基于can總線的蔬菜大棚溫濕度檢測節(jié)點設(shè)計課程設(shè)計論文(編輯修改稿)
2025-07-24 17:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。 AD轉(zhuǎn)換電路經(jīng)過溫度傳感器轉(zhuǎn)換后的輸出電壓值不能直接送入單片機中進行處理，還必須在它們之間增加A／D轉(zhuǎn)換裝置。本文中選擇AD7812作為A／D轉(zhuǎn)換器。AD7812是由Analog Devices公司生產(chǎn)的一種串行接口的10位8通道A／D轉(zhuǎn)換器。與一般的并行接口A／D轉(zhuǎn)換器相比，它的優(yōu)點在于能夠節(jié)省處理器的引腳資源。節(jié)省下來的引腳資源可以進一步的對系統(tǒng)進行擴展，以使其功能更加強大。在AD7812內(nèi)部有8路模擬開關(guān)可以采集8路模擬信號，這里只需要將經(jīng)放大的傳感器輸出信號輸入到其中任意一路即可，為了簡便起見，就取其中的第1路模擬開關(guān)作為輸入信號的通道。由于AD7812內(nèi)部具有轉(zhuǎn)換時鐘源，因而不需要外部提供時鐘源。單片機只需要通過它的串行時鐘輸入、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)輸入、轉(zhuǎn)換輸入4根引腳就可以對其進行控制。 AD轉(zhuǎn)換電路 濕度檢測電路控制電路由基準脈沖發(fā)生器、濕敏傳感單穩(wěn)延時電路、脈寬比較電路、積分電路和測量表頭組成。濕度傳感頭采用濕敏電容Cs，它是用濕敏高分子薄膜作為電解質(zhì)，利用該薄膜吸附水分的分子可逆性，使電介系數(shù)的變化反應(yīng)到電容量的改變。濕敏電容抗干擾能力強，線性度好。ICIC2采用一塊雙時基電路556，一般做成為穩(wěn)態(tài)的多諧震蕩器，震蕩頻率由RRPC1決定，圖示參數(shù)的震蕩周期約為130uf，占空比為1:1。IC2和R濕敏傳感電容組成單穩(wěn)延時電路，單穩(wěn)態(tài)時間,由于Cs的電容隨環(huán)境濕度的變化而做出變化，因此暫穩(wěn)寬度可反映濕度的大小。它將IC1輸出的基準脈沖負微分脈沖作為觸發(fā)計時的起點，輸出的定時脈沖在D4相與、比較，將反映濕度變化的比較脈寬檢出并且積分，得出與相對濕度對應(yīng)的平均電流電壓值。濕度傳感器的電路圖，： 濕度檢測電路 CAN總線接口電路的設(shè)計CAN總線接口電路主要包括：單片機、控制器接口、總線收發(fā)器等。采用Philips公司生產(chǎn)的SJA1000控制器和與其配套的82C250CAN收發(fā)器。按照CAN總線物理層協(xié)議選擇總線介質(zhì)，設(shè)計布線方案，連接成CAN網(wǎng)絡(luò)。雙絞屏蔽線可設(shè)兩套，在兩套介質(zhì)上同時進行信息傳輸，接收方只用一個介質(zhì)。在冗余和非冗余段的連接臨界點處進行總線切換。硬件電路的設(shè)計主要是CAN通信控制器與微處理器之間和CAN總線收發(fā)器與物理總線之間的接口電路的設(shè)計。CAN通信控制器是CAN總線接口電路的核心，主要完成CAN的通信協(xié)議，而CAN總線收發(fā)器的主要功能是增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護總線，降低射頻干擾（RFI），實現(xiàn)熱防護等。 總線控制器SJA1000在電路中是一個總線接口芯片，通過它實現(xiàn)上位機與現(xiàn)場微處理器之間的數(shù)據(jù)通信。該電路的主要功能是通過CAN總線接收來自上位機的數(shù)據(jù)進行分析組態(tài)然后下傳給下位機的控制電路實現(xiàn)控制功能，當CAN總線接口接收到下位機的上傳數(shù)據(jù)，SJA1000就產(chǎn)生一個中斷，引發(fā)微處理器產(chǎn)生中斷，通過中斷處理程序接收每一幀信息并通過CAN總線上傳給上位機進行分析。AT89C51是CAN總線接口電路的核心，其承擔CAN控制器的初始化、CAN的收發(fā)控制等任務(wù)。，SJA1000是它的替代產(chǎn)品，它是應(yīng)用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境的獨立CAN總線控制器。具有完成CAN通信協(xié)議所要求的全部特性。經(jīng)過簡單總線連接的SJA1000可完成CAN總線的物理和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能。其硬件與軟件設(shè)計和PCA82C200的基本CAN模式（BesicCAN）兼容。同時，新增加的增強CAN模式（PeliCAN）。SJA1000的引腳圖如下圖所示： SJA1000引腳圖 CAN收發(fā)器82C250是CAN控制器與物理總線間的接口，可以提供對總線的差動發(fā)送和接收能力，與IS011898標準完全兼容，并具有抗汽車環(huán)境下的瞬間干擾、保護總線的能力。為了提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，在CAN控制器和CAN收發(fā)器之間采用光耦6N137進行隔離PCA82C250提供對物理總線的符合CAN電氣協(xié)議的差動發(fā)送和接收功能，另外，它具有的電流限制電路，還提供了對總線的進一步的保護功能。通過82C250與物理總線進行連接，可使總線支持多達110個節(jié)點的掛接。上圖給出PCA82C250的功能方框圖。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(shù)CAN控制器均具有配置靈活的收發(fā)接口并允許總線故障，只是驅(qū)動能力一般只允許20～30個節(jié)點連接在一條總線上。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。 82C250引腳圖。 CAN接口電路 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 設(shè)計中，對系統(tǒng)的電源都一致采用DC+5V電壓，光耦部分電路所采用的兩個電源Vcc和Vdd必須完全隔離。為此，設(shè)計電源如下所示： 電源電路它由AH805升壓模塊及FP106升壓模塊組成?！?V，輸出5V的升壓模塊，在3V電池供電時可輸出100mA電流。FP106是貼片式升壓模塊，輸入4～6V，輸出固定電壓為29177。1V，輸出電流可達40mA，AH805及FP106都是一個電平控制的關(guān)閉電源控制端。，AH805輸出+5V電壓，其一路作5V輸出，另一路輸入FP106使其產(chǎn)生28～30V電壓，經(jīng)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后輸出+12V電壓。從圖中可以看出，只要改變穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，即可獲得不同的輸出電壓，使用十分靈活。FP106的第⑤腳為控制電源關(guān)閉端，在關(guān)閉電源時，耗電幾乎為零，當?shù)冖菽_加高電平，電源導(dǎo)通；當?shù)冖菽_加低電平，電源被關(guān)閉?？梢杂秒娐穪砜刂苹蚴謩涌刂?，若不需控制時，第⑤腳與第⑧腳連接。 顯示電路的設(shè)計1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示
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