【正文】 ， 它主要由行驅動器 / 列驅動器及 12832 全點陣液晶顯示器組成。 ⑤可以與 SED1520 級聯使用，以便擴展行列驅動能力。下位機與上位機通信的實現通過 CAN 總線控制器。圖 為微控制器最小系統電路圖。當上電。兩旁的電容可用 30177。 實際采用電路方案如上圖 所示。 監(jiān)控模塊的功能模塊由微控制器、 CAN 通信電路、傳感器及外圍電路組成。 與外部 CPU 接口采用并行或串行方式控制。液晶顯示器具有體積小、外形薄、重量輕、耗能小、工作電壓低、無輻射，特別是視域寬、顯示信息量大等優(yōu)點。 這樣 ， 測溫系統的結構就比較簡單 ， 體積也不大 ， 且由于微控制器可以帶多個 DSB1820， 因此可以非常容易實現多點測量 。該裝置信號線高的時候，內部電容器，儲存能量通由 1 線通信線路給片子供電，而且在低電平期間為片子供電直至下一個高電平的到來重新充電。 DS18B20測溫原理如圖 所示。C 至 +85176。而且，集成塊的使用，有效地避免外界的干擾，提高測量電路的精確度。便于單片機處理及控制，省去傳統的測溫方法的很多外圍電路。其優(yōu)點是常用、采購容易、 價格低廉，配合不同類型的 ADC，可實現不同檔次的精度需求。而 82C250 支持多達 110 個節(jié)點，并能以 1Mbps的速率工作于惡劣電氣環(huán)境下。在這種模式下，不采取任何措施限制上升和下降斜率，此時，建議使用屏蔽電纜以避免射頻干擾問題。 PCA82C250 是 CAN控制器和物理總線之間的接口，它最初為汽車中的高速通信（最高達 1Mbps）應用設計 [12]。只有當接收的信息的識別碼與 ASP 檢驗相符時，接收信息才最終被寫入 RXB 或 RXFIFO中。 圖 SJA1000 的硬件結構框圖 CAN 核心模塊負責 CAN 信息幀的收發(fā)和 CAN 協議的實現。最新的 89S 系列時鐘頻率支持到了 3MHz，包含看門狗定時器 WDT、 2 個數據指針等新功能，極大的增強了單單片機 CAN CAN 單片機 溫度傳感器 主控模塊 監(jiān)控模塊 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統設計 第 17 頁 共 52 頁 片機的性能， 是目前取代 MCS51 單片機的主流芯片之一 。 AT89S52 具 有 8K 在系統可編程 Flash存儲器。設計一種可以用于 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統設計 第 16 頁 共 52 頁 大規(guī)模多點溫度的檢測報警系統。也就是說滿足下列兩等式之一，則報文被接收。報文濾波技術實際是通過屏蔽寄存器和濾波寄存器來實現。 錯誤幀由兩個不同場組成，第一個場由來自各站的錯誤標志疊加得到，第二個場是出錯界定符。標準格式里的控制場包括數據長度碼 DLC， IDE位及保留位 r0；擴展格式里的控制場包括 DLC和兩個保留位 r1 和 r0。數據 幀的結構如表 23所示。以下將逐一對各幀的結構做詳細介紹。在總線空閑或“隱性”位期間，發(fā) 送“隱性”狀態(tài)。 表 22 CAN 總線長度與傳輸距離的關系 CAN 總線波特率 任意兩節(jié)點間的最大距離 1Mbps 40m 500kbps 130m 250kbps 270m 125kbps 530m 100kbps 620m 50kbps 20kbps 10kbps 5kbps 10km CAN 網絡的速度取決于總線的長度。結構層次少有利于系統中實時控制信號的傳送。第一種也是最常用的是數據幀，用于一個節(jié)點傳送信息到其它任一或所有節(jié)點；第二種叫遠程幀，基本上是一個數據幀但其中的 RTR 位被置 1，表明這是一個遠程發(fā)送請求，用于一個節(jié)點主動要求其它節(jié)點發(fā)送信息；另外兩種用于差錯處理，分別叫做錯誤幀和過載幀。同一個報文可以發(fā)送給特定的站點或許多站點，就看你怎樣去設計網絡和系統。這也就是說當總線出現發(fā)送沖突時，通過仲裁后，原發(fā)送信息不會受到任何影響。 隨著計算機硬件、軟件技術及集成電路技術的迅速發(fā)展，工業(yè)控制系統已成為計算機技術應用領域中最具活力的一個分支，并取得了巨大進步。 