基于单片机的考勤管理系统毕业设计程序附录.docx

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1、注：页眉，居中，楷体，五号。阅后删除此文本框。摘 要“考勤管理系统”是以RFID射频卡为信息识别载体的适用于企业单位或学校的考勤管理系统。本系统可使用人单位摆脱繁琐、低效的签到模式。识别工作不受环境的影响，操作方便快捷，具有防污、防水、加密存储等优点。结合网络通信技术和单片机技术，实现了企业和单位的自动考勤和对考勤数据的分析处理，节约了考勤时间，提高了考勤效率并提高了考勤的准确率，促进了企业单位的考勤管理信息化水平的发展。硬件部分我们采用瑞士微电生产的EM4095构成的射频读卡电路。该芯片具有成本低，工作稳定，精确的采样点等优点。单片机采用51系列。通过CAN总线方式与单片机互相通信。读卡电路

2、输出信号有单片机识别出卡号利用单片机与上位机之间进行232通信，实时上传数据，传送到PC机行处理。PC主要实现功能进行检测卡号数据。硬件部分我们采用瑞士微电生产的EM4095构成的射频读卡电路。该芯片具有成本低，工作稳定，精确的采样点等优点。单片机采用51系列的AT89C52。软件部分分为读卡识别、CAN通信、AT89C52单片机与上位机通信、报警，PC方检测处理等。本设计采用的单片机开发环境为：AVR开发环境为CodeVisionAVR C Compiler，AT89C52开发环境为Keil uVision2。关键词：考勤管理系统；射频技术；单片机；CAN通信；232通信；SPI通信。Abs

3、tractAttendance Management System is based on RFID radio frequency identification card information carrier for business or school attendance management system. The system can use one unit to get rid of cumbersome, inefficient attendance patterns. Identification work from the environment, easy to ope

4、rate, with a stain resistant, waterproof, encrypted storage and so on. Combined with network communication technology and single-chip technology, the enterprises and units of automatic attendance and attendance data analysis and processing, saving time and attendance time, improve efficiency and inc

5、rease attendance attendance accuracy, promote the enterprise information management units attendance level of development.We use the hardware part of the Swiss micro-electric production constituted EM4095 RF reader circuitry. The chip has a low cost, stable, accurate sampling points, and so on. Micr

6、ocontroller with 51 series. Way with the microcontroller through the CAN bus communicate with each other. Reader circuit output signals using microcontroller microcontroller identifies the card number between 232 and PC communication, real-time upload data transfer to a PC for processing. The main a

7、chievement of functional testing PC card data.We use the hardware part of the Swiss micro-electric production constituted EM4095 RF reader circuitry. The chip has a low cost, stable, accurate sampling points, and so on. SCM Series 51 AT89C52.Software part is divided into reader identification, CAN c

8、ommunication, AT89C52 microcontroller and PC communication, alarm, PC side detection processing.This design uses a microcontroller development environment: AVR development environment for CodeVisionAVR C Compiler, AT89C52 development environment for the Keil uVision2.Keywords: Attendance Management

9、System; RF Technology; SCM; CAN Communication; 232; SPI Communication.目 录摘 要IAbstractII第一章 绪 论1第二章 硬件部分设计32.1 EM4095射频芯片部分32.1.1 射频芯片选型依据32.1.2 EM4095射频芯片简介42.1.3 EM4095结构原理 52.1.4 磁卡与EM4095之间ISO14443协议72.1.5 EM4095与单片机连接原理图142.2 AVR单片机部分162.2.1 单片机选型依据132.2.2 ATMEL单片机简介142.2.3 AT89C52原理图部分142.3 DS1

10、302实时时钟部分162.3.1 DS1302芯片简介172.3.2 SPI简介172.3.3 DS1302与AVR单片机连接原理图182.4 CAN总线部分192.4.1 CAN总线简介192.4.2 硬件部分的选型192.4.3 原理图及其解析202.4.4 蜂鸣器报警部分212.5 MAX232部分212.5.1 MAX232简介212.5.2 MAX232与51单片机连接原理图222.6 显示部分222.6.1 显示原理说明232.6.2 数码管与单片机连接原理图232.7 AT89C52部分232.7.1 AT89C52单片机硬件结构232.7.2 AT89C52单片机CPU电路图2

