【正文】 ........................ 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 ........................................... 21 顯示器的選擇 ............................................... 24 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)組成 ................................................. 26 4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ........................................................ 28 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 ............................................... 28 串口電路設(shè)計 ..................................................... 29 EEPROM ........................................................... 30 CAN 通信電路設(shè)計 ..................................................30 CAN 通信結(jié)構(gòu)框圖 .............................................31 CAN 通信電路電源模塊 .........................................32 CAN 通信接口電路 .............................................32 時鐘電路設(shè)計 ......................................................33 譯碼電路 ..........................................................34 液晶顯示屏 ........................................................35 溫度傳感器 ........................................................36 鍵盤電路 ..........................................................37 報警電路 .........................................................38 5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 .........................................................40 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計 ..................................................40 主控模塊軟件設(shè)計 ..................................................40 CAN 控制器的初始化 ...........................................40 主控端巡檢監(jiān)控端 ............................................43 外圍電路軟件設(shè)計 ............................................43 監(jiān)控模塊軟件設(shè)計 ..................................................50 CAN 通信模塊軟件設(shè)計 .........................................50 溫度傳感器的軟件 設(shè)計 ........................................50 6 結(jié)論 ...................................................................51 參考文獻 .................................................................52 致謝 .....................................................................52 附錄 .....................................................................52 附錄 A 程序清單 .......................................................52 附錄 B 主控系統(tǒng)電路原理圖 .............................................53 附錄 C 監(jiān)控系統(tǒng)電路原理圖 .............................................53 1 緒論 背景介紹 我國是一個農(nóng)業(yè)大國，每年都有大量的新糧收獲也有部分陳糧積壓，由于儲存不當會造成大量的糧食浪費， 科學(xué)儲糧是糧食生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，若管理不當，糧食發(fā)霉或生蟲會造成極大浪費，給國家和人民造成了巨大的經(jīng)濟損失，糧倉的性能成為糧食質(zhì)量的決定因素。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)。176。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。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。奔馳 S 型轎車上采用的就是 CAN 總線系統(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。 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)。 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。 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。 CAN 節(jié)點 CAN 節(jié)點 CAN 節(jié)點 … CAN 總線是一個基于報文而不是基于站點地址的協(xié)議。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。 （ 2） CAN 總線的優(yōu)點 ： 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。 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介質(zhì)互連，表 21 中展示了 OSI 開放式互連模 型的各層。 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)系見表 22 所示。 (差動傳輸方式 ) 報文傳輸及其幀結(jié)構(gòu) SOF 11 位標示符 仲裁場 控制場 RTR 位 difV difV 隱性位 顯性位 隱性位 時間 t HCANV ? LCANV ? 平均電壓 U 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。 標準格式和擴展格式的仲裁場格式不同。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。數(shù)據(jù)長度碼為 4 位，在控制場中發(fā)送。 超載幀包括兩個位場：超載標志和超載界定符。 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)。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。 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。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)提供高靈單片機 CAN CAN 單片機 溫度傳感器 主控模塊 監(jiān)控模塊 活、超有效的解決方案。 SJA1000 主要負責(zé)把并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 CAN 的格式進行發(fā)送和接收。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。 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。 圖 82C250 功能框圖 （ 3） PCA82C250 的功能 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]。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。 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。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(fù)雜 。 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。 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]。C。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。采用數(shù)字溫度芯片 DS18B20 測量溫度， 輸出信號全數(shù)字化 。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。 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。 ②具有 16 個行驅(qū)動輸出和 61 個列驅(qū)動輸出。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)。 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。本系統(tǒng)復(fù)位原理圖如上圖 所示。 ISP(InSystem Programming，在系統(tǒng)可編程 )是指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，而不需要從電路板上取下器件。 TTL 電平信號被利用得最多是因為通常數(shù)據(jù)表示采用二進制規(guī) 定， +5V 等價 于邏輯“ 1”， 0V 等價于邏輯“ 0”。該 FRAM 也具有工業(yè)標準 SPI 接口，沒有寫等待，按字節(jié)操作，讀寫壽命無限，總線頻率可以達到 25MHz，靜態(tài)電流小于 luA，管腳和標準 EEPROM 兼