种单片机网络控制系统的设计与实现.pdf

《种单片机网络控制系统的设计与实现.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《种单片机网络控制系统的设计与实现.pdf（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、一种单片机网络控制系统的设计与实现一种单片机网络控制系统的设计与实现作者：赵虹，曹晓兰，姚志成，ZHAO Hong，CAO Xiao-lan，YAO Zhi-cheng作者单位：赵虹,ZHAO Hong(中南大学,湘雅二医院信息中心,湖南长沙,410011)，曹晓兰,CAO Xiao-lan(湖南农业大学,信息科学技术学院,湖南长沙,410128)，姚志成,YAO Zhi-cheng(湖南长沙威胜电子有限公司,湖南长沙,410205)刊名：微计算机信息英文刊名：CONTROL&AUTOMATION年，卷(期)：2009，25(14)被引用次数：0次 参考文献(10条)参考文献(10条)1.Ch

2、rista Anderson Mark Minasi.Mastering Local Area Networks 19992.江晓安.董秀峰 模拟电子技术 20083.张永瑞.杨林耀.张雅兰 电路分析基础 20054.Barry B.Brey Programming the 80286,80386,80486,and Pentium-Based Pemonal Computer 19985.汤子瀛.哲风屏.汤小丹 计算机操作系统 20056.江晓安.董秀峰.杨颂华 数字电子技术 20027.周明德 微型计算机系统原理及应用 20078.林雪梅 单片机多机通信协议的设计期刊论文-微计算机信息 2

3、006(2-2)9.张鲁国 智能卡操作系统中存储管理设计期刊论文-微计算机信息 200510.彭佳文 一种单片机多机通信系统的设计 2008(1-2)相似文献(10条)相似文献(10条)1.学位论文 贾飞 基于无线传感器网络技术的智能家居系统的设计与实现 2008 智能家居是利用计算机技术、控制技术、图像显示技术以及通讯技术将各种家用设施通过家庭网络连接到一起，从而为人们提供更舒适更便捷的生活。传统的智能家居一般是通过有线线路的布线方式对家用设施进行控制和通讯的，但这样的有线方式不仅使人们很难脱离各种线缆的束缚、安装成本较高，而且系统的扩展性也很差。基于无线网络技术的智能家居不仅可以摆脱线缆的

4、束缚、降低安装成本，而且系统的扩展性也有了大幅度的提高。所以研究无线智能家居对智能家居的发展是十分必要的。本文设计的智能家居系统实现了对家庭环境的检测和控制，组建了基于无线传感器网络技术的家庭网络。由于无线智能家居越来越多的倾向于低成本、低功耗、易操作、易安装的设计思路。所以本文以无线传感器网络为组网形式，使用TI公司推出的超低功耗单片机MSP430F449和低功耗无线收发芯片CC1100为核心设计一种智能家居系统。系统安装方便，适用范围广，具有很好的实用价值。论文在查阅大量相关资料的基础上，完成了智能家居系统中主控模块，传感器模块的软硬件设计。硬件设计方面，完成单片机的选型和各模块主要组成电

5、路的功能、设计思想和硬件原理图。软件方面，通过分析各个模块的功能，完成流程图和程序的编写。此外，本文还详细介绍了一款低功耗无线收发芯片CC1100，并围绕CC1100完成了无线收发模块的软硬件设计。硬件方面，完成CC1100的外围电路设计和单片机的接口电路设计。软件方面，完成CC1100的寄存器设置和单片机问的SPI通讯以及数据发送和接收，并给出了流程图和部分程序。本文另一个重点是智能家居系统网络的设计。在比较现有组网的技术的基础上，选择采用无线传感器网络技术组建智能家居内部通讯网。通过比较几种基本的网络拓扑结构，采用星型网络拓扑结构。完成了无线传感器网络通讯协议的设计，着重介绍了CC1100

6、的通讯协议和数据包格式化，并给出了无线传感器网络数据传输的流程图和部分程序。最后，对系统进行了调试，验证了系统设计的合理性，并对论文进行了总结，指出了系统设计的不足和改进思路，为课题的进一步研究做了准备。2.学位论文 王雪琴 无中心电话系统的设计与实现 2008 在本课题中，我们设计了一种无中心交换的电话系统。该系统借鉴了软交换的思想，不设中心交换机，以标准的半双工方式工作。系统采用总线式网络拓扑结构，组网简单，工程量小，维护方便，可扩展性强。因为去处了中心交换机，信号的发送、接收，信号检测，信道状态管理等传统交换机要做的工作均交由各个话机来共同协调完成，这样，也就避免了因交换机故障而导致整个

7、系统瘫痪的安全隐患，非常适合在军事作战或其他野外情况使用。本课题的主要目的就是在理论研究的基础上，提出一套具体的合乎实际的设计方案，并使之得以实现。本文是课题研究成果的结晶，根据侧重点不同，全文可分为两大部分。第一部分，无中心电话系统总体设计。首先介绍了系统的网络拓扑结构；然后，结合传统交换机的呼叫处理原理，介绍了无中心电话系统的呼叫处理方法。第二部分，无中心电话具体设计与实现。无中心电话有上下两层电路板，上层以C8051F410单片机为核心处理器，底层以DSP为核心处理器。在本文中我们主要介绍上层电路板的设计及其软件实现。在硬件方面，主要是C8051F410单片机与外围器件及扩展芯片的接口电