它提供高速數據傳送 ， 在短距離 (40m)條件下具有高速 (1Mbit/s)數據傳輸能力 ，而在最大距離 10000m時具有低速 (5kbits/s)傳輸能力 ， 極適合在高速的工業(yè)自控應用上CAN 總線可在同一網絡上連接多種不同功用的傳感器 (如位置 ， 溫度或壓力等 )。它 的出現，標志著工業(yè)控制領域又一個新時代的開始，并將對該領域的發(fā)展產生重要影響。因此， 溫度監(jiān)測及報警 系統的應用范圍非常廣泛。它不僅僅是將電纜按樹形結構連接起來 ， 其通信協議相當于 ISO/OSI 參考模型中的數據 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統設計 第 7 頁 共 52 頁 鏈路層 ， 網絡可根據協議探測和糾 正數據傳輸過程中因電磁干擾而產生的數據錯誤。智能儀表的出現為現場信號的數字化提供了條件，但不同廠商提供的設備通信標準不統一，束縛了底層網絡的發(fā)展。而且新一代產品更便宜，體積更小。C～ +125176。智能儀表在測量過程自動化，測量結果的數據處理以及功能的多樣化方面都取得了巨大的進展。該系統具有可靠性好、通信速率高、抗干擾能力強等特點。 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統設計 第 1 頁 共 52 頁 基于 CAN 總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統設計 摘要 本文 設計的是一套 基于 CAN 總線的多點溫度檢測及報警系統 ，主要是對糧倉的溫度監(jiān)控，以確保儲糧的安全 。 本文給出了系統的結構和軟硬件設計方案，可實現實時溫度測量、越限報警等功能。常規(guī)電子線路，可以容易地將計算機技術與測量技術結合起來。同 DS1820一樣， DS18B20 也支持 “ 一線總線 ” 接口，測量溫度范圍為 55176。與前一代產品不同，新的產品支持 3V～ 的電壓范圍，使系統設計更靈活、方便。智能儀表的出現為現場總線的誕生奠定了基礎。通過 CAN 總線 ， 傳感器、控制器和執(zhí)行器由串行數據線連接起來。 溫 度監(jiān)測及報警系統 的應用前景 在 糧倉 、 北方暖氣和熱水供應中心 、 大面積水泥鋪建等多種場合 中，溫度是最主要的檢測控制參數，在電力、生物制品、藥品、電子器件等行業(yè)， 溫度監(jiān)測及報警系統 更是需求很大。 現場總線是當今自動化領域技術發(fā)展的熱點之一，被譽為自動化領域的計算機局域網。 CAN 總線簡介 控制器區(qū)域網 (Controller Area Network)CAN 現場總線已經成為在儀表裝置通訊 的新標準 ?？刂破骶植烤W將在我國迅速普及推廣。 CAN 總線協 議是通過一種非破壞性的仲裁方式來解決總線沖突的。至于該報文是否要做進一步的處理或被丟棄將完 全取決于接收節(jié)點本身，由節(jié)點來進行報文過濾。 CAN 總線定義了四種不同的報文（或叫幀）用于總線通信。由于 CAN 的數據結構簡單，又是范圍較小的局域網，因此不需要其他中間層，應用層數據直接取自數據鏈路層或直接向鏈路層寫數據。但在 ，而在 ISO11898 標準中的內容更加具體，但沒有指明通訊介質的材料，因而用戶可以根據自己的需要選擇雙絞線，同軸電纜或光纖，最常用的就是雙絞線。在“隱性”狀態(tài)下， HCANV ? 和 LCANV ? 被固定于平均電壓電平， diffV 近似為 0。 數據幀和遠程幀用一個幀空間與前面的幀分開。數據場的長度可為 0。 圖 控制場結構 標準格式的控制場結構和擴展格式的不同。遠程幀 不存在數據場， DLC的數值沒有意義，它可以是 0～ 8中的任何數值，這一數值為對應數據幀的 DLC。 報文濾波 CAN總線通過報文濾波技術，可以實現點對點、一點對多點及全局廣播等多種數據傳送方式 [8]。 可見如果信息標識符的高字節(jié)為 11001101，屏蔽寄存器值為 00001111，若濾波寄存器的值為11001101則將數據收入緩沖區(qū)。 系統采用針對傳統溫度測溫系統測溫點少，系統兼容性及擴展性較差的特點，運用分布式通訊的思想。除與 8031 引腳和指令系統完全兼容外，又增加了許多新的功能。掉電保護方式下， RAM 內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。