大學計算機開題報告

時間：2024-09-28 01:49:34 開題報告

大學計算機開題報告范文

　　目前，眾所周知的電瓶充電器大都是即插即充式充電器和定時充電器。但是即插即充式充電器在電壓過高或電瓶充滿電的情況下，都沒有任何的自動保護及斷電功能。下面YJBYS小編為你送上。

大學計算機開題報告范文

基于CAN總線的數據控制系統

　　題目：基于CAN總線的數據控制系統

　　一、課題的開發背景與需求分析

　　目前，眾所周知的電瓶充電器大都是即插即充式充電器和定時充電器。但是即插即充式充電器在電壓過高或電瓶充滿電的情況下，都沒有任何的自動保護及斷電功能，只有靠人工拔掉電源插頭才能停止充電，無意中對電瓶形成了較長時間的緩充電狀態，但是，長時間緩充電或電壓過高通常會把電瓶充漲、充爆，使電瓶在未老先衰的同時失去了原有的生命力或燒壞充電器形成火災，造成不良后果。而定時充電器的最大缺點是無論電瓶是否充滿電，時間一到電源則會自動中斷，導致電瓶饑、飽不足，大大縮短電瓶壽命，增加經濟開支。

　　在這里我們要設計是一種能夠在電壓超過規定值或電瓶充滿電后及充電器空載時自動切斷交流電源的全自動過壓、過充、(電動車)電瓶充電控制器，本控制器有雙檔控制，分手動檔和自動檔兩個檔位，手動檔可無限期充電，類似于傳統的即插即充式充電器，在手動檔模式下，我們基本不用對充電的過程進行控制，主要依靠用戶的自己操作;自動檔則在電瓶充滿電后或充電器空載及電源電壓過高時自動切斷交流電源。在自動檔模式下，我們可以有效地避免因為長時間緩充電或電壓過高把電瓶充漲、充爆，或者因為溫度過高引起火災等，能夠安全的使用電瓶進行充電，而且充電更加合理，能夠大大的延長電瓶壽命。

　　二、調研分析

　　CAN總線具有極高的可靠性、獨特靈活的設計和低廉的價格，CAN總線上的節點是網絡上的數據接收和發送站，智能節點能夠通過編程設置工作方式、ID地址、波特率等參數。它主要是有單片機以及CAN控制器構成。CAN控制器工作于多主方式,網絡中的各節點都可根據總線訪問優先權(取決于報文標識符)采用無損結構的逐位仲裁的方式競爭向總線發送數據,且CAN協議廢除了站地址編碼,而代之以對通信數據進行編碼,這可使不同的節點同時接收到相同的數據,這些特點使得CAN總線構成的網絡各節點之間的數據通信實時性強,并且容易構成冗余結構,提高系統的可靠性和系統的靈活性。而利用RS-485只能構成主從式結構系統,通信方式也只能以主站輪詢的方式進行,系統的實時性、可靠性較差。

　　其次,CAN總線通過CAN控制器接口芯片82C250的兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連,而CANH端的狀態只能是高電平或懸浮狀態,CANL端只能是低電平或懸浮狀態。這就保證不會出現象在RS-485網絡中,當系統有錯誤,出現多節點同時向總線發送數據時,導致總線呈現短路,從而損壞某些節點的現象。而且CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能,以使總線上其他節點的操作不受影響,從而

　　保證不會出現象在網絡中,因個別節點出現問題,使得總線處于“死鎖”狀態。

　　而且,CAN具有的完善的通信協議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實現,從而大大降低系統開發難度,縮短了開發周期,這些是只僅僅有電氣協議的RS-485所無法比擬的。另外,與其它現場總線比較而言,CAN總線是具有通信速率高、容易實現、且性價比高等諸多特點的一種已形成國際標準的現場總線。這些也是目前 CAN總線應用于眾多領域,具有強勁的市場競爭力的重要原因。

　　三、關鍵技術與解決方案

　　1、通信的準確性以及抗干擾能力：基于此問題本人采用CAN總線進行通信，可以有效的降低誤碼率，并在CAN收發器端接入6N137進行光電隔離，終端接120歐電阻進行匹配。

　　2、電源供電：采用USB以及外接市電二種模式可以方便調試

　　3、擴充串口：可以方便進行程序下載(STC89C52)和在線仿真

　　4、防雷技術：如果在工業現場需要較長的外部走線，可加入防雷模塊

　　5、由于電瓶成本過高所以在開發過程中用充電蓄電池代替。

　　6、由于當前市場上出售的CAN轉換PC機接口過于昂貴，所以本人暫時采用單片機器作為CAN接口，如果時間允許的情況下自己研制CAN轉換PC接口模塊。

　　四、系統完成的功能

　　本控制器的目的是提供一種造價低、可靠性高，同時又能在電壓超過規定值及電容充滿電后和充電器空載時自動斷交流電源的全自動過壓、過充、(電動車)電瓶充電控制器，能徹底有效的保護電瓶、充電器的自身安全，節約電能，減少了經濟開支，同時延長了電瓶的使用壽命，確保了人身生命和家庭財產的安全可靠。系統可以按鍵選擇工作模式，并將基本信息由數碼管顯示，帶有故障報警，工作狀態監控指示燈，同時可以將當前電容的信息經過CAN總線傳送給給主控中心，從而進行遠程控制以及電容狀態分析。

　　五、系統模塊設計

　　1、系統硬件設計框圖與元器件選擇

　　基于CAN的電容充電控制系統的硬件選用C8051F120作為主控中心。為了實現器件之間的通信采用MCP2515作為CAN總線控制器，收發器采用PCA82C250收發器進行信息的收發，將電壓比較結果經AD轉換后傳送給主控芯片，主控芯片做出相應的處理之后，改變當前充電狀態，并且向其他器件發送當前電容充電情況，電容充電也可以選擇模式，模式有二種1、全自動智能充電2、手動充電

　　硬件框圖見圖1所示：

　　在考慮性能/價格比的前提下,在本次設計中我選擇最容易實現產品的指標的元件

　　(1)、A/D轉換芯片：AD7714

　　(2)、主控芯片：C8051F120

　　(3)、CAN控制器：MCP2515

　　(4)、CAN收發器：PCA82C250

　　(5)、LED數碼管：74HC573

　　(6)、報警器：1個蜂鳴報警器

　　(7)、光電隔離器：6N137

　　2、系統軟件功能模塊設計圖

　　本系統共分為電壓采集，報警，工作狀態指示燈，CAN節點通信，充電開關控制，七段數碼管顯示電壓信息六大模塊每個模塊的功能都是按照在調研中搜集的資料進行編排制作的圖2是系統的功能模圖。

　　六、設備保障