度低成本低功耗体积小等优势。

总线网络各节点之间的数据通信实时性强开发周期短已形成国际标准，是最有前途的现场总线之。

因此把总线应用于温度控制系统中，可以提高温控的效率和通信性能。

目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的个重要标志，在控制方法上，因控制应用范围广参数易整定，加之在实践中不断得到改进，由数字控制弥补了传统的模拟控制的误差缺陷，使得数字控制广泛应用于各行各业中。

课题研究内容研究如何测量温度研究如何将所得温度信号送入单片机研究如何将温度信号由单片机送入机并显示研究如何实现将所得温度与所需温度对比并调节。

烟台南山学院毕业设计论文第页总体方案温度控制系统的结构温度控制系统般由界面显示控制端与网络连接的转换器下位机智能节点构成，其系统框图如图所示。

图系统结构框图各级的说明如下机可以反映系统中各个节点的温度曲线并发送控制命令，具有监控的功能。

协议转换器通过协议转换器，达到了转换协议连接上位机和下位机的目的。

智能节点智能节点有显示显示温度采集温度传感器控制驱动电路通信的作用。

执行机构通过和所需温度比较进而修正环境温度。

烟台南山学院毕业设计论文第页现场总线控制系统控制系统自诞生开始，经历了由简单到复杂由机械到智能的发展。

第代控制系统是气动信号控制系统第二代控制系统是电动系统模拟信号控制第三代是数字化计算机集中控制系统第四代是集散控制系统而今我们广泛应用的是第五代现场总线控制系统。

现场总线是连接智能现场设备和控制室系统全数字化双向传输多分枝结构的通信网络。

它的出现标志着工控领域的个新的发展，被公认为自动化的计算机局域网。

它实现了与现场设备和控制室设备双向多信息交换，不仅是个基层网络，而且是开放的，新的全分布式控制系统是个集智能传感控制计算机数字通信技术为体的技术。

将现场总线应用于控制系统，会带来性能和结构的改善，而在现场总线中应用最广泛的就是总线。

本课题中设计的温控系统正是在总线的连接下实现功能工作的。

智能节点设计本系统可控制多个节点，显示不同节点的温度曲线。

下位机作为控制系统的核心来实现控制，它是基于处理器的智能节点。

下面以单个节点为例介绍它的组成及设计。

通过它来采集现场温度数据，并控制执行机构完成温度的只能控制，主要由处理器通信模块温度传感器执行机构显示和下载接口构成。

其中，温度传感器采集外界环境的温度数据，并将模拟量转化为数字量驱动芯片用来增强处理器内嵌的控制器的差分接收发送能力，使之正常工作通过温度传感器采集来的温度数据经过算法与标准得到和解析数据帧烟台南山学院毕业设计论文第页最后返回附录转换器的软件设计发送的部分函数发送数据部分，状态位指向发送缓存首址请求发送接收的部分函数接收中断释放接收缓存初始化部分函数控制寄存器写入控制字接收代码寄存器地址接收屏蔽寄存器设置为烟台南山学院毕业设计论文第页设置波特率输出寄存器设置为设置模块地址和波特率函数对芯片进行设置设置前要进入复位模式本机接收地址接收不屏蔽波特率设置波特率设置设置后进入接收中断模式主要的控制器寄存器的控制字控控制寄存器命令寄存器状态寄存器中断向量寄存器验收代码寄存器屏蔽寄存器时序时序输出发送缓冲接收缓冲烟台南山学院毕业设计论文第页分频数据处理机口向发送数据包机口向设置模块地址和波特率设置前要进入复位模式本机接收地址接收不屏蔽波特率设置波特率设置设置后进入接收中断模式烟台南山学院毕业设计论文第页附录界面通信软件实现初始化串口，设置通信端口为，波特率为以二进制方式读写数据输入缓冲区大小输出缓冲区大小设置接收区数据为，全部读取定时器读取保存串口发送过来的数据并进行数据形式转化事件发生时说明接收缓冲区内有字符，烟台南山学院毕业设计论文第页提取有效的数据把进制字符串转化为十进制数在函数中实现坐标轴的绘制及温度动态曲线图的保存其中的函数包括如下几个主要的函数烟台南山学院毕业设计论文第页实现温度的实时监控和坐标轴的移动定时器，烟台南山学院毕业论文题目基于总线的温度测控系统的设计姓名霍雅慧所在学院计算机与电气自动化学院所学专业电气工程及其自动化班级电气工程班学号指导教师鞠晓君完成时间年月烟台南山学院毕业设计论文第页基于总线的温度测控系统的设计摘要温度控制系统是通过各种仪器设备，保证所控制的环境温度保持在规定的范围内，以满足所需要求的调控设备。

传统的多点温控系统虽然相较于单点温控系统，误差小速度快精度高工作强度低效率高节省了人力物力，但由于集散式控制系统大多采用总线来连接多个节点，虽然能够对多通信，但挂载的节点少且节点越多通信效率越低。

另外，随着计算机和微处理器的飞速发展，人们对温度控制要求更高所需要的单片机也在不停的更新换代中，传统控制系统中所用的位或位单片机的容量效率速度已经不能满足高质量控制温度的要求。

利用总线，我们可以实现多节点高精度高效率的温度控制。

本论文利用所学单片机自动控制原理以及现代检测技术及其相关知识并结合总线通讯相关资料，设计了基于总线的温度控制系统。