8、路的设计；在软件实现上，我们结合工程实际的情况，采用C语言作为该课题的主要开发语言，通过对单片机的C编程来实现各种预设功能。3.学位论文 赵增强 基于CAN总线的汽车ESP控制系统研究 2009 汽车电子稳定程序控制系统ESP(Electronic Stability Program)是一种用于改善车辆操纵稳定性的车辆动力学控制系统。ESP系统是一种新型主动安全性控制系统，是在汽车防抱死制动系统ABS和牵引力控制系统TCS基础上发展起来的。它能够根据驾驶员的意图、路面状况及汽车运动状态控制车辆的运动，防止出现危险状况，从而更有效、更显著地提高汽车的操纵稳定性和行驶安全性。在分析了ESP系统的工

9、作原理和控制方式的基础上，本文主要做了以下工作。首先，对ESP系统5种传感器工作原理分别进行了分析和介绍，设计了它们与控制芯片AT89C51的接口电路，以实现滤波、放大、整形等功能，满足ESP系统对传感器信号的要求。其次，确定和构建了ESP系统整体结构和控制网络拓扑结构，提出了基于CAN总线的网络控制系统的设计思想，并制定了ESP系统CAN总线应用层协议。设计了ESP系统五个节点电路，分别是ESP控制系统主节点、车轮转速传感器节点、方向盘转角传感器节点、横摆角速度传感器和侧向加速度传感器集成节点、以及制动压力传感器节点。并设计了与之相关的发动机管理系统和自动变速器两个节点电路。在设计过程中依照

10、电磁兼容性要求，从硬件和软件两个方面提高系统的抗干扰能力，保证系统具有良好的稳定性和可靠性。最后，针对ESP系统的特点，设计了ESP系统5个节点的控制程序。并对ESP系统进行了初始化设计，系统的初始化包括对CAN控制器SJA1000的初始化以及对ESP控制器MC9S12DG128的初始化。设计了CAN总线的接收、发送、中断处理流程图及程序。通过CAN总线在ESP系统中的应用，实现了五种传感器信息、制动系、发动机和变速器的互联，达到了有关汽车行驶状态的各种信息共享的目的，从而最大限度地发挥了ESP系统的控制功能。4.会议论文 徐伟.秦会斌 基于ZigBee的森林火险信息采集系统的设计 2007

11、提出了把ZigBee技术应用于森林防火的新思路,研究设计了森林火险信息采集系统,论述了基于MSP430F1232和CC2420的无线传感器网络的节点设计,介绍了基于ARM7系列S3c44B0X、GPRS模块SIM100的网关设计,搭建了平面型网络拓扑结构.5.学位论文 程仙送 基于ZigBee的无线外设控制器设计与实现 2008 本文提出了一种基于ZigBee无线通信技术的无线外设解决方案。ZigBee是由ZigBee联盟在IEEE 802.15.4标准基础上定义的一种新的低速率无线网络规范。该技术旨在为家庭、工厂和办公环境下提供一种低成本、低功耗无人值守监控系统的解决方案。主要应用于建筑自动

12、化、安全系统、远程控制、远程读取和电脑外设。论文首先介绍了ZigBee技术的发展历史、技术特点和典型应用场景，并对ZigBee协议进行了深入研究和分析。然后以PIC单片机和Chipcon公司CC2420无线收发芯片为基础，通过Microchip开源的ZigBee协议栈设计实现了用于微机的多用户无线控制器，包括无线鼠标、无线键盘和无线手写板。该系统采用了星型网络拓扑结构。作者的主要工作包括：组建ZigBee无线网络；实现了数据的无线双向传输；设计了键盘鼠标的接口和设备驱动，设计了手写板输入和液晶显示输出。与一般无线外设控制器不同的是，本文讨论的用ZigBee技术实现的控制器有两大特点：一是有一定

13、组网能力，同时可以有多个控制器控制同一台电脑，而不是一个简单的单点到单点的遥控器；二是数据能够进行双向传输。测试结果表明，该无线控制器系统可以在数十米范围内正常工作，满足家庭和一般办公场景的需要，实现了设计功能。6.学位论文 冯钟 医用局域呼叫系统 2008 本研究设计了一套用于医院病房护理的局域呼叫系统。该呼叫系统的网络拓扑结构为总线方式，以单片机为主控制器，采用RS485半双工串行通信协议，实现远距离的信息传输和控制。上位机与下位机数据传送方式采用主从站方法。上位机(主机)作为主站，下位机(单元节点包括对讲单元、呼叫单元、门灯等)作为从站。其中主站设在护士办公室，从站设置在病房里。从站进行