11、4第三章 软件部分263.1 AVR单片机环境介绍263.2 AT89C52 单片机开发环境介绍263.3 AVR单片机读卡部分263.3.1 程序实现简介263.3.2 SPI通信简介263.3.3 实现功能273.3.4 EM4095读卡程序流程图273.3.5 参考程序273.4 AVR发送数据部分283.4.1程序实现简介283.4.2 实现功能283.4.3 程序流程图（见下一页）283.4.4 程序代码293.5 AVR控制DS1302部分程序343.5.1 程序实现简介343.5.2 功能描述343.5.3 程序流程图（见下一页）343.5.4 程序代码353.6 AT89C52

12、接收CAN数据部分程序403.6.1 程序实现简介403.6.2 功能描述403.6.3 程序代码403.7 AT89C52与PC机之间通信部分程序403.7.1 程序实现简介403.7.2 功能描述403.7.3 程序代码41第四章 结论43参考文献44致谢46第一章 绪 论 背景考勤管理系统的研究背景随着信息化建设的不断发展，磁卡得到普遍的推广，大部分采用RFID射频技术，通过射频信号自动识别目标对象获取数据，识别工作不受环境的影响，操作方便快捷，具有防污、防水、加密存储等优点，较传统的接触式IC卡，具有明显的优势，被广泛应用在身份识别、消费等各项服务上，为企业或单位的管理以及人们的生活提

13、供极大的便利。然而，在考勤管理方面，大多依然采用传统的签名签到的方式进行考勤，特别是在较大企业的签到管理上更是混乱。另外，传统签到的考勤方式既浪费时间，也给考勤数据的统计分析带来了诸多麻烦。本设计借助射频技术，结合网络通信技术和单片机技术，实现了企业和单位的自动考勤和对考勤数据的分析处理，节约了考勤时间，提高了考勤效率，促进了企业单位的考勤管理信息化水平的发展。国内外的研究现状 目前，在考勤管理系统方面，国外早在多年之前就进行了相关的研究和设计，现在已经在其单位和企业得到了较为广泛的普及，而我们国内，因为相关研究起步较晚，相关研究尽管达到同国外相同的水平，但是成本较高，许多单位和企业认识进行传

14、统方式的考勤管理。只有在一些规模较大的单位和企业才能实现无线射频卡的考勤管理系统。总体方案设计思路本次设计要设计基于单片机的考勤管理系统设计,主要的过程是用读卡器识别出射频卡唯一标签，将数据通过单片机传送至PC机，进行签到处理。硬件选择硬件部分我们采用瑞士微电生产的EM4095构成的射频读卡电路。该芯片具有成本低，工作稳定，精确的采样点等优点。单片机采用51系列。读卡电路输出信号有单片机识别出卡号，传送到PC机行处理。PC主要实现功能进行检测卡号数据。软件描述 软件部分主要是实现读卡电路与单片机之间数据的通信。设计优势本次设计与传统考勤管理系统相比，具有快捷便利，有利于对考勤数据的整理，减少考

15、勤管理时间，避免了考勤过程中的人为因素，充分体现了考勤管理的公平公正，减少了没有必要的人事纠纷。与其他电子类考勤宽利系统相比，所选用的硬件都是性价比较高的，在保证系统签到准确方便，工作稳定的同时，降低企业和单位在考勤管理方面的开支。预期效果基于单片机的考勤管理系统，核心器件是单片机，单片机作为主控制器，并辅以射频卡，CAN总线等技术，实现预期的刷卡人用射频卡在射频识别读卡器上进行刷卡，利用单片机与射频识别读卡器之间进行通信，进而识别认证出刷卡人身份，在这个时候单片机配以时钟模块，这样就可以将时间与认证的数据包一起上传到PC机，这样就保证PC机的远程监控。本课题设计出来的系统为企业和单位提供了较

16、为科学的、可靠的考勤管理方法，是现代化企业考勤管理的最佳模式。 第二章 硬件部分设计系统框图 图2.0系统框图2.1 EM4095射频芯片部分2.1.1 射频芯片选型依据选型的三大原则:1.符合国家标准 目前RFID技术并没有一个国际统一的标准。美国的电子产品代码（EPC）全球协会正在制定美国的电子产品代码无线接口协议。而因为其在世界微电子行业一流的基础，日本很有可能会制定自己的协议标准。另一方面，我国的RFID标准也正在由电子标签国家标准工作组制定。 因此，在选择射频识别方案的时候，必须考虑具体应用所在的国家环境和标准。在当今全球化的生产中，产业链很可能会跨越多个国家，那么产业链的管理系统就

