基于stm32的can总线的数据采集卡设计学位论文.doc

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1、学号：0121311371307能力拓展训练题目基于STM32的CAN总线数据采集卡设计学院自动化学院专业自动化专业班级自动化1305班姓名司文雷指导教师罗璠2016年8月27日任务书1、要求设计如下功能的数据采集卡：（1）采用STM32对8路0～5V模拟信号进行采集，采样频率为100Hz。（2）采集的数据要求通过CAN总线发送出去。（3）数据采集卡的CAN总线标识符可用拨码开关指定。2、要求选择合适的STM32微控制器，具备对CAN总线的支持，并选择合适的CAN接口电路芯片；3、要求完成采集卡的硬件电路设计，包括原理图设计、PCB布线设计；4、要求完成STM32程

2、序设计，并进行仿真；5、提交设计报告。1STM32简介31.1STM32F105VCT6的参数31.2内部资源41.3Cortex-M3内核简介52CAN概述62.1CAN简介62.2工作原理72.3CAN的高层协议72.4CAN波特率计算82.4.1波特率82.4.2CAN波特率的计算83硬件电路设计134软件实现144.1STM32电压数据采集的软件实现144.1.1AD-DA模块的编写144.2CAN总线节点的软件设计24结论33参考文献34附录135附录23655摘要摘要：CAN(ControllerAreaNetwork,控制器局域网)是一种有效支持实时控

3、制的串行数据通信网络。自上世纪80年代诞生以来，CAN总线以其可靠性好、实时性高及组网简便灵活等优势而受到人们的青睐，并在众多行业领域内得到了广泛的应用。随着工业技术的不断进步，控制过程的自动化与网络化是必然的发展趋势，同时数据的传输量越来越大，对数据传输的实时性要求也更加苛刻。笔者采用内置CAN控制器的高性能微处理器STM32F105vct6作为节点的微处理器，使用带隔离的高速集成CTM1050T作为CAN收发器，数据输入输出通道采用光电耦合器进行隔离，设计了CAN总线系统的数据采集节点。本设计节点具有体积小、功耗低、抗干扰能力强、实时性高及数据处理能力强等优势。

4、实现，它主要实现现场节点的监控及数据的显示、分析和存储。数据转换器采用RS-232转CAN，它主要实现串口协议与CAN协议之间的桥接，并将接收的数据进行转发。各节点与工业现场的仪器仪表相连接，不分主次地挂接在CAN总线上，它主要实现数据的采集与处理，并接收来自CAN总线上的数据或将数据发送到CAN总线上。关键词：STM32；CAN总线；数据采集551STM32简介STM32F105xx增强型系列使用高性能的ARM/Cortex-M3/32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接

5、到两条APB总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。STM32F105xx增强型系列工作于-40℃至+105℃的温度范围，供电电压2.0V至3.6V，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。这些丰富的外设配置，使得STM32F105xx增强型微控制器适合于多种应用场合：电机驱动和应用控制；·医疗和手持设备；·PC外设和GPS平台；55·工业应用：可编程控制器、变频器、打印机和扫描仪；STM32开发板核心芯片的参数如表1-1表1

6、-1器件功能和配置(STM32F105xx增强型)芯片引脚图如图1-2：55图1-2STM32F105xx增强型LQPFP48管脚图1.2内部资源STM32有丰富的内部资源，如下所示：·RealViewMDK（MiertocontrollerDevelopmentKit）基于ARM微控制器的专业嵌入式开发工具；·内置闪存存储器；·内置SRAM；·嵌套的向量式中断控制器(NVIC)；·外部中断/事件控制器(EXTI)；·时钟和启动；·自举模式；·DMA；·RTC(实时时钟)和后备寄存器；·窗口看门狗；·I2C总线；·通用同步/异步接受发送器(USART)；·串行外设接

7、口(SPI)；55·控制器区域网络(CAN)；·通用串行总线(USB)；·通用输入输出接口(GPIO)；·ADC(模拟/数字转换器)；·温度传感器；·串行线JTAG调试口(SWJ-DP)。1.3Cortex-M3内核简介Cortex-M3内核包含一个适用于传统Thumb和新型Thumb-2指令的译码器、一个支持硬件乘法和硬件除法的先进ALU、控制逻辑和用于连接处理器其他部件的接口。Cortex-M3处理器是首款基于ARMv7-M架构的ARM处理器。中央Cortex-M3内核使用3级流水线哈佛架构，运用分支预测、单周期乘法和硬件除法功能实现了出色的效率（1.25D