can总线的温度检测信息传输.docVIP

课程名称： 集散控制系统与现场总线 报告名称：基于SJA1000实现温度检测信息的CAN总线传输 专业名称： 自 动 化 班级学号： 学生姓名： 2011年 12 月30 日 摘要 本文设计了一个基于数字式温度传感器DS18B20和独立CAN控制芯片SJA1000的用于温度检测和can总线传输的模块，该模块可以精确地测量出环境温度，并将采集的数据通过can总线传输，通信可靠，可实现安防及报警的功能。本文详细介绍其硬件设计电路及相关软件设计。 关键词：SJA1000 DS18B20 温度检测 CAN总线传输 目录 1 温度检测及SJA1000的硬件电路设计 3 1．1 单片机的选取 3 1. 2 传感器的选取 3 1. 3 独立CAN控制芯片SJA1000 4 1. 4 CAN总线收发器PCA82C250 4 1. 5 工作框图及硬件连接原理图 4 2 软件部分的设计 5 3 心得体会 6 参考文献 6 1 温度检测及SJA1000的硬件电路设计 本模块可作为典型的传感器有线网络节点，可广泛应用于工业级现场，所以模块的电路设计必须考虑到阻容分布参数及噪声的影响，以确保通信准确可靠。 1．1 单片机的选取 本模块选用宏晶公司的高速低功耗单片机STC89C51作为微控制器，其工作电压为2.5～5.5V。该单片机的耗电电流在2.7～7mA之间，因不同的工作模式而不同，用外部中断请求将CPU唤醒只需要10us，因此该单片机能在低功耗模式下具有快速实时响应的特点。此外，STC89C51是增强型8051单片机，比传统51内核单片机速度快8到12倍，并集成了8通道10位精度的A/D模块，串口/SPI接口，片内看门狗定时器等。由于与SJA1000通信需要通过AD7～AD0地址/数据总线来传输数据，STC89C51端口正好满足该接口的要求。 1. 2 传感器的选取 本模块是用于采集环境温度并进行CAN总线传输，实际应用中可根据工程需要接入其它的传感器（如人体红外传感器、烟雾报警传感器等）进行对应的参数检测。 温度传感器选用Dallas公司的可编程单线数字式温度传感器DS18B20实现环境温度采集。该传感器体积小，外形如普通三极管，其内部集成有测温传感器及逻辑控制电路。DS18B20的外围电路简单，成本低，测温精度较高，可以设定9～12位的分辨率，精度为±0.5℃，可以满足一般应用的要求。它还有很多优点，例如：直接输出数字信号，无需后续的信号处理及A/D转换部分；单总线是指一根信号线上可以挂连多个DS18B20，可用于多点测量。 1. 3 独立CAN控制芯片SJA1000 SJA1000是PHILIPS公司早期CAN控制器PCA82C200的替代品，功能更强，具有如下特点：①与PCA82C200引脚兼容、电气兼容，并完全支持BasicCAN工作模式；②扩展的接受缓冲器，64字节，先进先出的FIFO结构；③和CAN2.0B兼容，同时支持11位和29位识别码；④位速率可达1Mbit/s；⑤支持 PeliCAN模式及其扩展功能；⑥通过对输出控制寄存器OCR（output control register）进行编程配置可设置不同的输出驱动类型；⑦增强的温度适应（-40℃～+125℃）。 1. 4 CAN总线收发器PCA82C250 PCA82C250是CAN协议控制器和物理总线和物理总线之间的接口，该器件对CAN物理总线提供差动发送能力并对CAN控制器提供差动接收能力，可实现将CAN节点与CAN物理总线电气隔离的功能。PCA82C250是应用最广泛的CAN收发器。PCA82C250的特点是：①高速度，波特率可达1Mbps；②支持低电流待机模式，未供电的节点不会干扰总线；③内部斜率控制电路以降低射频干扰；④差动接收器具有宽共模范围，有很强的抗电磁干扰（EMI）能力。 5 工作框图及硬件连接原理图 上述各器件组成的单个模块结构图及信号走向图如图1所示. 假定一个应用环境为某车队车库，各个车库温度检测信息通过CAN总线网络传输到调度室中。整体工作框图如图2所示。 图1 单个模块结构图 图2 整体工作框图 具体的单个模块电路原理图如图3所示。各个芯片的VCC、GND分别接电源、接地；单片机与SJA1000的AD7 ～AD0、WR、RD、ALE对应连接即可；现在介绍几个关键连接点：①STC89C51的P1.0口是温度传感器DS18B20的数据采集口，必须用5V电源接一个4.7K的上拉电阻；②SJA1000的接受信息中断口INT为开漏输出，连入STC89C51的INT0口时也需接一个上拉电阻，大小为10K；③STC89C51为高电平复位，SJA1