【正文】 ，其測溫系統(tǒng)簡單，測量精度高，連接方便，占用口線少，轉換速度快，與微處理器的接口簡單，給硬件設計工作帶來了極大的方便，能有效地降低成本，縮短開發(fā)周期 【 11】 。 ② 、測溫范圍 － 55℃～ +125℃，固有測溫分辨率 ℃。主要根據(jù)應用場合的不同而改變其外觀。 IC的其他所有部分將繼續(xù)工作。一個限流電路可防止發(fā)送輸出級對電池電壓的正端和負端短路。但是此 時 IC的其他功能仍繼續(xù)工作。而且它與 “ ISO 11898”標準完全兼容。 通過對比兩方案，在顯示的實現(xiàn)上方案一更加多樣化，但是結合本設計的實際情況，選擇了方案二。 方案二：采 用 LED 顯示模塊， LED 之所以受到廣泛重視并得到迅速發(fā)展，是因為它本身有活動、很多優(yōu)點。使用LCD 或者 LED 都可以實現(xiàn)。 CAN 是一種串行通信協(xié)議，它能有效支持高安全等級的分布實時控制，以多主方式工作，網(wǎng)絡上任一節(jié)點均可在任意時刻主動向網(wǎng)絡上其它節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從；節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其它節(jié)點的操作不受影響；報文采用短幀結構，傳輸時間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯率極低；每幀信息都有 CRC校驗及其它檢錯措施，具有極好的檢錯效果。 方案二：運用 TCP 協(xié)議實現(xiàn)遠程通信。 通訊模塊總線的選擇 遠程通信通常可以采用 RS232 接口標準的串口通信、 CAN 總線通信和 TCP協(xié)議通信。精度：DS18B20 在 10oC 到 +85oC 的范圍內精度為 +。 方案二： LMPT100、 LMPT1000 是帶 LCD 顯示的熱電阻溫濕度傳感器，工作于 40℃～ +85℃ ( LinkMax 溫濕度傳感器 主機范圍，不是外接的傳感器范圍 )工業(yè) 級環(huán)境，采集溫度范圍為－ 200℃～ +200℃，顯示精度 ℃；綜合精度 ℃。 DS18B20 的外圍電路簡單 ,成本低 ,測溫精度較高 ,可以設定 9～ 12 位的分辨率 ,精度為177。這個芯片很適合本系統(tǒng)各項性能指標的要求，同時能大大的減化外圍功能電路的設計，縮短開發(fā)周期，節(jié)省外圍開發(fā)成本。同時 C8051F040 中除具有 4 個標準的 8051 端口 P0、 P P P3 外，還附加了 4 個端口 P P PP7。芯片上有 1 個 12 位多通道 ADC， 2 個 12位 DAC， 2 個電壓比較器， 1 個電壓基準， 1 個 32kB 的 FLASH 存儲器，與 MCS－ 51 指令集完全兼容的高 速 CIP－ 51 內核，峰值速度可達 25MIPS，并且還有硬件實現(xiàn)的 UART 串行接口和完全支持 和 的 CAN 控制器。 第３章 系統(tǒng)方案選擇與電路設計 各模塊方案的選擇 本設計各模塊的選擇主要包括系統(tǒng)微控制器，傳感器的選擇，通訊模塊的選擇， CAN 收發(fā)器模塊選擇，顯示模塊選擇。 PTAT 的輸出通過占空比比較器調制成數(shù)字信號，占空比與溫度的關系如下式： DC=+*t， t 為攝氏度。作為一種高阻電流源，最高可達 20MΩ，所以它不必考慮選擇開關或 CMOS 多路轉換器所引入的附加電阻造成的誤差 。 例如 AD590 是美國模擬器件公司的電流輸出型溫度傳感器，供電電壓范圍為 3~30V，輸出電流 223μA（ 50℃ ） ~423μA（ +150℃ ），靈敏度為 1μA/℃ 。傳感器屬于信息技術的前沿尖端產品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農業(yè)生產、科 學研究和生活等領域，數(shù)量高居各種傳感器之首 【 7， 8】 。在系統(tǒng)運行壽命期內，不可檢測的傳輸錯誤的統(tǒng)計平均小于 210 數(shù)量級。殘余數(shù)據(jù)錯誤概率必 須非常小，使其在系統(tǒng)整個壽命周期內，按平均統(tǒng)計時幾乎檢測不到。如果數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃宰銐蚋?，或者殘留下來的?shù)據(jù)錯誤足夠低的話，這一目標不難實現(xiàn)。 SIEMENS 81C90 和81C91 是相類似的 PART A 11 位 ID 設備，但可在擴展 CAN 上使用而不會引起總線錯誤，原因很簡單：因為它們忽略了擴展 CAN 幀而是被認為是 PART B 設備。 PeliCAN A 部分使用 11 位報文標識符能夠識別出 2032 個不同的標識符（保留十六位作為 ID，但只有低 11 位有效），此部分兼容 BasicCAN。 CAN 的兩種存在 形式 具有 11 位 ID 標識符的 BasicCAN； 帶有擴展成 29 位 ID 標識符的高級形式 PeliCAN。數(shù)據(jù)場范圍為 0 ~ 8 個字節(jié)，其后有一個檢測數(shù)據(jù)錯誤的循環(huán)冗余檢查 (CRC)。 RTR 位標明是數(shù)據(jù)幀 還是請求幀，在請求幀中沒有數(shù)據(jù)字節(jié)。 1 CAN 節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響。在標準幀報文標識符有 11 位，而在擴展幀的報文標識符（ 29 位）的個數(shù)幾乎不受限制。尤其是在網(wǎng)絡負載很 重的情況下，也不會出現(xiàn)網(wǎng)絡癱瘓的情況（以太網(wǎng)則可能）。 CAN 為多主方式工作，網(wǎng)絡上任一節(jié)點均可在任一時刻主動地向網(wǎng)絡上其他節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從。各控制節(jié)點通過 CAN 總線相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程通信。 根據(jù)規(guī)定的不同， 如果是有效數(shù)據(jù)，那么將數(shù)據(jù)打包發(fā)送到 CAN 總線；如果數(shù)據(jù)無效，那么繼續(xù)等待有效數(shù)據(jù)。最后通過串口將數(shù)據(jù)傳回主機顯示，同時將數(shù)據(jù)送 LED 顯示當前溫濕度。選用這個芯片不僅能夠對我的大學四年的知識進行一個總結運用，而且能夠緊跟時代的發(fā)展脈搏，吸取最新鮮的知識體系。此外，C8051F 還采用了 Flash ROM 技術，集成了 JTAG，實現(xiàn)了真正的在線編程和片上調試 【 5】 。因此我最終最終選擇了 Silicon Laboratories 的 C8051F 這一系列高性能 8 位單片機?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集部分通過各種傳感器分別對各種環(huán)境因素數(shù)據(jù)進行實時、不斷的自動收集。配合計算機可組成綜合環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控網(wǎng)。采用 CAN 總線技術后即可解決上述問題。