大学计算机开题报告

时间：2023-03-07 13:53:27 开题报告我要投稿

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大学计算机开题报告范文

　　目前，众所周知的电瓶充电器大都是即插即充式充电器和定时充电器。但是即插即充式充电器在电压过高或电瓶充满电的情况下，都没有任何的自动保护及断电功能。下面YJBYS小编为你送上。

大学计算机开题报告范文

基于CAN总线的数据控制系统

　　题目：基于CAN总线的数据控制系统

　　一、课题的开发背景与需求分析

　　目前，众所周知的电瓶充电器大都是即插即充式充电器和定时充电器。但是即插即充式充电器在电压过高或电瓶充满电的情况下，都没有任何的自动保护及断电功能，只有靠人工拔掉电源插头才能停止充电，无意中对电瓶形成了较长时间的缓充电状态，但是，长时间缓充电或电压过高通常会把电瓶充涨、充爆，使电瓶在未老先衰的同时失去了原有的生命力或烧坏充电器形成火灾，造成不良后果。而定时充电器的最大缺点是无论电瓶是否充满电，时间一到电源则会自动中断，导致电瓶饥、饱不足，大大缩短电瓶寿命，增加经济开支。

　　在这里我们要设计是一种能够在电压超过规定值或电瓶充满电后及充电器空载时自动切断交流电源的全自动过压、过充、(电动车)电瓶充电控制器，本控制器有双档控制，分手动档和自动档两个档位，手动档可无限期充电，类似于传统的即插即充式充电器，在手动档模式下，我们基本不用对充电的过程进行控制，主要依靠用户的自己操作;自动档则在电瓶充满电后或充电器空载及电源电压过高时自动切断交流电源。在自动档模式下，我们可以有效地避免因为长时间缓充电或电压过高把电瓶充涨、充爆，或者因为温度过高引起火灾等，能够安全的使用电瓶进行充电，而且充电更加合理，能够大大的延长电瓶寿命。

　　二、调研分析

　　CAN总线具有极高的可靠性、独特灵活的设计和低廉的价格，CAN总线上的节点是网络上的数据接收和发送站，智能节点能够通过编程设置工作方式、ID地址、波特率等参数。它主要是有单片机以及CAN控制器构成。CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差。

　　其次,CAN总线通过CAN控制器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会出现象在RS-485网络中,当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈现短路,从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而

　　保证不会出现象在网络中,因个别节点出现问题,使得总线处于“死锁”状态。

　　而且,CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期,这些是只仅仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。另外,与其它现场总线比较而言,CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是目前 CAN总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。

　　三、关键技术与解决方案

　　1、通信的准确性以及抗干扰能力：基于此问题本人采用CAN总线进行通信，可以有效的降低误码率，并在CAN收发器端接入6N137进行光电隔离，终端接120欧电阻进行匹配。

　　2、电源供电：采用USB以及外接市电二种模式可以方便调试

　　3、扩充串口：可以方便进行程序下载(STC89C52)和在线仿真

　　4、防雷技术：如果在工业现场需要较长的外部走线，可加入防雷模块

　　5、由于电瓶成本过高所以在开发过程中用充电蓄电池代替。

　　6、由于当前市场上出售的CAN转换PC机接口过于昂贵，所以本人暂时采用单片机器作为CAN接口，如果时间允许的情况下自己研制CAN转换PC接口模块。

　　四、系统完成的功能

　　本控制器的目的是提供一种造价低、可靠性高，同时又能在电压超过规定值及电容充满电后和充电器空载时自动断交流电源的全自动过压、过充、(电动车)电瓶充电控制器，能彻底有效的保护电瓶、充电器的自身安全，节约电能，减少了经济开支，同时延长了电瓶的使用寿命，确保了人身生命和家庭财产的安全可靠。系统可以按键选择工作模式，并将基本信息由数码管显示，带有故障报警，工作状态监控指示灯，同时可以将当前电容的信息经过CAN总线传送给给主控中心，从而进行远程控制以及电容状态分析。

　　五、系统模块设计

　　1、系统硬件设计框图与元器件选择

　　基于CAN的电容充电控制系统的硬件选用C8051F120作为主控中心。为了实现器件之间的通信采用MCP2515作为CAN总线控制器，收发器采用PCA82C250收发器进行信息的收发，将电压比较结果经AD转换后传送给主控芯片，主控芯片做出相应的处理之后，改变当前充电状态，并且向其他器件发送当前电容充电情况，电容充电也可以选择模式，模式有二种1、全自动智能充电2、手动充电

　　硬件框图见图1所示：

　　在考虑性能/价格比的前提下,在本次设计中我选择最容易实现产品的指标的元件

　　(1)、A/D转换芯片：AD7714

　　(2)、主控芯片：C8051F120

　　(3)、CAN控制器：MCP2515

　　(4)、CAN收发器：PCA82C250

　　(5)、LED数码管：74HC573

　　(6)、报警器：1个蜂鸣报警器

　　(7)、光电隔离器：6N137

　　2、系统软件功能模块设计图

　　本系统共分为电压采集，报警，工作状态指示灯，CAN节点通信，充电开关控制，七段数码管显示电压信息六大模块每个模块的功能都是按照在调研中搜集的资料进行编排制作的图2是系统的功能模图。

　　六、设备保障