【正文】 CAN總線(xiàn)設(shè)計(jì) CAN總線(xiàn)硬件設(shè)計(jì)CAN總線(xiàn)控制節(jié)點(diǎn)是由微處理器、CAN控制器和CAN接口構(gòu)成。(3)中斷法EOC必須經(jīng)過(guò)非門(mén)接到AT89S51的中斷請(qǐng)求輸入線(xiàn)INTO或INTl上，AT89S51的中斷觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。單片機(jī)啟動(dòng)ADC0809后，延遲10uS，檢測(cè)EOC，若EOC=0則A／D轉(zhuǎn)換沒(méi)有結(jié)束，繼續(xù)檢測(cè)EOC直到．EOC=1。單片機(jī)讀取A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果的方法有三種 (1)延遲法單片機(jī)啟動(dòng)ADC0809后，延時(shí)130uS以上，可以讀到正確的A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果。采用外部時(shí)鐘的電路如下面右圖所示，這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTL2則懸空。對(duì)外接電容CC2雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但是電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度的穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用30PF10PF，而使用陶瓷諧振器建議選擇40PF10PF。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路見(jiàn)下圖。不應(yīng)將數(shù)據(jù)“1”寫(xiě)入未定義的單元，由于這些單元在將來(lái)的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“0”。 并非所有的地址都被定義，從80HFH共128個(gè)字節(jié)只有一部分被定義，還有相當(dāng)一部分沒(méi)有定義。●XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該信號(hào)加上+12v的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。需注意的是：如果加密位LBI被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。 ●／VPP：外部訪(fǎng)問(wèn)允許。 ●：程序儲(chǔ)存允許（）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令(或數(shù)據(jù))時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，即輸出兩個(gè)脈沖。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。 對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖()。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1／6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。AT89S51方框圖 P3口除了作為一般的I／0口線(xiàn)外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：端口引腳第二功能XD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）（外中斷0）（外中斷1）T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）此外，P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，他們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P2口當(dāng)用于外部程式存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P1口：P1口是個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P0能夠用于外部程式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，他能被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 ： VCC：供電電壓?？删幊檀型ǖ?兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 128*8位內(nèi)部RAM 全靜態(tài)工作：0Hz24KHz 8031CPU和MCS51兼容 由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89S51是一種高效微控制器，為非常多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 AT89S51單片機(jī) AT89S51概述AT89S51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)（FPEROM?Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。五個(gè)中斷源的終端控制系統(tǒng)。四個(gè)8 位并行I / 0 接口PO—P3 ，每個(gè)口即可以用作輸入，也可以用作輸出。片內(nèi)程序存儲(chǔ)器ROM / EPROM ( 4 KB / 8KB ) ，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。每一個(gè)單片機(jī)包括：一個(gè)8 位微處理器（CPU ）。將微處理器、一定容量的RAM 和ROM 以及I / 0 口、定時(shí)器等電路集成在一塊芯片上，構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)。 單片機(jī) 單片機(jī)概述微處理器（Microprocessor）、微型計(jì)算機(jī)和單片機(jī)（Signal—Microprocessors ）。