17、需要考虑到各个国家的有关标准，避免不必要的法律纠纷。 2.适合应用环境 RFID系统的工作频率是射频识别读写器发送射频信号时所使用的频率，RFID系统按照频率的不同可以分为低频、高频和超高频几种。高频系统识别距离长、读写数据速率高，而低频和中频系统作用距离短、成本低。RFID系统就基本的工作原理来说，射频识别系统还可以分为全双工系统和半双工系统以及时序系统。射频识别的标签也可以分为有源和无源两种。 其应用场合的不同决定了不同的射频识别系统。因此在开始进行方案选型的时候，用户需要根据自身的使用环境，选择最适合的系统方案，防止资金的浪费。 3.与现有系统的结合 企业的信息化管理与供应链管理系统息息

18、相关的，因此具体的射频识别方案必须能够与企业现在拥有的信息系统（例如ERP）相兼容。因此，世界上的大部分ERP提供商都拥有或者正在开发属于自己的基于射频识别的供应链管理方案，来大大降低由于兼容性所引起的不必要的风险。2.1.2 EM4095射频芯片简介 EM4095是用于RFID（射频识别）的CMOS集成收发器电路基站芯片，它具有有以下功能； 可以利用载波来驱动天线； 用于可读写应答器的AM调制磁场； 对从天线传输来应答器的AM调制磁场； 和微处理器通过简单接口通讯；一.优点： 1.外部器件少，成本低； 2.性能稳定； 3.更宽的可靠的的AM调节； 4.可变参数只有2个，所以系统分析和设计更加

19、容易； 5.精确的采样点； 6.使用简单； 7.低功耗； 8.具有同步时钟信号输出：可以轻松的得到头部信息。二.特点： 1.锁相环系统是集成的，从而使自适应载波频率与天线谐振频率相配。 2.不需要外部晶振； 3.载波频率范围是100到150KHz； 4.驱动天线的方式是用桥驱动直接驱动； 5.进行数据传输的方式是以OOK（100%AM调节）； 6.进行数据传输的方式是用外部可调整系数的单端驱动器以AM调制； 7.兼容多种应答器协议； 8.睡眠模式1A； 9.40至85C温度范围；2.1.3 EM4095结构原理图2.1EM4095框图原理分析： 用来操作设备的是EM4095的引脚SHD和MOD

20、。当SHD为高电平时，EM4095为睡眠模式，电流消耗为最小。在上电的时候，SHD必须是高电平输入，来使初始化操作正确。当SHD为低电平的时候，回路可以发射射频场，并且开始对天线上的振幅调制信号进行解调。 用来对125KHz射频信号进行调制的是引脚MOD。当在该引脚上施加高电平的时候，天线驱动将被阻塞，进而电磁场会关掉；当在该引脚上施加低电平的时候，片上VCO将进入自由运行模式，没有经过调制的125KHz的载波将出现在天线上。EM4095用作只读模式，引脚MOD没有使用，将它连接至VSS。 环滤波、电压控制振荡器和相比较模块加在一起组成锁相环。为了使DEMOD_IN引脚上得到的电压是天线的真实

21、电压，使用外部电容分压。锁相环将载波频率锁定在天线的谐振频率上。因为天线种类的不同，在100kHz到150kHz之间的范围内系统谐振频率都是可以的。当谐振频率落在100kHz到150kHz之间的时候，就会被锁相环锁定。接收模块解调的输入信号是天线上的电压信号。接收链路的输入信号用的是DEMOD_IN引脚。该输入信号的级别应该比VDD-0.5V低，比VSS+0.5V高。输入信号的级别可以通过外部电容分压来进行调节。一定要通过较小的谐振电容来补偿分压器增加的电容。直流偏置取消、带通滤波还有比较器组成接收电路。通过内部电阻把DEMOD_IN上的直流电压信号设置在AGND引脚上。采样AM信号，通过VC

22、O时钟来同步，CDEC电容移除所有信号中的直流部分。通过进一步的滤波，余下的载波信号、二阶高通滤波器还有CDC2所带的低频和高频噪声被移除。接收信号通过放大和滤波处理，传输到异步比较器，比较器的输出缓存至DEMOD_OUT。DVDD脚和VDD连接，DVSS脚和VSS连接。VDD和VSS上的电压降并不是流过管脚DVDD和DVSS电流产生的电压降。避免了因为天线驱动器产生的电源尖峰。如果我们对VSS管脚还有VDD管脚进行隔离，这也是可以有效果的。连接到相同VSS上的电容都应该是跟DC2/AGND/DMOD_IN管脚有关连的。天线驱动使用提供VSS和VDD的电源的驱动器ANT，任何电源的变化和外界的

