【正文】 After the destruction of the information sent can be automatically reissued。 Using twowire serial munication, error detection capability at high noise environment。 安徽工程大計（論文） 25 參考文獻(xiàn) 1 李華，MCS51 系列單片機(jī)實用接口技術(shù)[M]，北京航空航天大學(xué)出版社 1998：2 胡漢才，單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]，北京：清華大學(xué)出版社,19963 王樹勛,王朝玉, －51 單片微型計算機(jī)原理與開發(fā) [M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社,19894 張鳳登 現(xiàn)場總線技術(shù)與應(yīng)用[M]，北京:科學(xué)出版社 20225 饒云濤，鄒繼軍，鄭勇蕓．現(xiàn)場總線CAN原理與應(yīng)用技術(shù)[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2022．66 程希明，CAN現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計方案[J]．自動化儀表．2022 21257 穆蘭，單片微型計算機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，8 王為青，邱文勛，51 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)案例精選[J].人民郵電出版社,2022 10159 (2022)[C], 北京:北京理工大學(xué)出版社， 202210 何力民編，單片機(jī)高級教程[M]. 北京:北京航空大學(xué)出版社,202211 金發(fā)慶等編， 傳感器技術(shù)與應(yīng)用[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社,202212 喻宗泉, 喻晗編著．單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,199813 何立民主編，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，199014 李華主編，MCS51 系列單片機(jī)實用接口技術(shù)[M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社,199315 龔永彬，采用單片機(jī)設(shè)計溫濕度控制儀[J]，今日電子 202216 宋書鋒，基于PIC 單片機(jī)的測溫網(wǎng)絡(luò)的開發(fā) [J]．儀表技術(shù)，202217 李愛蓮，基于單片機(jī)的實用測溫方法的實現(xiàn)．嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)應(yīng)用，202218 Microchip 24C01B/02B 8 位 PIC174。 還要感謝我的父母，給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機(jī)會，養(yǎng)育之恩沒齒難忘。感謝我的指導(dǎo)老師諸志龍老師。感謝我教書育人的老師，我不是你們最出色的學(xué)生，而你們卻是我最尊敬的老師。系統(tǒng)通過 CAN 總線實現(xiàn)對溫度的檢測系統(tǒng)的管理，控制各控制模塊，對信息的采集，數(shù)據(jù)的傳輸和溫度的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，應(yīng)用靈活，前景十分廣泛。 在軟件的編寫過程中，調(diào)試碰到了一些問題，因為許多時候軟件中的處理在是在判斷總線的狀態(tài)以后做出的，然而在軟件調(diào)試中無法模擬這些狀態(tài)，最后只能采取對發(fā)送部分屏蔽的辦法才得以解決。 對現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識，涉及到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中有關(guān)物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)知識。 安徽工程大計（論文） 17 圖 312 DS18B20 接口電路基于 CAN 總線的溫度檢測系統(tǒng) 18 第 4 章 軟件設(shè)計 軟件流程圖圖 41 總流程圖 開始 CPU 初始化 SJA1000 初始化 讀溫度值 數(shù)碼管顯示 發(fā)送溫度值 接受命令定時到?jīng)]？有中斷沒？YYNN安徽工程大計（論文） 19 圖 42 SJA1000 初始化 開始 進(jìn)入復(fù)位模式 選擇 PeliCAN 模式 開放（放送，溢出，錯誤警告）中斷設(shè)置驗收屏蔽寄存器設(shè)置驗收代碼寄存器設(shè)置總線定時器4000Kbps 波特率 返回工作狀態(tài)設(shè)置輸出控制寄存器為正常輸出 開始基于 CAN 總線的溫度檢測系統(tǒng) 20 圖 43 SJ1000 發(fā)送 開始 讀入 SJA1000 狀態(tài) 判是否正在接受判先前是否發(fā)送成功 裝入實際溫度值讀入 SJA1000 狀態(tài) 讀入 SJA1000 狀態(tài) 啟動發(fā)送 設(shè)置 ID 數(shù)據(jù)報設(shè)置 TX 標(biāo)準(zhǔn)幀報文判發(fā)送緩沖器是否鎖定 返回 等 待 等 待 等 待YYYNNN安徽工程大計（論文） 21 圖 44 SJA1000 接受 開始 讀入 SJA1000 狀態(tài)總線關(guān)閉，錯誤狀態(tài)，溢出，有數(shù)據(jù)？ 