ADC0809 與AT89S51 單片機(jī)連接圖 地址線(xiàn)與數(shù)據(jù)線(xiàn)的連接：ADC0809 的輸出部分有三態(tài)緩沖器，可以直接和數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連；ADC08O9的地址選擇信號(hào)線(xiàn)ADDA 、ADDB 、ADDC 可以與地址線(xiàn)中的任意二根相連（圖中與ADO 、AD1 、AD2 相連），這樣8個(gè)輸入端所對(duì)應(yīng)的地址就是從：也就是FFFOH—FFF7H 時(shí)鐘線(xiàn)的連接：ADC0809工作時(shí)必須外接時(shí)鐘，如果單片機(jī)的主振頻率為6M ，就可以直接借用ALE信號(hào)來(lái)作為ADC0809 的時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)不使用MOVX 類(lèi)指令時(shí)，ALE 是時(shí)鐘頻率的6分頻，在6M 晶振的頻率下，ALE 的頻率是1M ，如果用了更高頻率（如12M ）的晶振，用ALE 作為ADC0809 的時(shí)鐘就不恰當(dāng)了?？刂菩盘?hào)的連接：ADC0809 所要求的或者所提供的都是高電平有效信號(hào)，而MCS—51 能夠提供或者需要的卻是低電平有效信號(hào)，所以必須用一些門(mén)電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。用三位編碼組成3 8 譯碼輸出，選通8 路模擬電子開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)IN0~IN7 的8 路選1 工作。START ：A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端口，高電平有效；ALE ：地址鎖存允許信號(hào)輸入端口，ALE 的下降沿將地址打入鎖存器；EOC ：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端口，開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，一旦轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出高電平；OE ：完成轉(zhuǎn)換后數(shù)字量輸出允許控制信號(hào)輸入端口，高電平有效，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器的輸出。下圖是ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。（2）轉(zhuǎn)換器部分主要包括比較器，8位D/A轉(zhuǎn)換器，逐位逼近寄存器以及控制邏輯電路等。( 1 ) ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外特性ADC0809 是CMOS 工藝逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，其字長(zhǎng)為8 位，可8 路輸入模擬量分時(shí)轉(zhuǎn)換的組成芯片。 選用ADC0809ADC0809 是最常用的8 位A / D 轉(zhuǎn)換器，屬逐次逼近型；它由八路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存和譯碼器、比較器、256電阻階梯、樹(shù)狀開(kāi)關(guān)、逐次逼近式寄存器SAR、控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成。數(shù)字誤差主要包括丟失碼誤差和量化誤差，前者屬于非固定誤差，由器件質(zhì)量決定，后者和ADC輸出數(shù)字量位數(shù)有關(guān)，位數(shù)越多，誤差越小。⒉轉(zhuǎn)換精度：ADC的轉(zhuǎn)換精度有模擬誤差和數(shù)字誤差組成。ADC型號(hào)不同，轉(zhuǎn)換速度差別很大。（4）雙積分型A/D 轉(zhuǎn)換器：精度高，抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格低，但是速度慢，常用于測(cè)量?jī)x表等場(chǎng)合。根據(jù)A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理，可以分為下面的四種類(lèi)型：（1）計(jì)數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換速度也很慢（2）并行A/D變換器：速度高，價(jià)格也很昂貴，用于高速（如視頻處理）場(chǎng)合。常用的有電壓時(shí)間間隔(V/T)型和電壓頻率(V/F)型兩種，其中電壓時(shí)間間隔型中的雙斜率法（又稱(chēng)雙積分法）用得較為普遍。它在計(jì)算機(jī)接口電路中用得最普遍。經(jīng)過(guò)n次比較后，n位寄存器的狀態(tài)即為轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。先使二進(jìn)位制數(shù)的最高位Dn1＝1，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后得到一個(gè)整個(gè)量程一半的模擬電壓VS，與輸入電壓Vin相比較，若VinVS,則保留這一位；若VinVin，則Dn1＝0。它用數(shù)模網(wǎng)絡(luò)輸出的一套基準(zhǔn)電壓，從高位起逐位與被測(cè)電壓反復(fù)比較，直到二者達(dá)到或接近平衡（見(jiàn)圖）。模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法很多，從轉(zhuǎn)換原理來(lái)分可分為直接法和間接法兩大類(lèi)。編碼是對(duì)每一量級(jí)分配唯一的數(shù)字碼，并確定與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的代碼。模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程包括量化和編碼。3．3 A/D轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器的類(lèi)型A/D轉(zhuǎn)換器是一種能把輸入模擬電壓或電流變成與它成正比的數(shù)字量，即能把被控對(duì)象的各種模擬信息變成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信息。