基于DSP的花房温度远程巡检系统的设计

摘要

随着科学技术的发展，很多工农业现场对环境的温度提出了越来越高的要求，因此对这些领域的环境温度进行有效的实时监测成为一个必须解决的问题。特别是随着大型暖棚、花房和温室的广泛应用，温度的远程及多路实时检测也变得越来越重要。 本文设计了一种基于数字信号处理器(DSP)和CAN总线的花房温度远程巡检系统。该系统以TMS320LF2407芯片为核心、基于CAN总线进行通信，实现了远程对多个花房节点以及每个花房内对多路温度进行检测的功能。 文中首先介绍了测温仪器的发展现状，并论证了用DSP芯片进行温度远程巡检的必要性和可行性。接着介绍了DSP芯片的主要结构特点及发展应用等。针对温度检测系统的特点，作者对DSP芯片进行了选型，并对所选芯片TMS320LF2407的结构和特征进行了详细说明。然后根据温度远程检测所要实现的功能，制定了温度远程巡检系统的总体设计方案。并在此基础上进行了各部分硬件电路的设计，编写了各部分的相应软件。 本系统主要由传感器信号采集模块、DSP数据处理模块、CAN通信模块和PC上位机控制模块等组成。系统的主要设计特点是：1)采用DSP芯片作为主控制器，充分利用其快速的数据处理能力、丰富的片内硬件资源和强大的嵌入式功能，为系统的设计提供了基础。开发时利用了DSP片内所具有的AD转换器、CAN总线控制器、片内存储器和事件管理器等片内外设，节省了外部扩展电路的设计，缩短了设计的时间。2)本系统采用CAN总线进行通信，发挥了其特有的配置灵活、可靠性高和通信速度快等优点，实现了温度的远程及多路实时检测。3)采用模块化的硬件和软件设计方法，使系统具有较强的可移植性和可修改性。该系统的设计具有一定的实用价值和推广价值。 由于时间和水平有限，以及其他客观原因，本课题仍存在诸多不足，如CAN总线通信程序尚不完善、尚未完成上位机的控制等等，这些都需要在今后的工作和学习中进一步改进。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1温度测量技术的研究

1.2.2 DSP芯片的研究

1.2.3 CAN总线的研究

1.3本课题的主要研究内容

第2章系统总体方案设计

2.1总体方案的设计

2.2主控芯片的选择——DSP系列TMS320LF2407

第3章CAN总线简介

3.1 CAN总线技术

3.1.1 CAN总线技术特性

3.1.2 3.1.2 CAN总线通信原理

3.1.3 CAN总线技术规范

3.1.4 CAN总线编码方式

3.1.5 CAN总线仲裁方式

3.1.6 CAN总线器件

3.2 TMS320X240X系列DSP中的CAN模块简介

第4章系统硬件设计

4.1系统总电路设计

4.2电源电路

4.3时钟及复位电路

4.3.1时钟电路设计

4.3.2复位电路设计

4.4信号采集及处理电路

4.4.1设计思路与框图

4.4.2具体硬件电路设计

4.5 CAN总线通信电路

4.5.1 CAN收发器PCA82C250

4.5.2 CAN控制器SJA1000

4.5.3 TMS320LF2407的CAN接口电路设计

4.5.4 PC机与CAN总线通讯电路设计

4.6 LCD显示电路

第5章系统软件设计

5.1节点主程序设计框图

5.2节点温度采集部分程序设计

5.2.1 AD的初始化

5.2.2平滑滤波程序

5.2.3尺度变换程序

5.3 TMS320LF2407与CAN通信软件编程

5.3.1 CAN初始化

5.3.2数据的发送与接收

第6章系统调试

6.1硬件的调试

6.1.1电路的调试

6.1.2调试中的注意事项

6.2软件的调试

第7章结论

参考文献

附录全系统硬件电路图

致谢

攻读学位期间发表的学术论文