【正文】 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8 MS Byte S S S S S S S S 2． DS18B20 用 12 位存貯溫值度 ,最高位為符號(hào)位 ,下 圖為 DS18B20 的溫度存儲(chǔ)方 式 ,電路測(cè)試結(jié)果分析 16 負(fù) 溫度 S=1,正溫度 S=0。 e) 位流處理器 BSP 用來(lái)控制發(fā)送、接收緩沖區(qū)及 CAN總線(xiàn)的數(shù) 據(jù)流 。通過(guò)將引腳 P00 接地可選擇高速方式。對(duì)于 CAN 控制器及帶有 CAN 總線(xiàn)接口的器件， 82C250 并不是必須使用的器件，因?yàn)槎鄶?shù) CAN 控制器均具有配置靈活的收發(fā)器件，并允許總線(xiàn)故障，只是驅(qū)動(dòng)能力只允許 20～ 30 個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在一條總線(xiàn)上。 AT89 系列以 MCS51 為內(nèi)核，兼容了 MCS51電路測(cè)試結(jié)果分析 19 的硬件和軟件，其主要優(yōu)點(diǎn) 在于 。三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。P14用于報(bào)警信號(hào)輸 出 ,當(dāng)溫度超過(guò)一定范圍就給 P14輸出一個(gè)高電 平 ,經(jīng) 三極管放大后驅(qū)動(dòng)蜂 鳴器 。保 存 A寄存器 MOV A,4 。若 總線(xiàn)釋放跳出循環(huán) DJNZ B,WAITL 。設(shè) 置時(shí)間常數(shù) CLR 。等 待 56Us POP B SET B 。 之后在 t1時(shí)刻將總線(xiàn)拉 高 ,產(chǎn)生讀時(shí)間隙讀時(shí)間 隙 ,在 t1時(shí)刻后 t2時(shí)刻前有效 。1us NOP 。1us NOP 。8位讀完 ? POP B 。 DS1232能 夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)向微處理器供電的電源電壓，當(dāng)電源電壓 VCC低于預(yù)置值時(shí)，DS1232的第 5腳和第 6腳輸出互補(bǔ)復(fù)位信號(hào) RST和 RST。若忽略掉它 們 ,則 會(huì)使數(shù)據(jù)通信的抗干擾性及可靠性大大降低。 LCD本生不發(fā)光，只是調(diào)節(jié)光的亮度，目前市售的 LCD顯示器都是利用液晶的扭曲 向列效應(yīng)原理制成的。 1～ 4鍵是數(shù)字鍵， 5～ 8是功能鍵，當(dāng)對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描時(shí)首先判斷是數(shù)字鍵還是功能鍵，若是數(shù)字鍵則送顯示緩沖區(qū)，以便顯示。 DS18B20初始化 及驅(qū)動(dòng) 程序見(jiàn)附錄 2。命令寄存器 SR EQU 0BF02H 。開(kāi)始初始化 MOV A , 01H 。寫(xiě)總線(xiàn)定時(shí)寄存器 1 MOV A ,NBTR1 MOVX DPTR ,A MOV DPTR , OCR 。 數(shù)據(jù)從 CAN總線(xiàn)到 CAN控制器的接收緩沖區(qū)也是由 CAN控制器自動(dòng)完成的。若有鍵按下，則延時(shí) 5～ 18MS，在一次判斷有無(wú)鍵按下，如果此時(shí)仍有鍵按下，則認(rèn)為鍵盤(pán)上有一個(gè)鍵處于穩(wěn)定閉合期。最后將行值和列值相加，即得到鍵值（ 16進(jìn)制數(shù)）。 （ 4）為了保證每閉合一次， CPU只做一次處理，程序中需等閉 合鍵釋放后才對(duì)其進(jìn)行處理。鍵盤(pán)初始化程序見(jiàn)附錄 3。第三 次 移動(dòng)，仍 無(wú)鍵按下 ，R3=00H+01H+01H=03H；當(dāng)?shù)谒拇我苿?dòng)，發(fā)現(xiàn)有鍵按下， R3=03H,不變。每掃描一行后，如無(wú)鍵按下，則行值寄存器加 08H；如有鍵按下，則行值寄存器保持原值，并轉(zhuǎn)至求相應(yīng)的列值。如果沒(méi)有鍵按下，則讀入的列鍵為 FFH；如果有鍵按下，則讀入的列值不為FFH。其數(shù)據(jù)幀形 式如下 : 幀起 始 → 仲裁場(chǎng) → 控制場(chǎng) → 數(shù)據(jù)場(chǎng) (8B)→CRC 場(chǎng) →ACK 場(chǎng) → 幀結(jié)束 在接收到主機(jī)的發(fā)送請(qǐng)求 后 ,發(fā)送程序啟動(dòng)發(fā)送命 令。寫(xiě)總線(xiàn)定時(shí)寄存器 0 MOV A ,NBTR0 ?？偩€(xiàn)定時(shí)寄存器 1 OCR EQU 0BF08H 。 SJA1000的初始化程序 : 設(shè) SJA1000的首地址是 0BF00H CR EQU 0BF00H 。 