判總線關(guān)閉？ 判數(shù)據(jù)溢出？ 判有數(shù)據(jù)？接受數(shù)據(jù)并做處理開斷繼電器 釋放接收緩沖區(qū)釋放仲裁丟失捕捉寄存器釋放錯誤丟失捕捉寄存器清除中斷位并恢復(fù)總線清楚數(shù)據(jù)溢出和釋放接收緩沖區(qū) 返回YNYYNNYN基于 CAN 總線的溫度檢測系統(tǒng) 22 系統(tǒng)程序設(shè)計 CAN 總線節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計主要包括三大部分：CAN節(jié)點(diǎn)初始化、報文發(fā)送和報文接收。一般要求外部信號高電平的持續(xù)時間大于 20ns，且為頻率低于 12MHz 的方波。只要在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接晶體振蕩器就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。開機(jī)復(fù)位原理與上圖相同，另外在單片機(jī)運(yùn)行期間，還可以利用按鍵完成復(fù)位操作。RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2 個機(jī)器周期） ，單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。 實際應(yīng)用中,復(fù)位操作有兩種基本操作：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位。 圖 37 振蕩電路 用戶也可以采用外部時鐘。同時,控制器還配置了 4 個 LED 指示燈，分別用于系統(tǒng)上電、CAN 通信、RS232 通信和系統(tǒng)通信故障的指示，以方便系統(tǒng)的調(diào)試和對控制器運(yùn)行狀況的監(jiān)測。安徽工程大計（論文） 13 圖 36 CAN 總線系統(tǒng)硬件電路原理圖基于 CAN 總線的溫度檢測系統(tǒng) 14 電源的完全隔離可采用小功率電源隔離模塊或帶多 5V 隔離輸出的開關(guān)電源模塊實現(xiàn)。SJAl000 的 RD、WR、ALE 分別與 AT89S51 的對應(yīng)引腳相連。由于采用了標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 串行通信，結(jié)構(gòu)簡單、成本低。它們可以用高達(dá) 1Mb／s 的位速率實現(xiàn)在兩條差動電壓總線電纜上的數(shù)據(jù)傳輸。SJA1000 作為 CAN 總線協(xié)議轉(zhuǎn)換的控制器，它內(nèi)建BASICCAN 協(xié)議，并提供對 協(xié)議的支持。 CAN 總線接口電路設(shè)計CAN 總線通信控制器的硬件電路結(jié)構(gòu)圖 36 所示。 （7） 錯誤管理邏輯：它按照 CAN 協(xié)議完成錯誤界定。 （4） 接收濾波器：它把報文頭中的標(biāo)識符和接收濾波寄存器中的內(nèi)容進(jìn)行比較，以判斷文報文是否被接收。它位于 CPU 和位流處理器（BSP）之間，能存儲一條將在 CAN 總線上發(fā)送的完整的報文，報文由 CPU 寫入，由 SBP 讀出。 支持 支持 11 位（標(biāo)準(zhǔn)幀）和 29 位標(biāo)識碼（擴(kuò)展幀） 通信位速率最高可達(dá) 1Mbps PeliCAN 模式的擴(kuò)展功能有 可讀寫訪問的錯誤計數(shù)寄存器 可編程的錯誤報警限額寄存器 最近一次錯誤代碼寄存器 對每一個 CAN 總線錯誤的中斷 有具體位表示的仲裁丟失中斷 單次發(fā)送（無重發(fā)） 只聽模式（無確認(rèn)、無激活的錯誤標(biāo)志） 支持熱插拔 驗收濾波器的擴(kuò)展 接收自身報文 24MHz 時鐘頻率安徽工程大計（論文） 11 輸入電壓：+/5% 可與不同的微處理器接口 可編程的 CAN 輸出驅(qū)動器配置 溫度適應(yīng)范圍：40℃~+125℃表 32 SJA1000 的功能框圖 SJAl000 以一塊可編程芯片上的邏輯電路的組合來實現(xiàn)這些功能，提了與模塊控制器及微控制器的接口，通過對它的編程，CPU 可設(shè)置它的工作方式，控制它的工作狀態(tài)，與 CAN 驅(qū)動器 PCA82C250 進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。 圖 34 DS18B20 的讀時序基于 CAN 總線的溫度檢測系統(tǒng) 10 收發(fā)器，控制器與光耦合器CAN 總線驅(qū)動器 PCA82C250CAN 總線驅(qū)動器 PCA82C250 主要提供 CAN 控制器與物理總線之間的接口 [6]。DS18B20 寫 0 時序和寫1 時序的要求不同，當(dāng)要寫 0 時序時，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“0”電平，當(dāng)要寫 1 時序時，單總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。在這個總線系統(tǒng)中，微控制器（主器件）依靠每個器件獨(dú)有的 64 位片序列碼辨認(rèn)總線上的器件和記錄總線上的器件地址。