現(xiàn)代信息技術的三大基礎是信息采集 (即傳感器技術 )、信息傳輸 (通信技術 )和信息處理 (計算機技術 )。準確測量溫度對于生物制藥、食品加工、造紙等行業(yè)更是至關重要的。大型儀器設備系統(tǒng)復雜，需要對多種信息進行采集、處理、控制、輸出等操作。由于 CAN 總線具有很高的實時性能 ， 因此 ， CAN 已經(jīng)在 汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制、安全防護等領域中得到了廣泛應用。提出 CAN 總線的最初動機就是為了解決現(xiàn)代汽車中龐大的電子控制裝置之間的通訊 ， 減少不斷增加的信號線。 給出了曾在 CAN 技術規(guī)范版本 中定義的 CAN 報文格式，而 給出了標準的和擴展的兩種報文格式。同時，正由于現(xiàn)場總線的標準尚未統(tǒng)一，也使得現(xiàn)場總線的應用得。典型的分散式控制系統(tǒng)由現(xiàn)場設備、接口與計算設備以及通信設備組成。由于對系統(tǒng)可靠性和靈活性的高要求，工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)為：控制面向多元化，系統(tǒng)面向分散化，即負載分散、功能分散、危險分散和地域分散。 附錄 3 ............................ 錯誤 !未定義書簽。 CAN 通信 ...................................... 錯誤 !未定義書簽。 電源模塊電路設計 ............................. 錯誤 !未定義書簽。 ℃，測量范圍 50～80℃，系統(tǒng)反應時間小于 1 秒。 南 京 理 工 大 學 畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 作 者 : 張光鴻 學 號： 0810190246 學院 (系 ): 自動化 專 業(yè) : 電氣工程及其自動化 題 目 : 基于 CAN 的溫度檢測系統(tǒng)設計 檢 測 電 路 硬 件 設 計 指導者： (姓 名 ) (專業(yè)技術職務 ) 評閱者： (姓 名 ) (專業(yè)技術職務 ) 年 月 胡戍方 畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要 CAN 總線是一種多主方式的串行通訊協(xié)議，以其高比特率、高抗電磁干擾性、高實時性，在汽車工業(yè)、航空工業(yè)和工業(yè)控制等對數(shù)據(jù)實時性要求較高的領域中得到了廣泛應用。本設計測量溫度的精度為 177。s C8051F040microcontroller as the main control chip, based on the CAN bus design, based on the DS18B20 temperature sensor to realize the realtime environment temperature and humidity detection. The design process mainly consists of temperature sensor DS18B20data transfer through the bus to the microcontroller, SCM processing and display. The design of temperature measuring precision of plus or minus DEG C, measuring range 50to 80 DEG C, system response time of less than 1 general, the system has wider temperature and humidity measurements scope, higher stability and precision, simple equipment and higher performanceprice ratio. It is very good to have realized the realtime detection for the environment. Keywords CAN bus C8051F040 DS18B20 TJA1050 目 錄 1 引言 選題背景與依據(jù) ............................................... 7 選題背景 ................................................... 7 發(fā)展及現(xiàn)狀 ................................................. 7 選題意義 ................................................... 8 系統(tǒng)綜述 ..................................................... 9 系統(tǒng)工作過程 ............................................... 9 系統(tǒng)總體構成 ............................................... 9 2 系統(tǒng)原理介紹 CAN 總線協(xié)議和工作原理 ....................................... 11 CAN 總線的特性 ............................................ 11 CAN 的報文格式 ............................................ 11 CAN 的兩種存在形式 ........................................ 12 CAN 的可靠 性分析 .......................................... 12 傳感器原理 .................................................. 13 3 系統(tǒng)方案選擇和電路設計 各模塊方案的選擇 ............................................ 14 系統(tǒng)微控制器的選擇 ........................................ 14 傳感器的選擇 .............................................. 15 通訊模塊總線的選擇 ........................................ 16 顯示模塊的選擇 ............................................ 17 CAN 收發(fā)器的選擇 .......................................... 17 溫度采集模塊電路設計 ........................................ 18 顯示模塊電路設計 ............................................ 19 溫度顯示電路設計 .......................................... 20 CAN 收發(fā)器外圍電路設計 .....