下位分機(jī)的流程圖如圖 11所示： 電路測(cè)試結(jié)果分析 32 N 圖 11 下位分機(jī)流程圖 開(kāi)始 接收主機(jī)命令 發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī) 讀溫度 初始化 DS18B20 初始化 CAN 總線(xiàn) 判斷超限 是否更改控制參數(shù) 更改溫度數(shù) 據(jù)上下限 是否發(fā)送數(shù)據(jù) 報(bào)警 YY Y N Y 電路測(cè)試結(jié)果分析 33 上位機(jī)的流程圖： Y 圖 12 上位機(jī)流程圖 溫度采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ,溫度測(cè)量這一部分程序作為一個(gè)獨(dú)立的程序段可定時(shí)調(diào)用。否則，有較大的直流分量，將使液晶材料迅速分解，大大縮短顯示器的工作壽命。所謂鍵譯碼就是找到每個(gè)鍵的鍵值，然后根據(jù)鍵值進(jìn)而確定其是功能鍵還是數(shù)值鍵，并分別進(jìn)行處理。看門(mén)狗定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間由 DS1232的 TD引腳確定 。其引腳 8(RS)可以選擇 2種不同的工作 方式 : 1)把該引腳直接與地 相連 ,系統(tǒng) 將處于高速工作 方式 。調(diào)讀 1位子程序 RRC A 。 0內(nèi)容 C NOP 。讀 開(kāi)始圖 2255的 t0時(shí)刻 NOP 。調(diào) 寫(xiě) 1位子程序 DJNZ BWLOP 。1us MOV ,C 。 寫(xiě)位子程序 (待寫(xiě)位的內(nèi)容在 C中 ) WRBIT: PUSH B 。設(shè)置 時(shí)間常數(shù) CLR C 。 初始化子程序 RESET: PUSH B 。P2口作為數(shù)據(jù)輸 出 ,即將溫度信號(hào)編碼后輸出到 2位 LED顯示和 CAN總線(xiàn)接口芯片 SJA1000數(shù)據(jù)輸入端口。低功耗的閑置和掉電模式 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫(xiě) /擦 循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 現(xiàn)在世界上比較著名的單片機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家有美國(guó) INTEL公司， MOTOROLA 公司， TI 公司， MAXIM 公司， NS 公司， ATMEL 公司等。若檢測(cè)到顯 示 位， RXD 將轉(zhuǎn)至低電平，微控制器應(yīng)通過(guò)引腳 8 將發(fā)送器變?yōu)檎７绞阶鳛閷?duì)此條件作出的反應(yīng)。 在高速工作方式下，發(fā)送器輸出晶體管以盡可能快的速度啟閉。 c) 接收緩沖區(qū) RXB 接收緩沖區(qū)為 64字節(jié)的 CPU接收信息的 FIFO寄 存器 。 溫度計(jì)算： 1． DS18B20 用 9 位存貯溫值度 ,最高位為符號(hào)位 ,下圖為 DS18B20 的溫度存儲(chǔ)方 式 ,負(fù)溫度 S=1 正溫度 S=0。該系統(tǒng)精度高、可靠性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低 ,在適用范圍內(nèi)可取代傳統(tǒng)的測(cè)溫系統(tǒng) ,對(duì)該系統(tǒng)稍加修改 ,可使它應(yīng)用于在多種測(cè)溫場(chǎng)合。但它往往需要冷端補(bǔ)償 ,且電路較復(fù)雜 ,調(diào)試麻煩。與其它網(wǎng)絡(luò)不同，在 CAN 總線(xiàn)的通信協(xié)議中，沒(méi)有節(jié)點(diǎn)地址的概念，也沒(méi)有任何與節(jié)點(diǎn)地址相關(guān)的信息存在，它支持的是基于數(shù)據(jù)的工作方式。在 CiA 的努力推廣下， CAN 技術(shù)在汽車(chē)電控制系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、紡織機(jī)械、船舶運(yùn)輸?shù)确?ICI 均得到了廣泛的應(yīng)用。 1995 年， CiA 協(xié)會(huì)發(fā)布了完整的 CANopen 協(xié)議，至 2020 年， CANopen 協(xié)議已成為全 歐洲最重要的嵌入式網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。它根據(jù)抽象對(duì)象模型來(lái)定義。 Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言，通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由 網(wǎng)絡(luò) (例如以太網(wǎng) )和 其它設(shè)備之間可以通信。