3.5通讯总线的研究
输入温度值 系统检测的温度 比输入温度高？ 加热模块不加热 加热模块加热 图3-14温度控制流程图
在自动化设备当中，用于上位机与下位机传输数据的总线主要是RS232、RS485、ISA、PCI等，ISA/PCI总线是基于主板插槽的机内总线，这种总线使用起来十分不方便，并且一般数量较少，在一台工控机中最多5-8个插槽，多用于板卡+PC的控制模式下。随着计算机的大力发展，串行通讯和USB网络逐渐成熟，ISA/PCI总线有逐渐被替代的趋势。
PC+PLC的控制模式下，PC与PLC之间的通讯常采用RS485总线，该模式应用比较广泛。RS485总线与RS232总线相似，采用差分信号，具有很好的抗共模干扰的能力，实现点对点的通讯，波特率可设，一般采用19200bps。
CAN(controller area network)总线，能有效支持分布式控制或实时控制的串行通信局域网，由于其高性能、高可靠性、实时性好及其独特的设计，已广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信，已在工业领域兴起应用热潮。CAN总线最多可带110个节点，具有自动容错机制，硬件由过滤器自动识别ID，收取有效的报文帧，为系统节省资源。CAN总线通讯在嵌入式领域也十分成熟，在三星、ST、Intel等ARM芯片上都集成了CAN总线控制器，在用户设计的时候，只需要设计CAN总线收发器电路即可使用，对开发者十分便捷。
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如表3-4所示，CAN总线在传输效率、传输距离、可移植性、利用率以及维护方面都比RS485有很大的优势，因此本文由CAN总线取代RS485总线，提出了基于CAN总线的通讯网络。
表3-4 RS-485与CAN总线对比
特性 拓扑结构 传输介质 总线利用率 网络特性 数据传输率 容错机制 通讯失败率 节点错误影响 通讯距离 后期维护成本 RS-485 直线拓扑 双绞线 低 单主结构 低 无 很高 络崩溃 <1.2Km 较高 CAN-BUS总线 直线拓扑 双绞线 高 单主结构 最高可达1Mbps 由硬件完成错误处理和检错机制 极低 故障节点有可能导致整个网故障节点对整个网络无影响 可达10Km（5Kbps） 极低 23
4 总结与展望
4.1全文总结
FDM是当前快速成形（RP）领域的主要成形技术之一，快速成形主要应用于模具及样品的制造，对于精度的要求格外严格，本文对FDM的温度控制进行研究就是致力于提高FDM的制造精度进而提高FDM的实用性。
本文是在参考了许多温度控制系统的设计方案后采用了以单片机STM32F103C8T6为控制核心的可控硅调功温度控制系统，其优点是成本低，精度高，实现方便。整个系统包括硬件和软件两部分，其中本文主要研究的是硬件部分，整个硬件部分分为三个方面即温度检测，加热部分和显示调整部分。
温度控制系统只是FDM控制系统中的一个部分，但是其重要性和复杂性是毋庸置疑的，本文围绕STM32芯片为核心展开对温度控制系统的研究，涵盖的技术包括热电偶测温技术、信号放大以及信号处理技术、双向可控硅调功控温系统。运用的方法及工具有protell电路绘制软件、multisim仿真软件及电路板实验等。完成的成果有检测及放大电路的研究与实现、加热部分的实现及触发器的研究、键盘和显示部分的研究。
系统的整个运作过程是：温度传感器测得的温度信号经过冷端补偿并转换为参考端为30℃的电压信号输出，再经过放大作为“模拟输入通道”的输入，送入STM32 实现A/D转换，给定恒温值采用电位输入，STM32对输入的温度信号进行数据处理，将输入值与给定值相比较，判定偏高还是偏低，这样得到控制量，处理后的数字信号经过D/A转换器转换为模拟信号在STM32输出，根据模拟信号的大小激发可控硅的导通，改变双向可控硅导通角的大小，使加在加热棒上的电压改变，以此来控制加热棒的加热功率，改变加热能量，最终实现对温度的自动控制。
研究过程中存在以下问题：缺乏实际的单片机开发经验；有很多器件的用法在用到的时候要现学，比如ICL7650和TCA785；在设计的过程中经常出现一些错误，比如在multisim仿真过程中得不到理想效果需要多次修改数据而且最后的放大倍数计算时由于发生了波形的位移很难测到正确的放大倍数。 4.2研究展望
本实验完成了简单的温度控制硬件平台的建立，对于软件部分和通讯协议只是进行了简单的研究。要完成整个温度控制系统，软件和通讯协议的编写是必不可少的，因此在后续工作中应该着重于软件和通讯协议的开发。这两方面的研究就又涉及到软件开发方面所涉及的技术包括C语言等汇编语言及CAN总线联网技术，这就需要我进一步丰富自己的知识面进而具备进行进一步研究的能力。
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在进行电路图的绘制过程中发现STM32芯片对于温度控制系统来说有很大的空余，为了能够更好地利用单片机资源可以将温度控制模块与别的模块进行共同的开发。这是一个比较大的课题，希望以后能有机会进行这方面的研究。
FDM快速成形技术是一种具有广泛应用前景的正在不断完善的高新技术。随着市场竞争的日趋激烈，该技术将会被越来越多的企业所采用，对企业的发展，发挥越来越重要的作用，并将给企业带来巨大的经济效益。同时，FDM快速成形技术作为一门多学科交叉的专业技术，其本身的发展，也将推动相关技术、产业的发展。我们需要进一步完善温控系统，加速FDM更新换代和产品化的脚步，尽快转化为实际利润以支持对FDM的进一步研究与开发。
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