23、噪声都会很严重的对天线谐振回路产生影响。我们尤其要注意的是频率为20kHz的噪声，因为EM4095就是在这个频率上响应信号的。我们可以把在管脚AGND上电容的值从220nF调至1uF。因为要想减小接收的噪声，电容值越大越好。A我们可以利用外部电容和内部电阻（2K）对GND电压来滤波。从驱动器ANT里发出的电流值的大小是不受EM4095限制的。在天线谐振回路的设计上，务必要求最大电流不可以高于250mA。如果这个值超过了250mA，则说明天线的品质因数有问题，必须使用串联电阻的方法进行限制。务必使控制NMOS门的信号以及MOD信号一起调为低电平，该信号要想变为置高电平，必须是在调制天线的振幅之后

24、。如果天线的品质因数较高，天线上的电压可以比正常高一些。要想提升读取的灵敏性，可以用外部检测回路来实现。2.1.4磁卡与EM4095之间ISO14443协议此次课题需要开发的射频识别卡读写设备是基于ISO/IEC 14443 Type A标准的6和7。由四个部分组成的ISO/IEC 14443协议将卡定义为2种类型，Type A以及Type B。Type A以及Type B的区别主要是在调制方式和编码方式上的不同。调制方式上A型和B型的主要差别是，A型数据传输与微处理器工作是不能同时进行的，而B型数据传输与微处理器工作是可以同时进行的。编码方式上A型和B型的区别主要是，A型必须用专门的硬件解码

25、进行解码，而B型易于进行软件解码。协议ATQ 对请求的应答ATQA 对A型卡请求的应答ATQB 对B型卡请求的应答ATR 对重新启动的请求的应答ATS 对选择请求的应答ATQ-ID 对ID号请求的应答CRC 环检验码RATS 对选择应答请求REQA 对A型卡的请求REQB 对B型卡的请求REQ-ID 请求ID号RESEL 重新选择的请求卡片返回的代码说明：0x00: 对指定地址的访问被拒绝0x01: CRC 或奇偶校验错误0x04:交易: 溢出错误其它命令:对指定地址的访问被拒绝0x05: CRC 或奇偶校验错误0x0A: 确认基本命令：REQUEST控制单元 射频卡Command: 0x26

26、 or 0x520x26: IDLE 模式，只选择天线范围内IDLE 模式的卡片0x52: ALL 模式，选择天线范围内所有卡片Len: 0射频卡 控制单元Len： 2Data0： _TagType（低字节）0x04Data1： _TagType（高字节）0x00在重新选择卡片时必须执行request 操作。ANTICOLL控制单元 射频卡Command: 0x93Len: 1Data0: 0x20 NVB射频卡 控制单元Len: 5Data0: _Snr(LL)Data1: _Snr(LH)Data2: _Snr(HL) 卡片系列号Data3: _Snr(HH)Data4: BCC此操作必须

27、紧随在request 操作后执行.如果被选的卡片的系列号已知，可以不用执行此操作SELECT控制单元 射频卡Command: 0x93Len: 6Data0: 0x70Data1: _Snr(LL)Data2: _Snr(LH)Data3: _Snn(HL)Data4: _Snr(HH) 卡片系列号(UID)Data5: BCC射频卡 控制单元Len: 1Data0: _Size (卡片容量值：0x08 或0x88)AUTHENTICATION控制单元 射频卡Command: 0x60 or 0x61Len: 2Data0: 0x60 or 0x61 (0x60 使用KEYA 作验证，0x61

28、 使KEYB 作验证)Data1: _SecNr （扇区号）*4(即每个扇区的块0 的块地址)射频卡 控制单元Len: 0如果读写模块中的密码与卡片中的密码相匹配，则可以进行读、写等操作。HALT控制单元 射频卡Command: 0x50Len: 0射频卡 控制单元Len: 0将操作后的卡片置于halt 模式。如果又要对卡片操作，必须重新执行request 操作。READ控制单元 射频卡Command: 0x30Len: 1Data0: _Adr 块地址（063）射频卡 控制单元Len: 16Data0: 数据块的第一字节:Data15：数据块的最后一个字节WRITE控制单元 射频卡Comma