無(wú)論是位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)誤、格式錯(cuò)誤，還是應(yīng)答錯(cuò)誤， 只要檢測(cè)到錯(cuò)誤的條件是 CRC 錯(cuò)誤， 那么 “ 錯(cuò)誤標(biāo)志 ” 的發(fā)送就開(kāi)始于 ACK 界定符之后的位。 CRC 錯(cuò)誤 :CRC 序列包括了發(fā)送器計(jì)算的 CRC 結(jié)果。仲裁的機(jī)制確保了報(bào)文和時(shí)間均不損失。超載幀只能在一個(gè)幀結(jié)束后開(kāi)始。 （ 2） 遠(yuǎn)程幀 :總線(xiàn)單元發(fā)出遠(yuǎn)程幀，請(qǐng)求發(fā)送具有同一標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)幀。標(biāo)志 RTR 用以表明此信息幀是數(shù)據(jù)幀還是不包含任何數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程幀 。 邏輯鏈路控制子層 LLC 涉及報(bào)文濾波、過(guò)載通知以及恢復(fù)管理。由于 CAN 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又是范圍較小的局域網(wǎng)，因此不需要其它中間層，應(yīng)用層數(shù)據(jù)直接取自數(shù)據(jù)鏈層或直接向鏈路層寫(xiě)數(shù)據(jù)。 1991 年 9 月 BOSCH 公司制定并發(fā)布了 CAN 技術(shù)規(guī)范 ()。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)一向總線(xiàn)發(fā)送信息出現(xiàn)沖突時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線(xiàn)沖突仲裁時(shí)間。 CAN 總線(xiàn)技術(shù)規(guī)范 CAN 是控制器局域網(wǎng)絡(luò) (Controller Area Network,CAN)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著稱(chēng)的德國(guó) BOSCH 公司開(kāi)發(fā)了的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ ISO11898）。 根據(jù)國(guó)內(nèi)外資料報(bào)道， CAN 技術(shù)已應(yīng)用于家用電器和智能樓宇以及小區(qū)建設(shè)中。實(shí)際上傳感器總線(xiàn)仍屬于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，關(guān)鍵的問(wèn)題在于如何將總線(xiàn)接口與傳感器一體化。 CAN 總線(xiàn)在組網(wǎng)和通信功能上的優(yōu)點(diǎn)以及它的高性能價(jià)格比決定了它在許多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?DS18B20芯片用于檢測(cè)和發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，通過(guò) CAN控制器同上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，能夠獨(dú)立完成 CAN總線(xiàn)上數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送工作。溫度測(cè)控模塊是系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)與關(guān)鍵，它直接與溫度采集機(jī)構(gòu)相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)與控制。所以嘗試采用分布式結(jié)構(gòu)的基于 CAN 總線(xiàn)的溫度測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)的溫度測(cè)控模塊不僅可以按照設(shè)定獨(dú)立地進(jìn)行溫度測(cè)控，而且能夠?qū)⒎植荚诓煌攸c(diǎn)的溫度測(cè)控模塊通過(guò)CAN 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接起來(lái)，接入 PC 機(jī)進(jìn)行集中監(jiān)控和管理。這種傳感器與計(jì)算機(jī)相連的總線(xiàn)可稱(chēng)為傳感器總線(xiàn)。 CAN 的上述特點(diǎn)使選題背景 5 其成為諸多工業(yè)測(cè)控 領(lǐng)域中首選的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。這些問(wèn)題都可以通過(guò)自學(xué)和師生的幫助來(lái)完成。 （ 2） CAN 采用非破壞性仲裁技術(shù)。 （ 6） CAN 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán) 重 的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線(xiàn)上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。這就是說(shuō)，這種層次結(jié)構(gòu)并不是嚴(yán)格和必須的、而要看實(shí)際情況而定。 MAC 也受故障界定的監(jiān)管。在擴(kuò)展格式里，仲裁域包括 29 位標(biāo)識(shí)符 ID28～ ID0,SRR 位 IDE 位 RTR 位。 幀結(jié)束 — 由七位隱性電平組成。由超載標(biāo)志和 超載分隔符組成。通過(guò)使用標(biāo)識(shí)符的逐位仲裁可 以解決這個(gè)沖突。 填充錯(cuò)誤 :在應(yīng)當(dāng)使用位填充法進(jìn)行編碼的報(bào)文域中，出現(xiàn)了第 6 個(gè)連續(xù)相同的位電平，將檢測(cè)到一個(gè)填充錯(cuò)誤。對(duì)于 “ 錯(cuò)誤認(rèn)可 ” 的節(jié)點(diǎn)，它是 “ 認(rèn)可錯(cuò)誤 ” 標(biāo)志。 HILON 協(xié)議 B 也是一個(gè)通用協(xié)議，該協(xié)議基于對(duì)稱(chēng)型多主網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持廣播和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳送命令數(shù)據(jù)，命令數(shù)據(jù)包可長(zhǎng)達(dá) 256 字節(jié)。 DeviceNetTM 是一個(gè)非常成熟的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)， DeviceNet 是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)解決方案，它在提供多供貨商同類(lèi)部件間的可互換選題背景 10 性的同時(shí)，減少了配線(xiàn)和安裝工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的成本和時(shí)間。經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，該協(xié)會(huì)已經(jīng)為全球應(yīng)用 CAN 技術(shù)的重要權(quán)威。 各個(gè)溫度測(cè)控模塊與上位計(jì)算機(jī)之間通過(guò) CAN 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊。 K 型熱電偶雖然線(xiàn)性度好 ,價(jià)格便宜 ,測(cè)量范圍寬而得到廣泛的使用 。本文利用 DS18B20測(cè)溫芯片作為傳感器 ,使用 CAN總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了一種智能測(cè)溫系統(tǒng)。 每一個(gè) DSl8B20 包括一個(gè)唯一 的 64 位長(zhǎng)的序號(hào)該序號(hào)值存放在 DSl8B20 內(nèi)部的ROM(只讀存貯器 )中開(kāi)始 8 位是產(chǎn)品類(lèi)型編碼 (DSl8B20 編碼均為 10H)接著的 48 位是每個(gè)器件唯一的序號(hào)最后 8 位是前面 56 位的 CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn) )碼 DSl8B20 中還有用于貯存測(cè)得的溫度值的兩個(gè) 8 位存貯器 RAM 編號(hào)為 0 號(hào)和 1 號(hào) ,1 號(hào)存貯器存放溫度值的符號(hào)如果溫度為負(fù) ， 則 1 號(hào)存貯器 8 位全為 1 否則全為 00 號(hào)存貯器用于存放溫度值的補(bǔ)碼 LSB(最低位 )的 1 表示 將存貯器中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并除以 2就得到被測(cè)溫度值 (550125)DSl8B20 的引腳如圖 226l 所示每只 D518B20 都可以設(shè)置成兩種供電方式即數(shù)據(jù)總線(xiàn)供電方式和外部供電方式采取數(shù)據(jù)總線(xiàn)供電方式可以節(jié)省一根導(dǎo)線(xiàn)但完成溫度測(cè)量的時(shí)間較長(zhǎng)采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線(xiàn)但測(cè)量速度較快。 b)發(fā)送緩沖區(qū) TXB 13字 節(jié)長(zhǎng)存儲(chǔ)器 ,外 部 CPU將要發(fā)送的信息寫(xiě)入此緩 沖區(qū) 。引腳 Rs 可用于選擇三種不同的工作 方式 :高速、斜率控制和待機(jī)。若腳 8 接高電平，則電路進(jìn)入低電平待機(jī)方式，在這種方式下，發(fā)送器被關(guān)閉，而接收器