配置寄存器允許用戶將溫度的精度設(shè)定為9，10，11 或 12 位。表 31 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) [11] 64 位ROM 和單總線接口儲存器和控制邏輯暫存器 溫度傳感器上線觸發(fā) TH上線觸發(fā) TH高速寄存器8 位 CRC 產(chǎn)生器電源控制器VPUDQGNDVDD內(nèi)部 VDDDS18B20安徽工程大計（論文） 9 上表 31 表示 DS18B20 的方框圖，上圖已經(jīng)給出了引腳說明。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。 圖 32 DS18B20 外形結(jié)構(gòu)圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)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。C 到＋125。 DS18B20 產(chǎn)品的特點(diǎn)基于 CAN 總線的溫度檢測系統(tǒng) 8 　　（1） 只要求一個端口即可實現(xiàn)通信。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 9～12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式 [11]。 　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。若先執(zhí)行置 1 操作，則可以使場效應(yīng)管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實現(xiàn)正確的讀入，由于在輸入操作時還必須附加一個準(zhǔn)備動作，所以這類 I/O 口被稱為準(zhǔn)雙向口。讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器。當(dāng) P3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2 口輸出地址的高八位。在 FLASH 編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 　　1．主要特性： 　?。?） 8031 CPU 與 MCS51 兼容 基于 CAN 總線的溫度檢測系統(tǒng) 6 　?。?） 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器(壽命：1000 寫/擦循環(huán)) 　?。?） 全靜態(tài)工作：0Hz33MHz 　?。?） 三級程序存儲器保密鎖定 　?。?） 128*8 位內(nèi)部 RAM 　?。?） 32 條可編程 I/O 線 　?。?） 兩個 16 位定時器/計數(shù)器 　?。?） 6 個中斷源 　?。?） 可編程串行通道 　?。?0） 低功耗的閑置和掉電模式 　?。?1） 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 　　2．管腳說明： 　　VCC：供電電壓。 圖 31 AT89S51 單片機(jī)引腳圖 AT89S51 具有如下特點(diǎn)：40 個引腳，4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器，128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM） ，32 個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5 個中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷，2 個 16 位可編程定時計數(shù)器,2 個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。AT89S51 提供一下標(biāo)準(zhǔn)功能：4K 字節(jié) Flash 閃速存儲器，128 字節(jié)內(nèi)部 RAM,32 個I/O 口線，看門狗（WDT） ，兩個數(shù)據(jù)指針，兩個 16 位定時/計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。(10) CAN 的通信介質(zhì)可使用雙絞線作為傳輸介質(zhì)，價格低廉，可靠性強(qiáng)。(5) 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lambs(此時通信距離最長為 40m)；(6) CAN 上的節(jié)點(diǎn)數(shù)最多可達(dá) 110 個(主要取決于總線驅(qū)動電路)。CAN 通信的特點(diǎn) ：(1) CAN 是到目前為止唯一具有國際標(biāo)準(zhǔn)且成本較低的現(xiàn)場總線；(2) CAN 廢除了傳統(tǒng)總線的站地址編碼，對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，為多主方式工作，不分主從，通信方式靈活，通過報文標(biāo)識符通信，可使不同的節(jié)點(diǎn)同時接收到相同的數(shù)據(jù)，無需站地址等節(jié)點(diǎn)信息。由于CAN 總線本身的特點(diǎn),CAN 已經(jīng)形成國際標(biāo)準(zhǔn),并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一 [3]。本文介紹了一種基于 CAN 總線的