【正文】 本系統(tǒng)復位原理圖如上圖 所示。 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 從圖 可以看出，在通信模塊中的單片機及其外圍電路中主要由單片機最小系統(tǒng)、CAN 通信電路、串口電路等外圍電路組成。設(shè)計一種可以用于大規(guī)模多點溫度的檢測報警系統(tǒng)。 ②具有 16 個行驅(qū)動輸出和 61 個列驅(qū)動輸出。 本系統(tǒng)的顯示屏采用 FM12232B 液晶模塊，實現(xiàn)電流信號數(shù)據(jù)的實時顯示。部分功能電路的集成，使總體電路更簡潔，搭建電路和焊接電路時更快。采用數(shù)字溫度芯片 DS18B20 測量溫度， 輸出信號全數(shù)字化 。計數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在 55℃ 所對應(yīng)的一個基數(shù)值。C。 DS18B20 是美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的一款溫度傳感器，其具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域 [17]。 DS18B20 的最大特點之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù) 字溫度計 DS18B20 和微控制器構(gòu)成的溫度測量裝置 ， 它直接輸出溫度的數(shù)字信號 ， 可直接與計算機連接。而且在溫度測量系統(tǒng)中， 采用單片溫度傳感器 ， 比如 AD590， LM35 等 .但這些芯片輸出的 都是模擬信號，必須經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換后才能送給計算機 ， 這樣就使得測溫裝置的結(jié)構(gòu)較復雜 。 溫度傳感器的選擇 溫度傳感器大致可以分為模擬溫度傳感器和數(shù)字溫度傳感器兩類。為 降低射頻干擾，應(yīng)限制上升和下降的斜率，上升和下降的斜率可通過由引腳 8 至地連接的電阻進行控制，斜率正比于引腳 8 上的電流輸出。 圖 82C250 功能框圖 （ 3） PCA82C250 的功能 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統(tǒng)設(shè)計 第 20 頁 共 52 頁 首先， 82C250 驅(qū)動電路內(nèi)部具 有限流電路，可防止輸出級對電源、地或 負載短路 [13]。 驗收濾波器單元完成接收信息的濾波，只有驗收濾波器通過且無差錯，才把接收的信息幀送入接收 FIFO 緩沖區(qū)，且置位接收緩沖區(qū)狀態(tài)標志 ，表明接收緩沖區(qū)中己有成功接收的信息幀，接收幀的數(shù)量可通過訪問接收信息計數(shù)器 (RMC)得知。主控制器可直接將標識符和數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖區(qū)，然后置位命令寄存器 (CMR)中的發(fā)送請求位 TR，啟動 CAN核心模塊讀取發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，按 CAN協(xié)議封裝成一個完整的 CAN 信息幀，提供給收發(fā)器發(fā)往總線。 SJA1000 主要負責把并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 CAN 的格式進行發(fā)送和接收。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 圖 系統(tǒng)組成框圖 系統(tǒng)設(shè)計的主要器件選擇 在糧庫、倉庫中溫度是主要的參數(shù)，本設(shè)計要求設(shè)計溫度參數(shù)的自動檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由單片機或其它微型機來完成，并實現(xiàn)顯示溫度值，當測量到的溫度超過用戶界限時報警。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號，則需要設(shè)計信號調(diào)理電路、 A/D 轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電 路，才能把傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到計算機去處理。 濾波寄存器和 屏蔽寄存器決定是否將信息裝入接收緩沖區(qū)。 仲裁場 RTR 18 位標示符 SRR IDE 11 位標示符 SOF 控制場 IDE/r1 r0 DLC3 DLC2 DLC1 DLC0 控制場 數(shù)據(jù)場 數(shù)據(jù)長度代碼 保留為 仲裁場 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統(tǒng)設(shè)計 第 15 頁 共 52 頁 超載幀包括兩個位場：超載標志和超載界定符。數(shù)據(jù)長度碼為 4位，在控制場中發(fā)送。所有站都必須同步于首先開始發(fā)送的那個站的幀起始前沿。 標準格式和擴展格式的仲裁場格式不同。 (差動傳輸方式 ) 報文傳輸及其幀結(jié)構(gòu) 圖 數(shù)據(jù)幀標準格式中的仲裁場結(jié)構(gòu) CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸由以下 4個不同的幀類型所表示和控制，它們分別是 [7]： 數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)幀將數(shù)據(jù)從發(fā)送器傳送到接收器。 CAN 網(wǎng)絡(luò)上的任意兩個節(jié)點之間的最大傳輸距離與其位速率有關(guān)，其對應(yīng)關(guān) 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統(tǒng)設(shè)計 第 13 頁 共 52 頁 系見表 22 所示。 CAN 層的定義與開放系統(tǒng)互連模型（ OSI） 一致，每一層與另一設(shè)備上相同的那一層通訊，實際的通訊發(fā)生在每一設(shè)備上的相鄰的兩層，而設(shè)備只通過模型物理層的物理傳 播 媒 體 應(yīng)用層 有設(shè)計者自行定義 … 數(shù)據(jù) 鏈路層 物理層 邏輯鏈路控制子層 LLC 媒體訪問控制子層 MAC 物理信號子層 PLS 物理媒體附屬子層 PMA 媒體相關(guān)接口子層 MDI CAN 控制器 CAN 收發(fā)器 CAN 協(xié)議 規(guī)范 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統(tǒng)設(shè)計 第 12 頁 共 52 頁 介質(zhì)互連，表 21 中展示了 OSI 開放式互連模型的各層。 （ 2） CAN 總線的優(yōu)點 ： 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統(tǒng)設(shè)計 第 11 頁 共 52 頁 ① 具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強、成本低等優(yōu)點； ② 采用雙線串行通信方式，檢錯能力強，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作； ③ 具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能，多個控制模塊通過 CAN 控制器掛到 CANbus 上，形成多主機局部網(wǎng)絡(luò)； ④ 可根據(jù)報文的 ID 決定接收或屏蔽該報文； ⑤ 可靠的錯誤處理和檢 錯機制； ⑥ 發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā)； ⑦ 節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能； ⑧ 報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息。和上面不同之處在于，節(jié)點并不等待信息的到來，而是主動去索取。 CAN 總線是一個基于報文而不是基于站點地址的協(xié)議。 