② 傳感器的性能： 選用傳感器時(shí)，要考慮傳感器的下述性能：精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、模擬信號(hào)或者數(shù)字信號(hào)、輸出量及其電平、被測(cè)對(duì)象特性的影響、校準(zhǔn)周期、過(guò)輸入保護(hù)等。為此，要從系統(tǒng)總體考慮，明確使用的目的，絕對(duì)不要采用不適宜的傳感器。~，鉑絲的引線(xiàn)采用銀線(xiàn)，引線(xiàn)用雙孔瓷絕緣套管絕緣。鉑電阻主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)，廣泛應(yīng)用于溫度的基準(zhǔn)，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的重現(xiàn)性使它成為目前測(cè)溫重現(xiàn)性最好的溫度計(jì)。鉑絲的電阻值與溫度之間的關(guān)系可以近似表示如下： 在190~0℃范圍內(nèi)為：Rt= R0 [1+At+Bt*t+C（t100）t*t*t] 在0~℃范圍內(nèi)為：Rt= R0（1+At+Bt*t）式中Rt、R0分別是溫度為t和t0時(shí)的電阻值；A、B、C是常數(shù)。由于本次設(shè)計(jì)硬件電路采用的是鉑電阻進(jìn)行溫度測(cè)量，所以，在此簡(jiǎn)要介紹。⑷具有比較高的電阻率，以減小熱電阻的體積和重量。⑵在測(cè)量范圍內(nèi)，化學(xué)、物理性能穩(wěn)定，以保證熱電阻的測(cè)溫準(zhǔn)確性。一般選作感溫電阻的材料必須滿(mǎn)足如下要求：⑴電阻溫度系數(shù)a要高，這樣在同樣條件下可加快熱響應(yīng)速度，提高靈敏度。常用于測(cè)量—200~500℃范圍內(nèi)的溫度，同時(shí)在500~1200℃度溫度范圍內(nèi)也有足夠好的特性。 利用感溫材料，把測(cè)量溫度轉(zhuǎn)化為測(cè)量電阻的測(cè)溫系統(tǒng)，主要有金屬熱電阻式和半導(dǎo)體熱電阻式兩大類(lèi)，前者簡(jiǎn)稱(chēng)熱電阻，后者簡(jiǎn)稱(chēng)熱敏電阻。② 能量控制型傳感器：外源供給能量。② 數(shù)字式傳感器：輸出數(shù)字信號(hào)。③ 溫度傳感器：以輸入量（用途）命名。（4） 按輸入量分：① 位移傳感器：以輸入量（用途）命名。③ 壓電式傳感器：以轉(zhuǎn)換原理命名。（3） 按工作原理分：① 應(yīng)變式傳感器：以轉(zhuǎn)換原理命名。（2） 按構(gòu)成機(jī)理分：① 結(jié)構(gòu)型傳感器：結(jié)構(gòu)參數(shù)變化完成信號(hào)轉(zhuǎn)換。② 化學(xué)型傳感器：以電化學(xué)效應(yīng)命名。 傳感器的分類(lèi) 傳感器進(jìn)行非電量轉(zhuǎn)換的原理一般是基于物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科理論中的各種定律、定理及各種效應(yīng)完成其轉(zhuǎn)換的。因?yàn)? A0、τ0都是常數(shù)，上式說(shuō)明該傳感器的輸出y(t)的波形與輸入x(t)的波形相似，只不過(guò)對(duì)應(yīng)瞬時(shí)放大了A0倍，滯后了τ0時(shí)刻，輸出的頻譜（幅值譜和相位譜）與輸入的頻譜完全相似。③ 由于傳感器通常是慣性環(huán)節(jié)，所以輸出y(t)與輸入x(t)的相位可能不同。根據(jù)線(xiàn)性系統(tǒng)具有的這種性質(zhì)，傳感器的輸出能夠不失真檢測(cè)轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的條件如下：① 在線(xiàn)性傳感器中輸出y(t)與輸入x(t)的頻率（周期）是一樣的。 傳感器不失真檢測(cè)轉(zhuǎn)換條件 傳感器不失真檢測(cè)轉(zhuǎn)換條件是指?jìng)鞲衅鞯妮敵鲎兓軌虿皇д娴膹?fù)現(xiàn)輸入變化的條件。輸出量與輸入量?jī)烧咧罘Q(chēng)動(dòng)態(tài)誤差。傳感器所檢測(cè)的非電量信號(hào)大多數(shù)是時(shí)間的函數(shù)，即y(t) = f[x(t)]。A傳感器的靈敏度 （a）線(xiàn)性 ：（b）非線(xiàn)性。線(xiàn)性傳感器的靈敏度就是它的靜態(tài)特性的斜率，其靈敏度S在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)為常量，如右圖所示；而非線(xiàn)性傳感器的靈敏度為一變量，用S=dy／dz表示，實(shí)際上就是輸入輸出特性曲線(xiàn)上某點(diǎn)的斜率，且靈敏度隨輸入量的變化而變化。用S 表示靈敏度。 溫度漂移通常用傳感器工作環(huán)境溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度(一般為20度)時(shí)的輸出值的變化量與溫度變化量之比()來(lái)表示，即式中：——工作環(huán)境溫度t偏離標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度之差，即 ——傳感器在環(huán)境溫度t時(shí)的輸出； ——傳感器在環(huán)境溫度時(shí)的輸出。產(chǎn)生漂移的原因有兩個(gè)方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周?chē)h(huán)境(如溫度、濕度等)。S③ 重復(fù)性重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí)，所的曲線(xiàn)不一致的程度。xF線(xiàn)性度也稱(chēng)為非線(xiàn)性誤差，用表示， 式中：——最大非線(xiàn)性絕對(duì)誤差 ——滿(mǎn)量程輸出值② 遲滯誤差 遲滯誤差是指在相同工作條件下，做正、反行程試驗(yàn)（測(cè)試）所得兩個(gè)曲線(xiàn)不重合的程度，如下圖所示。在實(shí)際使用中，為了標(biāo)定和數(shù)據(jù)處理的方便，希望得到線(xiàn)性關(guān)系，因此引入各種非線(xiàn)性補(bǔ)償環(huán)節(jié)，如采用非線(xiàn)性補(bǔ)償電路或計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行線(xiàn)性 線(xiàn)性度化處理，從而使傳感器的輸出與輸入關(guān)系為線(xiàn)性或接近線(xiàn)性，但如果傳感器非線(xiàn)性方次不高，輸入量變化范圍較小時(shí)，可用一條直線(xiàn)