基于canbus的智能饮水控制系统设计 毕业设计(论文)

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1、课程名称：集散控制系统与现场总线报告名称：基于CANBUS的智能饮水控制系统设计专业名称：自动化班级学号：学生姓名：2014年4月8日摘要本文介绍了基于CANBUS的智能饮水控制系统的硬件和软件设计，并给出了FM24C16A的芯片接口设计方法，分析了智能饮水控制系统的杭干扰措施。关键词单片机，封频卡，CANBUS1引言目前我国水资源膝乏，而在人们的日常生活中，人们对于水资源的节约意识依然是非常淡薄，浪费现象比较严重.随着科学技术的发展，人们纷纷研究各种节水方法。饮水机主要是针对像学校这些公共场所饮水收费难的问题，跟以往的饮水机相比，优点更为突出。采取智能卡管理可达到有序合理

2、使用水资源，让学生放心使用，家长省心，学校开心，政府放心，社会满意；有偿用水，改变学生随意饮水习惯，自小培养节约用水意识；使用方便，24小时供给冷热饮用水，方便师生自主选择使用，尤其是在冬季也能随时喝上热水；费用低廉，适宜推广，其价格远远低于瓶装水，价格合理，学生家长易于接受，为人们提供了饮用水的安全保障本论文设计的是一种基于CANBUS的智能饮水控制系统—智能饮水机，使用者可以按照管理需求个性化用水，较好地解决了学校、公司、商场等公共场合的水资源浪费问题，具有很好的应用价值。2智能饮水控制系统的工作原理本文设计的智能饮水控制系统由单片机与射频模块组成。其工作原理是:先通过

3、上位机将射频卡的卡号下载到FRAM中;然后通过射频模块将射频卡的卡号读人到单片机中，与FRAM中卡号相比较，如果卡号存在且其内的余额能够允许一次消费，则显示卡上的余额并允许持卡人接水否则，显示false,蜂鸣器报警，禁止其接水，提醒持卡人去充值。3硬件电路设计硬件框图如下图1所示。本设计所用的SM89C51是台湾新茂(SyncMos)公司产的8位MCU，内含4KBFlashROM和128字节RAM和扩展I/O，自带看门狗定时器、低EMI,DBANK寻址、片内WDTRC振荡器,PWM等功能。因此本系统中不需要外扩ROM，也不必用外置的看门狗电路。存储器选用铁电存储器FM24C

4、16A，该类型存储器可N跟随总线速度(BusSpeed)写入，并且在写入后无须任何等待时间，可以近乎无限次写人，超低功耗，断电后数据可以长时间保存，可靠性更高，系统更简单。硬件电路主要有电源电路、过零检测电路,LED显示电路、键盘接收电路射频模块接收电路、外部存储器扩展电路FM24C16A、以及CANBUS通信电路等组成。图1智能饮水控制系统硬件框图单片机存储器过零检测电路电源电路射频模块按键通过can总线与主机通信LED显示电路3.1外部存储器扩展电路射频卡饮水控制系统的关键部分是射频卡卡号和本卡号的余额的存储，一旦存储出现紊乱，就会造成整个系统的数据的错误，其后果是不堪

5、设想的。考虑到此种情况，选用了Ramtron公司的具有掉电保护功能的FM24C16A.FM24Cl6A遵守申行11C总线标准、容量为16K位。本系统24C16A的SCI接89C51的P10端，SDA接P11端本设计按24C16A页写人方式顿格式编程写入数据，先发送启动位，接着是器件地址、应答位、FRAM存储单元首地址、应答位，然后再发送数据。每2个数据位之间发一个应答位，最后发送停止位;读出数据时与此类似。3.2显示、键盘等其他硬件显示部分采用74LS377驱动器和MC14511B译码器控制LED数码管。系统共用5只LED数码管，显示的最大数为999.99,控制系统运行后显

6、示本机的机号和射频卡的余额，当卡号没有注册时，显示false.因为系统所用按键较少，键盘设计为独立式按键接口，通过检测输入线的电平可以很容易的判断哪个按键被按下。3.3射频模块接收电路射频模块接收电路选用PHILIPS公司JMY一500射频读写模块。该模块具有如下特点：l简单的命令集可完成对MifareOne卡的全部操作；l自动寻卡，无需上位机频繁发送寻卡指令，引脚以电平方式指示天线区内有无卡；l蜂鸣器和指示灯输出控制；l自带看门狗因此它可以达到本设计的要求3.4CANBUS通信电路传统的RS一485通信存在抗干扰能力差，误码率高，无纠错重发机制，通信距离短，不方便扩展等缺

7、点，而CAN具有以下几个特点:lCAN采用非破坏性仲裁技术，当2个节点同时向网络上传送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的可以不受影响的继续传送数据，有效避免了总线冲突。lCAN采用短顿结构，每一帧的有效字节为8个(CAN技术规范2.OA),数据传愉时间短，受干扰的效率低，重新发送的时间短。lCAN的每技数据都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据传输的高可靠性，适于在高干扰环境中使用。9CAN节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。lCAN