圖 CAN總線 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) CAN 總線中一個節(jié)點發(fā)送信息，多個節(jié)點接收信息；但 CAN 總線的信息存取方式既不同于令牌方式的 Aret，也不同于主從方式的 Bitbus，采用的是一種 廣播式 的存取工作方式。 同時， 8 個字節(jié)不會占用總線時 間過長 ，從而保證了通信的實時性； ） CAN 協(xié)議采用 CRC 檢驗并可提供相應(yīng)的錯誤處理功能 ，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統(tǒng)設(shè)計 第 8 頁 共 52 頁 現(xiàn)場總線技術(shù)將專用于微處理器置入傳統(tǒng)的測量控制儀表，使它們各自具有數(shù)字計算和通信能力，采用可進行簡單連接的雙絞線等作為總線，把多個測量控制儀表連接成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場的多個微型計算機化測 量控制設(shè)備之間以及現(xiàn)場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應(yīng)實際需要的自動控制系統(tǒng)。如能充分利用智能化技術(shù)，實現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)的自動檢測及越 線報警提示技術(shù)，由此推廣應(yīng)用將可能出現(xiàn)一定的市場規(guī)模，應(yīng)用前景將更加看好。奔馳 S 型轎車上采用的就是 CAN總線系統(tǒng) 。把原先 DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊放入現(xiàn)場設(shè)備，加上現(xiàn)場設(shè)備具有通信能力，因而控制系統(tǒng)功能能夠不依賴控制室中的計算機或 控制儀表，直接在現(xiàn)場完成，實現(xiàn)了徹底的分散控制。隨著微處理器與計算機功能的不斷增強和價格的降低，計算機與計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。176。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 the main portion of the external circuit section of the surveillance module is the temperature sensor. The clock chip of the main control module uses DS12887, the EEPROM memory chip can select AT24C16, the LCD display module can select FM12232B. The temperature sensor of the surveillance module use the digital sensor DS18B20, the lininal value of the temperature sensor is setted at 50 ℃ by the system. This paper presents the architecture of the system and the hardware and software design proposal , enabling the function of realtime temperature measurement and the offlimited alarm .The system has good reliability, high transmission rate, strong antiinterference and so on. This system can also be applied to the granary, the north central heating and hot water supply center, the cement paving of a large area and other occasions. Keywords: CANbus； DS18B20； AT89S52 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統(tǒng)設(shè)計 第 3 頁 共 52 頁 目 錄 1 緒論 ................................................................... 5 背景介紹 .......................................................... 5 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況 ............................................ 5 溫度傳感器的發(fā)展概況 ........................................ 5 現(xiàn)場總線概況 ................................................ 6 溫度監(jiān)測及報警系統(tǒng)的應(yīng)用前景 ..................................... 7 2 現(xiàn)場總線 CAN 原理介紹 ................................................... 7 現(xiàn)場總線簡介 ...................................................... 7 CAN 總線簡介 ...................................................... 8 CANbus 的產(chǎn)生與發(fā)展 ......................................... 8 CANbus 的基本工作原理 ....................................... 9 CANbus 的特征 .............................................. 10 CAN 協(xié)議簡介 ................................................ 11 3 基于 CAN 多點溫度檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計 .................................... 15 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 ................................................. 15 系統(tǒng)設(shè)計的主要器件選擇 ........................................... 16 微處理器 ................................................... 16 SJA1000 控制器 .............................................. 17 PCA82C250 總線收發(fā)器 ........................................ 19 溫度傳感器的選擇 ........................................... 20 顯示器的選擇 ............................................... 24 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)組成 ................................................. 25 4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ........................................................ 27 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 ...