【正文】 .......................................................23結(jié)論與展望 ...............................................................................................................................24致 謝 .......................................................................................................................................25參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................26附錄 A 原理圖 ...........................................................................................................................27附錄 B 一篇引用的外文文獻(xiàn)及其譯文 ...................................................................................28附錄 C 列入的主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要 ..........................................................................30附錄 D 實(shí)驗(yàn)的部分主要源程序 ..............................................................................................32VII插圖清單圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 .............................................................................................................4圖 31 AT89S51 單片機(jī)引腳圖 ..........................................................................................6圖 32 DS18B20 外形結(jié)構(gòu)圖 .............................................................................................9圖 33 DS18B20 的寫時(shí)序 ...............................................................................................10圖 34 DS18B20 的讀時(shí)序 ...............................................................................................10圖 35 PCA82C250 收發(fā)器 ...............................................................................................11圖 36 CAN 總線系統(tǒng)硬件電路原理圖 ..........................................................................14圖 37 振蕩電路 ................................................................................................................15圖 38 外部時(shí)鐘的電路 ....................................................................................................16圖 39 上電復(fù)位 ................................................................................................................16圖 310 開機(jī)復(fù)位 ..............................................................................................................17圖 311 時(shí)鐘電路 ..............................................................................................................17圖 312 DS18B20 接口電路 .............................................................................................18圖 41 總流程圖 ................................................................................................................19圖 42 CAN SJA1000 初始化 ...........................................................................................20圖 43 SJ1000 發(fā)送 ...........................................................................................................21圖 44 SJA1000 接受 ........................................................................................................22基于 CAN 總線的溫度檢測(cè)系統(tǒng)VIII表格清單表 31 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) .................................................................................................9表 32 SJA1000 的功能框圖 ............................................................................................12基于 CAN 總線的溫度檢測(cè)系統(tǒng) 0 引 言 自動(dòng)控制系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域尤其是工業(yè)領(lǐng)域中有著及其廣泛的應(yīng)用，溫度控制是控制系統(tǒng)中最為常見的控制類型之一。隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通過單片機(jī)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制日益成為今后自動(dòng)控制領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域 ,如家電、汽車、材料、電力電子等 ,常用的控制電路根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和所要求的性能指標(biāo)有所不同 , 在工業(yè)企業(yè)中,如何提高溫度控制對(duì)象的運(yùn)行性能一直以來都是控制人員和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員努力解決的問題。 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20只用一個(gè)引腳即可與單片機(jī)進(jìn)行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機(jī)更加具有擴(kuò)展性。由于 DS18B20芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器 DS18B20做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實(shí)用性。更能串接多個(gè)數(shù)字溫度傳感器 DS18B20進(jìn)行范圍的溫度檢測(cè)。