14、呼叫时，主站显示呼叫单元号码，主站与从站之间可以进行数据交换。在该医用局域呼叫系统中，主机的设计是技术重点。主机部分以Philips公司的P89C60X2型号单片机为核心，带有I2C总线接口的语音系统、接口键盘及LED驱动芯片、实时时钟/日历芯片、片外存储器E2PROM等外围芯片与单片机构成一个单主机的微机应用系统。I2C总线在数据传输时有严格的操作时序，在本系统中，主单片机使用普通I/O口来虚拟I2C总线接口的数据传送时序，实现对外围器件的读、写操作。整个系统功能的实现通过硬件与软件的结合实现。本文详细叙述了主机的工作过程，给出了主机的硬件原理图。在第四章的软件部分介绍了系统软件的设计思路，

15、解释了主机程序部分中“主函数”、“初始化函数”、“中断函数”等具体内容及程序代码，并给出了系统的主程序流程图。本医用局域呼叫系统实现了预期的设计任务与要求，克服了早期呼叫系统的缺点与弊端。与传统的呼叫系统相比，本系统具有功能强、传输距离远、抗干扰能力强、易于扩展等一系列的优点，从而不仅可以实现医院病床的远程监控和网络化管理，而且该系统也可适用于住宅、报警，银行系统报警等其他场合。本系统在研究和设计的过程中，广泛借鉴和吸收了相关技术领域的一些先进的设计思想，例如单片机控制技术、计算机通信技术以及网络技术研发而成。7.会议论文 李巍.李维祥 RS-485通信网络在工业监测系统中的应用 2003 本

16、文介绍了RS-485网络在工业监测系统中应用的方法,主要介绍了从芯片选择、网络构建,到主从机软件结构等各个方面所需注意的事项,并且列举了一个典型的利用RS-485网络进行工业现场监测的实例-织布车间监测系统.8.会议论文 孙建梅.陈秀寓 ZigBee技术在无线点菜系统中的应用 2009 为了满足餐饮业能够达到具有完整的经营理念与管理方法的要求，电子点菜系统成为近年来各个餐饮公司竞相追求的目标。结合一种新兴的无线网络通讯技术ZigBee，构建了一种低成本、低功耗的无线电子点菜系统。论述了ZigBee技术的特点和网络拓扑结构，介绍了这种无线电子点菜系统的体系结构，同时基于CC2430无线单片机在本

17、系统中的应用，阐述了该无线点菜系统的硬件设计方法和软件设计流程。9.学位论文 王静 一种基于无线传感器网络技术的无线监控装置 2006 近年来随着半导体技术、微电子机械系统(MEMS)、通信技术和传感器技术的飞速发展，无线传感器孕育而生，它是一种低成本、低功耗、具有有限计算能力并能执行特定任务的微型传感器，可实现短距离的无线通信，从而完成一些传统传感器系统所无法完成的任务。无线传感器网络(WSN)是由大量具有通信和计算能力的微型传感器节点通过自组织的方式构成的网络，节点间通过无线信道进行数据传输，自组织网络拓扑结构，采用多跳通信方式有效地避免在长距离无线信号传播过程中遇到的信号衰减和干扰等问题

18、。良好的自组织性、安全性和抗干扰性使得无线传感器网络在军事、工业控制、环境监测、医疗监护、智能家居等方面有着十分广阔的应用前景。本文主要为工厂型试验室，在设备维护人员精简的情况下，如何实现对重要设备、重要参数的及时监控，提出一种基于无线传感器网络技术的无线解决方案。文章首先分析了无线传感器网络的特点，并对无线传感器网络的节点组成、拓扑形式以及各层协议栈构成进行了介绍。在接下来的内容中介绍了IEEE802.15.4标准，它是无线传感器网络现行的标准，定义了各层之间统一的原语接口和统一的PHY/MAC数据帧格式。结合试验室信号特点，利用基于IEEE802.15.4标准的2.4GHz射频芯片CC24

19、20和ATmega128单片机构造了无线传感器节点模型，其中对信号的转换、接口电路、串口电路和电源电路进行了设计。最后，对节点组网流程和节点发射接收数据流程进行了描述。10.期刊论文 刘广敏.欧阳红晋.成巍.LIU Guangmin.OUYANG Hongjin.CHENG Wei 基于PIC单片机的CAN总线扩展技术-现代电子技术2009,32(22)目前现场CAN总线驱动节点数量有限,通信速率随着通信距离的增加快速下降,在通信节点数量大、通信距离远的大空间场所不能应用.针对这个问题,设计了基于PIC16位单片机dsPIC30F6011的CAN网关,给出了CAN网关的硬件设计原理和软件设计框图;详细描述了CAN总线扩展原理及CAN总线扩展后的网络拓扑结构.dsPIC30F6011片上集成了双CAN总线数据链路层,外围电路简单,消息通过中断来处理,实时迅速.通过该CAN网关,两个CAN网络之间的消息实时、快速转发.扩展后的CAN网络驱动能力强、通信速率高、通信距离远,完全可以应用于通信节点数量大、通信距离远的场所.本文链接：http:/