基于CAN总线的无线数据采集模块设计.pdf

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1、第6期总第204期农业科技与装备No．6TotalNo．204尘Q!!生鱼旦垒匝!堂堡墅曼璺!!壁!!曼坠竺!旦殴竺生里g旦歪坐坐．I塑：至Q!!基于CAN总线的无线数据采集模块设计周明元1，陈立辉2，张宇时3(1．沈阳农业大学附属实验场，沈阳110161；2．沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳110161；3．抚顺供电公司调度中心．辽宁抚顺113008)摘要：采用Freescale自带CAN总线控制器的MC9S12DGl28，设计出基于CAN总线的无线数据采集系统．实现对CAN总线信息进行采集，并通过GPRS模块无线传输，以TXT文本形式存储于本地sD卡上。

2、试验证明，该系统能出色地完成各项功能。关键词：CAN总线；GPRS；SD卡；MC9S12DGl28中图分类号：TF336文献标识码：A文章编号：1674-1161(2011)06-0081-03CAN(ControllerAreaNetwork．机控制器局域网络)属于串行总线通信网络。它与一般的通信总线相比，其数据通信具有可靠性、实时性和灵活性等优势，而且由于其良好的性能及独特的设计。现已在嵌入式系统中得到了普遍的应用。然而，目前大多数嵌入式微控制器都不带CAN总线，必须用外部总线来扩展CAN总线接口芯片，从而使电路复杂化。本设计采用Freescale自带CAN

3、总线控制器的MC9S12DGl28微控制器芯片。避免了外扩CAN总线接口。使设计简化。提高了系统的可靠性．而且方便系统维护。1硬件设计本设计硬件主要包括三大部分：CAN通信模块、GPRS通信模块SIM300及SD卡存储器。1．1CAN模块CAN总线模块由HCPL2630和82C250芯片组成，HCPL2630为光电耦合芯片．可实现电信号间的电气隔离。82C250是CAN控制器和物理层总线间的接口，具有抗瞬间干扰、保护总线的能力．可以满足lMbps的传输速度要求。CAN模块电路如图l所示。1．2GPRS模块本设计的GPRS模块采用SIMCOM公司推出的SIM300

4、无线通信模块，该模块集成了完整的射频电路和GSM基带处理器，适合于开发一些GSM／GPRS的无线应用产品。SIM300模块为用户提供了功能完J图1CAN模块电路图ng●玳1CANmodulecircuitdiagram收稿日期：201l-03—20作者简介：周明元(196卜)，男，工程硕士，工程师，从事土地管理工作。备的系统接口，用户只需投入少量研发费用，在较短的研发周期内，就可集成自己的应用系统。本设计的DGl28与SIM300模块是通过SCI串口建立连接的，DGl28扩展SIM300模块的接口电路如图2所示。农业科技与装备2011年6月图2DGl28扩展SI

5、M300模块的接口电路图Figure2G128extensionSIM300moduleinterfacecircuitmagram1．3SD模块sD卡的接El可以支持2种操作模式：SD卡模式和SPI模式。SD卡在上电后自动进入SD卡模式。如果CS标志在接受复位指令(CMDO)期间为低，它将进入SPI模式并且处于空闲状态。本设计采用的是SPI模式，DGl28扩展SD卡接口的电路如图3所示。SD图3SD卡接口电路图Figure3SDcardinterfacecircuitdiagram2软件设计系统软件设计部分采用了模块化设计思想，主要包括控制器初始化、CAN接收

6、程序、GPRS接收发送程序、SD卡初始化及FAT32文件系统初始化等部分。2．1控制器初始化控制器初始化主要是初始化控制器的时钟总线、SCI串口、SPI串口、I／O端口及CAN总线初始化等。初始化代码如下：voidInit)_Dev(void{setbusclock()；InitPorts()；‘SCI_Init()；InitCAN0()；}setbusclock()：初始化系统时钟及使能锁相环；lnitPorts()：初始化I／0端口，包括初始化数据寄存器、方向寄存器、驱动寄存器和拉电阻寄存器，此部分的作用是控制电路中的指示灯：SCI_Init()：初始化SC

7、I串口，主要用来初始化SCI波特率，分为高速和低速两部分，初始化SD卡时需用低波特率。因为高波特率将会导致初始化SD卡失败：InitCAN0()：初始化CAN0口，本设计用CAN0作为CAN信息接收端，包括初始化CANO口的相应寄存器和波特率。2．2CAN接收程序本设计所采用的CAN信息接收方式为中断方式，当CAN0接口正确的接收到数据后将会触发中断，通知控制器接收并存储CAN信息。CAN0口的中断向量号位38．其中断函数为：voidinterrupt38CANORxlSR(void)．{／／CAN信息处理程序：}存储CAN信息数据的结构体定义为：2011年第6

8、期周明元等：基于CAN总