29、nd: 0xA0Len: 17Data0: _Adr 要写入数据的块地址（163）射频卡 控制单元Len：4BitDATA0: 0x0A(ACK)Data1: 要写入卡片中的第一个数据:Data16: 要写入卡片中的最后一个数据射频卡 控制单元Len: 4BitDATA0: 0x0A(ACK)INCREMENT控制单元 射频卡Command: 0xC1Len: 5Data0: _Adr 数值块的地址射频卡 控制单元Len: 4BitDATA0: 0x0A(ACK)Data1: _Value(LL)Data2: _Value(LH)Data3: _Value(HL)Data4: _Value(H

30、H) 要增加的数值射频卡 控制单元Len: 0DECREMENT控制单元 射频卡Command: 0xC0Len: 5Data0: _Adr 数值块的地址射频卡 控制单元Len: 4BitDATA0: 0x0A(ACK)Data1: _Value(LL)Data2: _Value(LH)Data3: _Value(HL)Data4: _Value(HH) 要减少的数值射频卡 控制单元Len: 0RESTORE控制单元 射频卡Command: 0xC2Len: 6Data0: _Adr 数值块的地址射频卡 控制单元Len: 4BitDATA0: 0x0A(ACK)Data1: 0x00Data2

31、: 0x00Data3: 0x00Data4: 0x00射频卡 控制单元Len: 0此操作相当于执行decrement(0)。TRANSFER控制单元 射频卡Command: 0xB0Len: 1Data0: Adr 要传输数据的卡片块地址射频卡 控制单元Len: 4BitDATA0: 0x0A(ACK)2.1.5EM4095与单片机连接原理图本课题中进行通信方式应用了SPI方式，EM4095的SPI片选信号、SPI时钟、SPI口输出、SPI口输入引脚分别与单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P3.3相对应。天线发发射出的是频率为的134.2KHZ的调制信号。图2.2EM4095与单片机连接

32、原理图2.2 AVR单片机部分 2.2.1 单片机选型依据本设计采用以AVR单片机为核心，选型AVR单片机主要是因为AVR单片机具有以下特点：1.速度快： 运用大型快速存储寄存器以及快速单周期指令的AVR单片机。累加器用32个通用寄存器代代替，这样就取消了以往累加器和存储器之间的数据传送，一条指令访问两个独立的寄存器，在一个时钟周期内就能得到执行。与常规CISC微控制器相比，代码效率快了十倍。2.性价比较高 AVR单片机中的引脚,既有较多的器件也有较少的器件，在用户进行选择的时候给了很多方便。 AVR单片机的程序存储器还有数据存储器是不在一起的，想要访问程序存储器和数据存储器可以直接访问。 A

33、VR单片机片内的资源与其他类型的单片机相比较为丰富。为我们在硬件设计上提供了许多方便。 AVR单片机的保密强度非常高。因为有多层密码保护锁死功能的程序存储器FLASH，所以解密基本是不可能的。3.系统内可重新编程 AVR单片机片内可以进行系统内重新编程,这样对于老产品的维护就会很方便，同时对于新产品的开发，也有了很大的便利。4.工作电压范围宽、抗干扰能力强AVR单片机内部自带5V转3.3V电路，工作电压范围宽，其在使用过程中，应用的范围较广，适应性特别强。抗干扰的能力也为用户的使用提供了许多方便。2.2.2 ATMEL单片机简介 本设计采用ATMEL系列单片机，AT89C52是一个CMOS 8

34、位的性能高，电压低的一种单片机，片内含有可以重复擦写的Flash只读程序存储器，还带有随机存取数据存储器（RAM）。采用的是ATMEL公司特有的密度高、非易失性存储的技术进行生产。并且可以兼容标准MCS-51的指令系统。单片机内通用的8位中央处理器以及Flash存储单元在片内也被安置，此种型号的单片机在电子技术行业内的应用较为广泛。ATMEL128L单片机内部主要包括：1个8位CPU；128K系统内可编程FLASH；4K字节的EEPROM，4K字节的SRAM；53个IO口线；32个通用寄存器；实时时钟RTC；一个灵活的具有比较功能和PWM功能的定时器/计数器；两个UART；8通道10位ADC；

