【正文】 本系統(tǒng)復(fù)位原理圖如上圖 所示。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 從圖 可以看出，在通信模塊中的單片機(jī)及其外圍電路中主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、CAN 通信電路、串口電路等外圍電路組成。設(shè)計(jì)一種可以用于大規(guī)模多點(diǎn)溫度的檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。 ②具有 16 個(gè)行驅(qū)動(dòng)輸出和 61 個(gè)列驅(qū)動(dòng)輸出。 本系統(tǒng)的顯示屏采用 FM12232B 液晶模塊，實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。部分功能電路的集成，使總體電路更簡(jiǎn)潔，搭建電路和焊接電路時(shí)更快。采用數(shù)字溫度芯片 DS18B20 測(cè)量溫度， 輸出信號(hào)全數(shù)字化 。計(jì)數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。C。 DS18B20 是美國(guó) 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(cè)溫和控制領(lǐng)域 [17]。 DS18B20 的最大特點(diǎn)之一采用了單總線(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù) 字溫度計(jì) DS18B20 和微控制器構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置 ， 它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào) ， 可直接與計(jì)算機(jī)連接。而且在溫度測(cè)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(hào)，必須經(jīng)過(guò) A/D轉(zhuǎn)換后才能送給計(jì)算機(jī) ， 這樣就使得測(cè)溫裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)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(lèi)。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(guò)由引腳 8 至地連接的電阻進(jìn)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(xiàn)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 52 頁(yè) 首先， 82C250 驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部具 有限流電路，可防止輸出級(jí)對(duì)電源、地或 負(fù)載短路 [13]。 驗(yàn)收濾波器單元完成接收信息的濾波，只有驗(yàn)收濾波器通過(guò)且無(wú)差錯(cuò)，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(biāo)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(guò)訪問(wèn)接收信息計(jì)數(shù)器 (RMC)得知。主控制器可直接將標(biāo)識(shí)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(qǐng)求位 TR，啟動(dòng) 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(gè)完整的 CAN 信息幀，提供給收發(fā)器發(fā)往總線(xiàn)。 SJA1000 主要負(fù)責(zé)把并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 CAN 的格式進(jìn)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(jì)的主要器件選擇 在糧庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)中溫度是主要的參數(shù)，本設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)溫度參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由單片機(jī)或其它微型機(jī)來(lái)完成，并實(shí)現(xiàn)顯示溫度值，當(dāng)測(cè)量到的溫度超過(guò)用戶(hù)界限時(shí)報(bào)警。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號(hào)，則需要設(shè)計(jì)信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到計(jì)算機(jī)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(chǎng) RTR 18 位標(biāo)示符 SRR IDE 11 位標(biāo)示符 SOF 控制場(chǎng) IDE/r1 r0 DLC3 DLC2 DLC1 DLC0 控制場(chǎng) 數(shù)據(jù)場(chǎng) 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼 保留為 仲裁場(chǎng) 基于 CAN總線(xiàn)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 52 頁(yè) 超載幀包括兩個(gè)位場(chǎng)：超載標(biāo)志和超載界定符。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼為 4位，在控制場(chǎng)中發(fā)送。所有站都必須同步于首先開(kāi)始發(fā)送的那個(gè)站的幀起始前沿。 標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式的仲裁場(chǎng)格式不同。 (差動(dòng)傳輸方式 ) 報(bào)文傳輸及其幀結(jié)構(gòu) 圖 數(shù)據(jù)幀標(biāo)準(zhǔn)格式中的仲裁場(chǎng)結(jié)構(gòu) CAN總線(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸由以下 4個(gè)不同的幀類(lèi)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(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最大傳輸距離與其位速率有關(guān)，其對(duì)應(yīng)關(guān) 基于 CAN總線(xiàn)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 52 頁(yè) 系見(jiàn)表 22 所示。 CAN 層的定義與開(kāi)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(shí)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(guò)模型物理層的物理傳 播 媒 體 應(yīng)用層 有設(shè)計(jì)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(wèn)控制子層 MAC 物理信號(hào)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(xiàn)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 52 頁(yè) 介質(zhì)互連，表 21 中展示了 OSI 開(kāi)放式互連模型的各層。 （ 2） CAN 總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn) ： 基于 CAN總線(xiàn)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 52 頁(yè) ① 具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)； ② 采用雙線(xiàn)串行通信方式，檢錯(cuò)能力強(qiáng)，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(gè)控制模塊通過(guò) CAN 控制器掛到 CANbus 上，形成多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)； ④ 可根據(jù)報(bào)文的 ID 決定接收或屏蔽該報(bào)文； ⑤ 可靠的錯(cuò)誤處理和檢 錯(cuò)機(jī)制； ⑥ 發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)； ⑦ 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線(xiàn)的功能； ⑧ 報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來(lái)指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息。和上面不同之處在于，節(jié)點(diǎn)并不等待信息的到來(lái)，而是主動(dòng)去索取。 CAN 總線(xiàn)是一個(gè)基于報(bào)文而不是基于站點(diǎn)地址的協(xié)議。 圖 CAN總線(xiàn) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) CAN 總線(xiàn)中一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，多個(gè)節(jié)點(diǎn)接收信息；但 CAN 總線(xiàn)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(shí)， 8 個(gè)字節(jié)不會(huì)占用總線(xiàn)時(shí) 間過(guò)長(zhǎng) ，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性； ） CAN 協(xié)議采用 CRC 檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能 ，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。 基于 CAN總線(xiàn)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 52 頁(yè) 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)將專(zhuān)用于微處理器置入傳統(tǒng)的測(cè)量控制儀表，使它們各自具有數(shù)字計(jì)算和通信能力，采用可進(jìn)行簡(jiǎn)單連接的雙絞線(xiàn)等作為總線(xiàn)，把多個(gè)測(cè)量控制儀表連接成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并按公開(kāi)、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)微型計(jì)算機(jī)化測(cè) 量控制設(shè)備之間以及現(xiàn)場(chǎng)儀表與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應(yīng)實(shí)際需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)。如能充分利用智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)及越 線(xiàn)報(bào)警提示技術(shù)，由此推廣應(yīng)用將可能出現(xiàn)一定的市場(chǎng)規(guī)模，應(yīng)用前景將更加看好。奔馳 S 型轎車(chē)上采用的就是 CAN總線(xiàn)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(chǎng)設(shè)備，加上現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有通信能力，因而控制系統(tǒng)功能能夠不依賴(lài)控制室中的計(jì)算機(jī)或 控制儀表，直接在現(xiàn)場(chǎng)完成，實(shí)現(xiàn)了徹底的分散控制。隨著微處理器與計(jì)算機(jī)功能的不斷增強(qiáng)和價(jià)格的降低，計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)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(xiàn)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 52 頁(yè) 目 錄 1 緒論 ................................................................... 5 背景介紹 .......................................................... 5 國(guó)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(chǎng)總線(xiàn)概況 ................................................ 6 溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用前景 ..................................... 7 2 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) CAN 原理介紹 ................................................... 7 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)簡(jiǎn)介 ...................................................... 7 CAN 總線(xiàn)簡(jiǎn)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(jiǎn)介 ................................................ 11 3 基于 CAN 多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) .................................... 15 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ................................................. 15 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要器件選擇 ........................................... 16 微處理器 ................................................... 16 SJA1000 控制器 .............................................. 17 PCA82C250 總線(xiàn)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(jì) ........................................................ 27 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...