【正文】 AN 總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以根據(jù)自己系統(tǒng)的需要自己定義其長度，這樣就體現(xiàn)了 CAN 總線應(yīng)用的靈活性 【 15】 。 由于系統(tǒng)設(shè)計中需要進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，這就涉及到傳感器的使用。 程序流程圖 初始化讀 DS18B20序列號初始化轉(zhuǎn)化溫度匹配 ROM存測溫點數(shù)據(jù)讀溫度數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)返回初始化DS 18 B20CAN 接收子程序測量溫度NDS 18 B20 子程序CAN 發(fā)射子程序返回CAN 復(fù)位N CAN 的通信 主控節(jié)點是本次設(shè)計的核心部分，所有數(shù)據(jù)都要通過其進(jìn)行處理。 CIP51 工作在最大系統(tǒng)時鐘頻率 25MHz 時，其峰值性能達(dá)到 25MIPS。 電路如圖 系 統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計 在 C8051F040 單片機(jī)有復(fù)位 I\O 接口 \RST，低電位有效，內(nèi)部 VDD 監(jiān)視器的 漏極開關(guān)輸出，當(dāng) VDDVRST 并且 MONEN 為高時被驅(qū)動為低電平。標(biāo)準(zhǔn)的 JTAG接口是 4線： TMS、 TCK、 TDI、 TDO，分別為模式選擇、時鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。將 S 引腳連接到 VCC 可以進(jìn)入這個模式。 CANH 和 CANL 之間串聯(lián)了兩個60 歐姆的電阻構(gòu)成分離終端，普通模式信號可以在兩個分離終端的中間抽頭得到共模信號，理想情況下共模信號就是 DC 電壓信號。和共陰極 LED 一樣，適當(dāng)編碼后， 8 支發(fā)光二極管組合起來就可以顯示 數(shù)據(jù)了。 MX2（ 14）：多路選擇開 2： （ 12）：地 。該器件內(nèi)部帶有 總線從發(fā)送接收 器 ,可以通過地址引腳 ADR 的輸入電平編程為 4 個不同的從器件地址。 ③、支持多點組 網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個，實現(xiàn)多點測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。允許選擇三種不同的工作模式：高速、待機(jī)、斜率控制。允許選擇兩種不同的工作模式：高速模式或靜音模式。 CAN 收發(fā)器的選擇 方案一： TJA1050是 CAN協(xié)議控制器和物理總線之間 的接口。 方案一：采用 LCD 顯示模塊 ， LCD 為英文 Liquid Crystal Display 的縮寫，即液晶顯示器，是一種數(shù)字顯示技術(shù)，可以通過液晶和彩色過濾器過濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖像。 TCP 協(xié)議通信比較復(fù)雜，編寫程序有一定的困難性。分辨率： DS18B20 的分辨率由912 位數(shù)據(jù)在線編程決定 【 10】 。 ℃ ,可以滿足一般應(yīng)用的要求。這 64 個多功能的 I/O 端口每個引腳都可以被配置為漏極開路或推挽輸出方式，方便用戶使用 [6]。 系統(tǒng)微控制器的選擇 方案一：選擇 51 單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控芯片。適用于多點溫度測量和遠(yuǎn)距離溫度測量 的控制。 溫度傳感器是 溫度測量儀表 的核心部分，品種繁多。計算殘余錯誤概率要求能夠?qū)?shù)據(jù)錯誤進(jìn)行分類，并且數(shù)據(jù)傳輸路徑可由一模型描述。 PART B 設(shè)備的 PeliCAN 可根據(jù)設(shè)定工作于其中一種模式下。 內(nèi)部的驗收濾波器屏蔽濾波器可通過標(biāo)識符 ID 來接收需要的報文，屏蔽不相關(guān)的報文，即只向 CPU 提交合適的報文?？刂茍霭?biāo)識符擴(kuò)展位 (IDE)，指出是標(biāo)準(zhǔn)格式還是擴(kuò)展格式。 … 控制節(jié)點 2 CAN 總線 PC 機(jī) 控制節(jié)點 N 控制節(jié)點 1 RS232 適配卡 LED 顯示 報文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯率極低。 在報文標(biāo)識符上， CAN 上的節(jié)點分成不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實時需要，優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)最多可在 134μs 內(nèi)得到傳輸。發(fā)送到 CAN 總線上的有效數(shù)據(jù)通過收發(fā)器被 接收，然后對數(shù)據(jù)解包處理，提取有效數(shù)據(jù)。并且運用 C8051F040 設(shè)計出來的溫度控制系統(tǒng)有著較好的市場前景，順 應(yīng)技術(shù)的發(fā)展。 