采用單片機(jī) AT89S51對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 本文采用 DS18B20測(cè)溫芯片作為傳感器，使用 CAN 總線標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)溫度測(cè)試體統(tǒng)，該系統(tǒng)精度高，可靠性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本底，用于各種檢測(cè)溫度場(chǎng)合。 安徽工程大計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒 論 本設(shè)計(jì)研究的背景和實(shí)際意義現(xiàn)場(chǎng)總線是唯一有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。它是應(yīng)用在生產(chǎn)最底層的一種總線型拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)，是用作現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的、直接與所有受控節(jié)點(diǎn)串行相連的通信網(wǎng)絡(luò)。受控設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)所處的環(huán)境可能很特殊，對(duì)信號(hào)的干擾往往是多方面的，這就要求控制必須是實(shí)時(shí)性很強(qiáng)。在 20 世紀(jì) 80 年代初，工程人員開始討論現(xiàn)有的總線系統(tǒng)運(yùn)用于轎車的可能性。1986 年 2 月在 SAE 大會(huì)上，博世公司提出了 CAN，稱為“Automotive Serial Controller Area Network”。今天幾乎每一輛在歐洲誕生的新轎車都至少裝配有一個(gè) CAN 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。CAN 也應(yīng)用在從火車到輪船等其他類型的運(yùn)輸工具上，以及工業(yè)控制方面 。由于 CAN 總線具有多主方式工作、非破壞總線仲裁、直接通訊距離遠(yuǎn)、通信介質(zhì)靈活、性價(jià)比高等特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍目前已不再局限于汽車行業(yè)，而擴(kuò)展到了機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、家用電器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN 已經(jīng)形成了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并已被公認(rèn)為集中最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。對(duì)于 CAN 總線的開發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 研究相關(guān)內(nèi)容的現(xiàn)狀 隨著科技的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，溫度在人們的生產(chǎn)和生活中扮演的角色越來越重要。因此在現(xiàn)代的生產(chǎn)和生活中對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)便有了十分重要的意義。但是，目前常用的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大多存在至少兩大缺點(diǎn)：其一，使用的通信網(wǎng)絡(luò)可靠性低，抗干擾能力差，成本高；其二，線路上傳送的是模擬信號(hào)，易受干擾和損耗。為了克服這些缺點(diǎn)，本文提出了將目前最有前途之一的 CAN 總線技術(shù)與數(shù)字化傳感器技術(shù)結(jié)合起來的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)了基于 CAN 總線的智能化溫度檢測(cè)系統(tǒng) [5]。溫度測(cè)量控制系統(tǒng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色,它對(duì)人們的生活具有很大的影響,所以溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究有十分重要的意義。溫度是生產(chǎn)過程和科學(xué)試驗(yàn)中普遍存在的物理量,許多領(lǐng)域都需要對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控。溫度檢測(cè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)等各領(lǐng)域有著非常重要的意義和價(jià)值,因此良好的溫度檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于溫度檢測(cè)來說就顯得尤為重要。本文研究的溫度檢測(cè)系統(tǒng)就是為了完成本單位溫度檢測(cè)工作。由于工作要求精度高,測(cè)量范圍廣,需要研制一種方便的以精密鉑電阻為標(biāo)準(zhǔn)傳感器的高精度數(shù)字溫度檢測(cè)系統(tǒng)。精度問題是本系統(tǒng)需要解決的一個(gè)非常重要的問題,要求檢測(cè)精度達(dá)到177?！妗Ｓ?DSl8820 溫度傳感器對(duì)測(cè)量點(diǎn)的溫度進(jìn)行采集，可測(cè)量多點(diǎn)溫 DSl8820 溫度，單片機(jī)負(fù)責(zé)將采集到的各溫度值進(jìn)行處理，然后將測(cè)量值傳輸?shù)?CAN 總線上，多個(gè) CAN總線通信系統(tǒng)可構(gòu)成 CAN 總線通信網(wǎng)絡(luò)，彼此進(jìn)行通信，溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)，CAN 總線系統(tǒng)很容易擴(kuò)展成多點(diǎn)的溫度監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)較大系統(tǒng)的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)任務(wù)?；?CAN 總線的溫度檢測(cè)系統(tǒng) 2 課題完成功能 利用 AT89S51 單片機(jī)、SJA1000CAN 控制器設(shè)計(jì)開發(fā)基于智能節(jié)點(diǎn)的 CAN 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)并發(fā)送狀態(tài)信息。安徽工程大計(jì)（論文） 3 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方案 設(shè)計(jì)的主要思路整個(gè)系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)和一臺(tái)主控制器組成。主控制器和智能節(jié)點(diǎn)通過 CAN 總線連成網(wǎng)絡(luò)。智能節(jié)點(diǎn)每個(gè) 1 秒采集一次溫度值，將采集到的溫度值在本機(jī)顯示并通過 CAN總線傳輸?shù)街骺刂破?。主控制器接收智能?jié)點(diǎn)的溫度值并顯示，并可通過 CAN 總線向智能節(jié)點(diǎn)發(fā)送溫度。 溫度檢測(cè)的總體方案設(shè)計(jì) 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的需要，本溫度測(cè)控系統(tǒng)主要完成的功能有：對(duì)熱電偶溫度傳感器Pt100 的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)；利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 對(duì)溫度的檢測(cè)；現(xiàn)場(chǎng) LED 顯示數(shù)字溫度信號(hào)以及鍵盤控制功能；主站通過 CAN 總線與下位機(jī)通信,實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控。系統(tǒng)主要由：監(jiān)控模塊、測(cè)溫模塊、現(xiàn)場(chǎng)顯示模塊和 CAN 總線通信等部分組成。設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 21： 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 上位機(jī)電平轉(zhuǎn)換 收發(fā)節(jié)點(diǎn) 溫度節(jié)點(diǎn) 速度節(jié)點(diǎn) CAN 總線基于 CAN 總線的溫度檢測(cè)系統(tǒng) 4 第 3 章 CAN 總線溫度檢測(cè)系統(tǒng)的硬件及設(shè)計(jì) CAN 總線的介紹 CAN 總線是德國(guó)一家公司在 20 世紀(jì) 80 年代初為解決汽車中大量的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。CAN 能靈活有效地支持具有較高安全等級(jí)的分布式控制．其數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá) 1Mbps，在汽車、煤礦安全檢測(cè)、自動(dòng)化儀表、