35、具有内部振荡器的可编程看门狗定时器；SPI串行接口；六中通过软件形式的省电模式；2.2.3 AT89C52原理图部分原理图说明：1、 CPU部分：通过在单片机芯片部分的23、24脚，使其与8MHz的晶振相连，同时加上两个20P电容C0、C1，来构成一个自激振荡器。2、 电源部分：本课题选用的单片机电压为5V电压，AVR单片机标准工作电压为3.3V，但是在AVR单片机内部带有一个5V转3.3V的变压电路，所以，我们可以在单片机上连接5V电压从而获得5V和3.3V电压。3、 复位部分：因为单片机都是属于低电平的复位才有效果，所以我们在工作室把单片机3.3V和复位端连接，这样我们按下复位按键的时候，

36、单片机就会进行复位。 AT89C52原理图如图2.3所示：图2.3 ATMEL原理图如图2.3 DS1302实时时钟部分2.3.1 DS1302芯片简介 美国DALLAS公司推出了一种实时时钟电路DS1302，它具有功耗低、带RAM、性能高等特点。它能实现对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，并且还带有闰年补偿这种功能。它的工作电压范围在2.5V5.5V之间。同CPU进行同步通信的是三线接口，传送时钟信号或RAM数据采用的是突发方式，这样可以一次传送多个字节。作为DS1302，他是DS1202升级的产品，并且兼容升级之前的型号。相比之前型号，DS1302增加了主电源，别且增加了一种可以对后背

37、电源进行充电的能力。2.3.2 SPI简介作为一种同步串行的外围接口，SPI总线系统它使得MCU与各种外围设备串行的方式来交换信息。外围设置包括网络控制器以及A/D转换器等。SPI总线系统的方便之处是它允许与各其他公司产出的其他标准的外围设备直接连接。SPI的通信原理其实非常容易理解，并不是想象的那样复杂，SPI应用的工作方式是主从，一般情况下这种模式应该有一个主设备，以及一个或几个从设备，所以需要的线数要大于等于4根。当然特殊情况下3根也是允许的，比如单向传输的时候。SDO是主设备进行数据输出，从属设备进行数据输入。而SDI刚好相反它是主设备进行数据输入，从属设备进行数据输出。O和I分别是O

38、UT以及IN的首字母。SCLK是由主设备发出的时钟信号。CS是从设备的使能信号，它是被主设备进行控制的。操控芯片是不是被选中的是CS，意思就是想要对此芯片操作有效用，必须是当片选信号是提前设定的使能信号，这种情况下才可以实现对此芯片的操作是有效用的。我们是通过数据之间的交换实现通讯的，所以，在此之前要先了解SPI的串行通讯协议是什么样的，协议要求数据是必须是一位一位进行传输。这种情况下就要利用SCK时钟线，用SCK来产生时钟脉冲，这样SDI和SDO就能根据这个脉冲来实现数据之间的传输。利用SDO线来完成数据输出，输出和输入的原理相同，都是在当前上沿和下沿处发生改变，在下一个上沿和下沿处读取数据

39、，一次传输就这样完成了。SPI的接口不用进行寻址操作的情况是在点对点的通信的时候，这种情况下会使通信变得简单高效。如果是在系统中带有多个从属设备，那么需要每一个单独的从属设备都要有独立使能信号。SPI协议格式如图所示：图2.4SPI协议格式2.3.3 DS1302与AVR单片机连接原理图DS1302与AVR单片机连接原理分析：DS1302提供3.3V电压，该连接电路带有晶振Y1、时钟管脚、输入/输出以及复位管脚，他们分别与单片机IO口的PD5、PD6、PD7相连。图2.5 DS1302与AVR单片机连接原理图2.4 CAN总线部分2.4.1 CAN总线简介在我们信息科学高速发展的今天，自动化领

40、域技术发展出很多分支，其中一个热点就是现场总线技术，对于自动化系统来说的就相当于我们生活中的计算机网络。因为我们可以运用它来为分布式控制系统中每个节点之间进行实时的、可靠的数据通信。在现场总线的范畴里有一个很重要的总线网络CAN，这就是我们所说的控制器局域网络，这种串行通信网络可以很好的提供分布式控或者实时控制。与之前大部分分布式控制系统相比，在以下几个方面基于CAN总线的分布式控制系统拥有非常大优点： HTw Dz$j 第一点，工作在多主方式的CAN控制器，可以让不相同的节点同一时间收到相同的数据。这种特点使得CAN总线构具有很强的实时性，提升了系统的可靠性还有系统的灵活性。第二点，如果当系