圖 中， SJA1000 由 CAN 核心模塊、接口管理邏輯、發(fā)送緩沖區(qū)、驗收濾波器單元、接收 FIFO(先入先出 )等幾部分組成。 BTL 始終監(jiān)視 CAN 總線，當檢測到有效的信息頭“隱性電平 控制電平”的轉換時啟動接收過程，接收的信息首先要由位流處理器 BSP 處理，并由 ASP 過濾。在硬件電路中使用 82C250 是為了增大通信距離，提高系統的瞬間抗干擾能力，保護總線。在高速工作模式下，發(fā)送器輸出級晶體管盡可能快地啟動和關閉。 對于 CAN 控制器及帶有 CAN 總線接口的器件， 82C250 并不是必須使用的器件，因為多數 CAN 控制器均具有配置靈活的收發(fā)器件，并允許總線故障，只 是驅動能力只允許 20～ 30 個節(jié)點連接在一條總線上。另外，各個模擬溫度傳感器的精度、線性度、測量范圍、價格也要根據不同的應用來考慮。采用數字溫度芯片 DS18B20 測量溫度，輸出信號全數字化。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。F 到 257 華氏度 10176。 DS18B20 工作原理 DS18B20的讀寫時序和測溫原理與 DS1820相同，只是得到的溫度值的位數因分辨率不同而不同，且溫度轉換時的延時時間由 2s 減為 750ms。 圖 DS18B20 內部結構圖 低溫度系數晶振 高溫度系數晶振 預置 斜率累加器 比較 計數器 1 計數器 2 =0 =0 溫度計存器 預置 LSB 置位 /清除 停止 加 1 64 位ROM和 單 線 接 口 儲存器和控制器 溫度靈敏元件 低溫觸發(fā)器 TL 高溫觸發(fā)器 TH 配置寄存器 高速緩存 存儲器 8 位 CRC 生成器 電源監(jiān)測 內 部 DDV I/O DDV 基于 CAN總線的多點溫度監(jiān)測及報警系統設計 第 24 頁 共 52 頁 DS18B20 內部結構主要由 四部分組成 ： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL 配置寄存器。 DS18B20 的最大特點之一采用了單總線的數據傳輸 ，由數字溫度計 DS1820 和微控制器構成的溫度測量裝置 ， 它直接輸出溫度的數字信號 ， 可直接與計算機連接。 顯示器的選擇 由于發(fā)光二極管顯示器 LED（ Light Emitting Diode）多為 8 段或米字段，只能輸出有限的英文字符，對于儀器的使用者來說很不方便，所以我們在多點溫度檢測系統上使用了液晶顯示器 (LCD)。可完成圖形顯示 ， 也可以顯示 2 個 (16 16 點陣 )漢字 。 顯示屏的顯示特性和機械特性如下所示： （ 1）顯示特性： ① STN 正視反射模式 ②顯示顏色：綠底藍字 ③顯示角度： 6 點鐘直視 ④驅動方式： 1/32 Duty， 1/6Bias （ 2）機械特性： ①外觀尺寸： 84 44(mm) ②電陣： 122 32 點 ③點尺寸： (W) (H)(mm) ④點間距： (W) (H)(mm) 系統硬件結構組成 本系統由兩部分組成：主控模塊和監(jiān)控模塊， 從圖 可以看出，主控模塊功能模塊由微控制器、 CAN 通信電路以及時鐘電路、 EEPROM 電路、串口電路、液晶顯示屏等外圍電路組成。單片機采集到的溫度數據，通過通信轉換器實時在上位機上顯示， CAN 總線系統很容易擴展成針對多對象的溫度監(jiān)測，以實現對較大系統的溫度實時監(jiān)測。 ALEINTO_SWR_SRD_SRXDTXDP26P27P25373635343332EA31ALE30PSEN2928272625242338223921VCC4012346578RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND20U8AT89S52C1510u12Y412MHzR1410KC1330pC1230pS1SWPBD0D1D2D3D4D5D6D7ALE+5V+5V+5VR12R20SCLSDA/RD 87/WR 8732 D132 RWRSTspeakerkey1key2key3key4 圖 微控制器最小系統 AT89S52 所用晶振可在 4MHz~24MHZ 之間，此處用典型的 12MHz