C8051F 系列單片機(jī)是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片 (SOC)，具有與 MCS51 完全兼容的指令內(nèi)核 。數(shù)據(jù)可通過總線傳輸?shù)接嬎銠C(jī)進(jìn)行記錄或打印、遙控。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。如醫(yī)療器械 CT 斷層掃描儀，為保證其可靠工作，在數(shù)據(jù)通信上要求功能塊間可隨意進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、通信能以廣播方式進(jìn)行、簡單經(jīng)濟(jì)的硬件接口、通信線盡量少、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高并能自動進(jìn)行故障識別和自動恢復(fù)。于是 ， 他們設(shè)計了一個單一的網(wǎng)絡(luò)總線 ， 所有的外圍器件可以被掛接在該總線上。由于 CAN 為愈來愈多不同 領(lǐng)域采用和推廣，導(dǎo)致要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報文的標(biāo)準(zhǔn)化。 分散式工業(yè)控制系統(tǒng)就是為適應(yīng)這種需要而發(fā)展起來的。 結(jié)論 .......................................... 32 致謝 .......................................... 32 參考文獻(xiàn) .......................... 錯誤 !未定義書簽?？傮w來說，本設(shè)計的檢測范圍較廣、穩(wěn)定性和精度較高、設(shè)備簡易、性價比高，很好的實現(xiàn)了對環(huán)境溫的實時檢測 。設(shè)計過程主要由溫度傳感器 DS18B20 采集數(shù)據(jù)通過總線傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)處理并顯示。 系統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計 ............................................ 24 系統(tǒng)時鐘電路設(shè)計 ............................. 錯誤 !未定義書簽。由于通信速率高、開放性好、報文短，糾錯能力和擴(kuò)展能力強(qiáng)以及控制簡單、應(yīng)用成本低等優(yōu)點． CAN 總線已被應(yīng)用到眾多的工業(yè)過程監(jiān)控領(lǐng)域，是公認(rèn)最有前途的現(xiàn)場總線之一 【 1】 ?，F(xiàn)場總線的研究與應(yīng)用已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域的熱點。 1 選題背景與依據(jù) 選題背景 在 80 年代末 CAN 最初出現(xiàn) 在 汽車工業(yè)中 ， 是 由德國 的 Bosch公司最先提出。比如農(nóng)業(yè)上要求能夠?qū)崿F(xiàn)智 能 化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理得利用溫 度 檢測系統(tǒng) ； 要實現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?；c自動化 ， 讓被養(yǎng)殖的動物在他們適宜的溫度下生長 ， 這對養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大起著十分重要的作用 ； 糧食的儲存也需要對溫 度進(jìn)行嚴(yán)格的控制 ， 以防止糧食的變質(zhì) ； 在科學(xué)研究 方面 ，溫 度 檢測 系統(tǒng)能夠保證溫度的恒定或者變化 ， 適應(yīng)與科學(xué)的研究 ，排除或者考察溫 度對某項研究起到的作用。主要表現(xiàn)在以下兩方面： 溫度傳感器正從分立組件向集成化、智能化、系統(tǒng)化的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件； 在溫度測量系統(tǒng)中普遍采用線性化處理、自動溫度補(bǔ)償?shù)刃录夹g(shù)。 CAN 的上述特點使其成為諸多工業(yè)測控領(lǐng)域中首選的現(xiàn)場總線之一。 在系統(tǒng)硬件設(shè)計過程中選擇合適的芯片是 CAN 總線控制系統(tǒng)設(shè)計成功的關(guān)鍵。我們選用 c8051f040 單片機(jī) 微處理器來完成這次的溫度檢測系統(tǒng)， Cygnal 公司的 51 系列單片機(jī) C8051F040 是集成在一塊芯片上的混合信號系統(tǒng)級單片機(jī)，在一個芯片內(nèi)集成了構(gòu)成一個單片機(jī)數(shù)據(jù)采集或控制的智能節(jié)點所需要的幾乎所有模擬和數(shù)字外設(shè)以及 其他功能部件，代表了目前 8 位單片機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。主要控制電路包括：電源電路 ， JATG 電路， CAN 收發(fā)器電路，時鐘電路，報警電路，顯示電路。其結(jié)構(gòu)如圖 1 圖 2 所示。 