41、统出现错误是，CAN总线不会出现多个节点一起向总线发送数据，以至于总线出现短路，进而损坏其中一些节点的情况。值得一提的是在错误非常重大的时候CAN节点可以自动关闭输出，这样就会避免其他节点的操作受到影响。保证不会出现，如果单个节点发生情况，让总线发生“死锁”的状态。 -yRA -+GY 第三点，拥有着完善的通信协议的CAN，很大程度上降低系统的开发难度，减少了用户的开发周期。除此之外，CAN总线还有高通信速率、实现很容易、而且性价比非常高等优点。 GV 1KUCr 2.4.2 硬件部分的选型 CAN总线器件在当今自动化领域应用较为广泛的有两大类：一类是独立的CAN控制器。还有一类则是置有片CA

42、N的微控制器。本此设计选取的是飞利浦公司的型号为SJA1000 CAN控制器和型号为82C250总线收发器。2.4.3 原理图及其解析解析：1、电源设计 SJA1000里面三对电源引脚用来连接CAN控制器不同的部分：电源引脚VDD1/VSS1内部逻辑数字电源引脚VDD2/VSS2输入比较器模拟电源引脚VDD3/VSS3输出驱动器模拟2、复位设计 SJA1000的复位因为要保证正确，所以必须有一个十分稳定的振荡器时钟来连接CAN管脚XTAL1，本次还运用的是使其也与单片机的复位管脚相互连接从而进行复位。3、振荡器和时钟策略 SJA1000可以用片内振荡器或者片外时钟源进行工作，要想修改CLKOU

43、T的信号频率，应该用时钟分频寄存器来实现。4、 模式选择： 连接VCC的是管脚11，选择的模式为INTEL。图2.6 CAN原理图2.4.4 蜂鸣器报警部分用一个PNP三极管来把蜂鸣器与3.3V电源相互连接起来，开关作用用三极管来实现。PC2为“1”时当单片机是处于正常工作状态，而这时候三极管的状态是关闭，如果运行过程中需要报警，PC2会为“0”，这时候蜂鸣器警报开始。图2.7.蜂鸣器报警2.5 MAX232部分2.5.1 MAX232简介作为双组驱动器/接收器的一种，MAX232里面有一个电容性电压发生器。这是为了输出EIA/TIA-232-E电平。接收器将输入进来的EIA/TIA-232-

44、E电平变为5V 的TTL/CMOS电平。特点：电源工作的工作电压是单5V具有驱动器符合设计要求的标准输入电平在30V低电源电流具有两个接收器2.5.2 MAX232与51单片机连接原理图 在MAX232的11脚输入单片机TTL电平，经过232转换由14脚输出即输入PC。 在MAX232的13脚输入PC机输出的电平，经过232转换由12脚输出TTL电平即单片机输入。图2.8 MAX232与51单片机连接原理图2.6 显示部分2.6.1 显示原理说明通过四位共阳极数码管来进行显示，进行控制的是74HC595，单片机AT89C52对74HC595进行数据传送，本次设计选用的传送方式是通过SPI形式，

45、为了减少了IO口的使用，我们把四位共阳极数码管的每一位，都使其具有其独立的位选，这样的话要控制整个四位显示便只需8个IO口。2.6.2 数码管与单片机连接原理图原理图说明：在显示部分的每一位的位选端都和一个PNP三极管相连接，起开关作用的是三极管，单片机IO口置低则位选有效，使三极管基极连接单片机IO口。图2.9数码管与单片机连接原理图2.7 AT89C52部分2.7.1 AT89C52单片机硬件结构微处理器: 与大部分市面上通用的微处理器没有什么较大区别，AT89C52拥有1个8位的微处理器，一样含有运算器还有控制器这两大部分，不同的是它增加了一种处理功能来实现面向控制，这样的优点是不光可以处理字节数据，还可以对未变量进行处理。数据存储器: 数据存储器片内为256个字节，同时片外也可进行外扩，并且最多扩至64K字节。数据存储器的主要作用是用来存储程序单片机在运行期间产生的工作变量等数据。程序存储器:程序存储器RAM是8K字节，如果感觉单片机内的存储器的容量不足用户使用要求，可以通过扩展片外只读存储器来实现单片机外最多