CAN 的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá) 10km（速率 5kbps 以下）；通信速率最高可達(dá) 1Mbps（此時通信距離最長為 40m）。 CAN 協(xié)議支持兩種報文格式，其唯一的不同是標(biāo)識符 (ID)長度不同，標(biāo)準(zhǔn)格式為 11 位，擴(kuò)展格式為 29 位 [1]。發(fā)送站發(fā)送的這兩位均為隱性電平 (邏輯 1)，這時正確接收報文的接收站發(fā)送主控電平 (邏輯 0)覆蓋它。 PART A 的設(shè)備只能用標(biāo)準(zhǔn)的 CAN 協(xié)議發(fā)送和接收。 殘余數(shù)據(jù)錯誤的概率可以通過對數(shù)據(jù)傳輸可靠性的統(tǒng)計測量獲得。 傳感器原理 隨著信息時代的到來，數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)也得到了顯著的發(fā)展。注意 R 的阻值不能取得太大，以保證 AD590 兩端電壓不低于 3V。該款溫度傳感器因其特殊工藝，分辨率優(yōu)于 。 通過比較這兩種方案，本設(shè)計最終選定 C8051F040 單片機(jī) 作為本溫度測量系統(tǒng)的微控制器，因為 C8051F040 單片機(jī)系統(tǒng)控制器的內(nèi)核采用 CIP51 微控制器，它與 MCS51 指令集完全兼容，可以使用標(biāo)準(zhǔn) 803x/805x 匯編器和編譯器進(jìn)行軟件開發(fā)。經(jīng)過調(diào)查，溫度傳感器選用 Dallas 公司的可編程單線數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20 實現(xiàn)環(huán)境溫度采集。 LMPT100、 LMPT1000 熱電阻溫濕度傳感器還可以和LM8052NET 配合，組成 TCP/IP 的溫度采集網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程采集溫度。 RS232標(biāo)準(zhǔn)是美國電氣工業(yè)聯(lián)合會 (EIA)制定的利用平衡雙絞線作傳輸線的多點通訊標(biāo)準(zhǔn)，它采用差分信號進(jìn)行傳輸。 通過 對比，本設(shè)計選擇了方案三，用于站點與站點之間的通信，上位機(jī)與各個站點之間的通信是通過主控節(jié)點的串口實現(xiàn)的。目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性和發(fā)光密度、發(fā)光均勻性、全色化發(fā)展。TJA1050還有一個溫度保護(hù)電路，當(dāng)與發(fā)送器的連接點的溫度超過大約 165℃ 時，會斷開與發(fā)送器的連接。在節(jié)點溫度大約超過 160℃時，兩個發(fā)送器輸出端的極限電流將減少。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。 DS18B20 的外形及管腳排列如下圖 1: DS18B20 引腳定義： (1)DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； (2)GND 為電源地； (3)VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 P8～ P1(3～ 10)：段數(shù)據(jù)輸出口 1。 SDA 和 SCL 分別接單片機(jī)的兩個 I\O 口，這樣就能實時接受數(shù)據(jù)顯示。 CANH 和 CANL 是節(jié)點之間構(gòu)成基于 CAN 總線通信的互聯(lián)引腳。如果引腳 S沒有連接，高速模式就是默認(rèn)的工作模式。 VDD 和 AV+分別接 C8051F040 芯片的 VDD 和 AV+提供芯片電壓， +3VD2 提供電路電壓。 JTAG的編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中是先對芯片進(jìn)行預(yù)編程然后再裝到板上操作，簡化的流程為先固定器件到電路板上，再用 JTAG編程，從而大大加快工程進(jìn)度。 系統(tǒng)時鐘電路 標(biāo)準(zhǔn) 8051 中，除 MUL 和 DIV 以外所有指令都需要 12 或 24 個系統(tǒng)時鐘周期，最大系統(tǒng)時鐘頻率為 1224MHz。目前大多采用匯編語言來編寫程序，原因是匯編語言與硬件環(huán)境間關(guān)系密切，因而匯編出的目的程序占用內(nèi)存空間少 、 執(zhí)行速度快，易于實現(xiàn)中斷管理及模擬（或數(shù)字）量輸入輸出等。設(shè)計中各個節(jié)點之間的通訊采用了 CAN 總線， CAN 總線協(xié)議不同于傳統(tǒng)的 RS232/RS485協(xié)議的一主多從方式，它采用多主方式，而且具有高可靠性、高實時性和高檢錯率等優(yōu)于傳統(tǒng)總線的特點，現(xiàn)在也越來越多的開始被應(yīng)用在各個領(lǐng)域 【 12】 。 系統(tǒng)的創(chuàng)新點主要就是，節(jié)點間的數(shù)據(jù)采用 CAN 總線傳輸。特別是胡戍方老師，在設(shè)計中對我進(jìn)行了全程指導(dǎo)，給了我非常全面細(xì)心的技術(shù)支持。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 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