【正文】 CAN 數(shù)據(jù)通過 82C250 傳輸?shù)?SJA1000， A。首先，AT24C16 的容量適中 (16kbit)，可存儲較多從節(jié)點的信息，并且讀寫速度（小于 10ms）也滿足系統(tǒng)要求；其次，這款價格比較便宜，市場上 AT24C16 單價僅 1 元人民幣一塊，可以節(jié)約成本。 VCC8WP7SCL6SDA5A01A12A23GND4U7AT24C16R910KR1010K+5VSCLSDA 圖 EEPROM 電路圖 主控端的 EEPROM 設(shè)計電路圖如圖 所示。 （ 3）并行接口 FRAM。 （ 2）串行 SPI 接口 FRAM FM25XX。 目前市場上常用的有三種 FRAM 鐵電存儲器： （ 1）串行 CI2 接口 FRAM FM24XX。 EEPROM 本系統(tǒng)中， 為了記錄事故發(fā)生的時間和地點，便于技術(shù)人員事后分析處理，需要對系統(tǒng)歷史信息進行存儲，并且對顯示屏上的字庫 （和按鍵緩存區(qū)數(shù)據(jù)） 也需要進行存儲。 RS232C 與 TTL 之間需要電平轉(zhuǎn)換。 在 RS232C 中，任何一條信號線的電壓均為負邏輯關(guān)系，即：邏輯“ 1”為 5~15V，邏輯“ 0”為 +5~+15V。 1234567891110J5DB9R1 OUT12R2 OUT9T1 OUT14T2 OUT7C2+4C25R1 IN13R2 IN2T1 IN11T2 IN10C1+1C23V+2V6GND15VCC16U2MAX232C8C7RXDTXDC3C4C5+5VC6+5V 圖 串口通信電路圖 全雙工是指通信的雙方能在同一時刻進行發(fā)送和接收操作，發(fā)送和接收由兩根不同的傳輸線完成。單工模式目前己基本不使用。已經(jīng)編程的器件也可以用 ISP 方式擦除或再編程。 AT89S52 內(nèi)部附有 ISP 模塊。 由于 P0 口是 OC 門，故要在 ~ 腳加上拉電阻。當上電或按鍵 S1 按下時， RST 腳為高電平，從而單片機復位。在復位電路中，系統(tǒng)具有上電與手動兩種方式，手動或上電復位的工作過程是在加電時，復位電路通過電容加給 RST 端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著 Vcc 對電容的充電過程而逐漸回落。對主控模塊和檢測模塊的微控制器的設(shè)計來說，復位十分重要，這直接決定其是否正常工作。 兩旁的電容可用 30177。圖 為微控制器最小系統(tǒng)電路圖。各模塊具體的硬件電路設(shè)計在下列小節(jié)做出詳細的闡述。在各節(jié)點的設(shè)計中，根據(jù)系統(tǒng)的需求分析， 設(shè)計相應的功能電路以完成各部分的實際功能，主要包括各模塊微控制器電路、電源電路、 CAN 控制器接口電路以及其他功能電路的設(shè)計。 實際采用電路方案如上圖 所示。下位機與上位機通信的實現(xiàn)通過 CAN 總線控制器。系統(tǒng)的 監(jiān)控模塊與主控模塊之間采用 CAN 總線進行數(shù)據(jù)傳 輸。 系統(tǒng)采用針對傳統(tǒng)溫度測溫系統(tǒng)測溫點少，系統(tǒng)兼容性及擴展性較差的特點，運用分布式通訊的思想。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。 ⑤可以與 SED1520 級聯(lián)使用，以便擴展行列驅(qū)動能力。 ③可直接與 80 系列微處理器相連，也可直接與 68 系列微處理器相連。 RAM 中的 1 位數(shù)據(jù)控制液晶屏上一個像素的亮暗，狀態(tài) 1 表示亮， 0 表示暗。 與外部 CPU 接口采用并行或串行方式控制。 12232 是一種內(nèi)置 8192 個 1616 點漢字庫和 128 個 168 點 ASCII 字符集圖形點陣液晶顯示器 ， 它主要由行驅(qū)動器 / 列驅(qū)動器及 12832 全點陣液晶顯示器組成。該類液晶模塊采用的驅(qū)動控制器都是 SED152O 或其兼容型驅(qū)動控制器。液晶顯示器按功能分為段位式 LCD、字符式 LCD 和點陣式 LCD，前兩者只能顯示有限字符，而點陣式 LCD 不僅能顯示字符，還可以顯示漢字及各種圖形，并且可實現(xiàn)屏幕的上下左右滾動顯示，反轉(zhuǎn)顯示以及顯示閃爍等功能，用途十分廣泛。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?qū)?、顯示信息量大等優(yōu)點。本 設(shè)計 應用這一溫度芯片，也是順應這一趨勢。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。采用溫度芯片DS18B20 測量溫度，可以體現(xiàn)系統(tǒng)芯片化這個趨勢。這樣 ， 測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(xiàn)多點測量 。在 0100 攝氏度時，最大線形偏差小于 1 攝氏度。便于單片機處理及控制，省去傳統(tǒng)的測溫方法的很多 外圍電路。 在多點測溫系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的測溫方法是將模擬信號遠距離采樣進行 AD 轉(zhuǎn)換，而為了獲得較高的測溫精度，就必須采用措施解決由長線傳輸，多點測量切換及放大電路零點漂移等造成的誤差補償問題。該裝置信號線高的時候，內(nèi)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。圖，其輸出用于修正計數(shù)器 1的預置值。計數(shù)器 1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù) 。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2的脈沖輸入。 DS18B20測溫原理如圖 所示。 ℃ ⑥ 可編程 的分辨率為 9～ 12 位，對應的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃和 ℃ ，可實現(xiàn)高精度測溫 ⑦ 在 9 位分辨率時最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時最多在750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 ⑧ 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 一 線總線 串行傳送給 CPU，同時可傳送CRC 校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力 ⑨ 負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。 DS18B20 的主要特性 DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)： DS18B20 的外形及管腳排列如下圖 。176。C 至 +85176。華氏相當于是 67176。 特點 ：獨特的一線接口，只需要一條口線通信多點能力，簡化了分布式溫度傳感應用，無需外部元件，可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為 V 至 V，無需備用電源，測量溫度范圍為 55 176。本方案應用這一溫度芯片，也是順應這一趨勢。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。 采用溫度芯片 DS18B20 測量溫度，可以體現(xiàn)系統(tǒng)芯片化這個趨勢。這樣 ， 測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(xiàn)多點測量。在 0100 攝氏度時，最大線形偏差小于 1 攝氏度。便于單片機處理及控制，省去傳統(tǒng)的測溫方法的很多外圍電路。 在多點測溫系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的測溫方法是將模擬信號遠距離采樣進行 AD 轉(zhuǎn)換，而為了獲得較高的測溫精度，就必須采 用措施解決由長線傳輸，多點測量切換及放大電路零點漂移等造成的誤差補償問題。 另 外， 這種測溫裝置的一根線上只能掛一個傳感器 ， 不能進行多點測量 。 如果系統(tǒng)選擇采用熱敏電阻， 則可滿足 40攝氏度至 90 攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復性、可靠性較差，對于檢測 1攝氏度的信號是不適用的。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(xiàn)不同檔次的精度需求。模擬溫度傳感器根據(jù)輸出的信號還可以細分為電流型和電壓型。 模擬溫度傳感器，其輸出的信號通常是電流、電壓 等線性信號，要通過信號前端調(diào)理電路和 AD 轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)數(shù)字化，才能輸入到 PIC 控制核心來運算。在實際應用中， CAN 總線大都用在如汽車和工業(yè)現(xiàn)場控制等的環(huán)境中，環(huán)境對電路的影響很大，所以為減少這些干擾，在設(shè)計 CAN 總線的節(jié)點時，通常在電路中使用高速光耦，如 6N137 等，使 SJA1000 的 TX0 與 RX0 不直接與 82C250 的 TXD和 RXD 相連，而是通過高速光耦與 82C250 相連，這樣就能很好地實現(xiàn)總線上各 CAN 節(jié)點間的電氣隔離。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。由于在待機模式下接收器是慢速的，因此第一個報文將被丟失。若引腳 8 接高電平，則電路進入低電 平待機模式，在這種模式下，發(fā)送器被關(guān)閉，接收器轉(zhuǎn)至低電流。對于較低速度或較短總線長度，可用非屏蔽雙絞線或平行線作總線。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。引腳 sR 可用于選擇三種不同的工作模式：高速、斜率控制和待機。雖然短路出現(xiàn)時功耗增加，但不致使輸出級損壞。 （ 1） 82C250 的主要特性如下： ① 與 ISO11898 標準完全兼容 ② 高速（最高可達 1Mbps） ③ 具有抗汽車環(huán)境下的瞬間干擾，保護總線能力 ④ 采用斜率控制（ Slope Control），降低射頻干擾（ RFIRadio Frequency Interference） ⑤ 熱保護 ⑥ 電源和地之間的短路保護 ⑦ 低電流待機模式 ⑧ 未上電節(jié)點對總線無影響 ⑨ 可連接 110 個節(jié)點 （ 2） PCA82C250 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) PCA82C250 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 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(shè)計 [12]。它與 ISO11898 標準完全兼容，最高速率可達 IMbps，采用斜率控制可降低射頻干擾，并且其未上電節(jié)點不會千擾總線。接收 FIFO 共有 64 個字節(jié)，遠遠超過 8X200的接收緩沖區(qū)，因而 SJA1000 的超載能力也大大加強。 EML 負責傳送層中調(diào)制器的錯誤管制，它接收 BSP 的出錯報告，促使 BSP 和 IML 進行錯誤統(tǒng)計 [14]。只有當接收的信息的識別碼 主 控 制 器 接口管理邏輯 發(fā)送緩沖 接收 FIFO 驗收 濾波器 CAN 核心 模塊 收發(fā)器 SJA1000 CAN 總線 與 ASP 檢驗相符時，接收信息才最終被寫入 RXB 或 RXFIFO 中。 CPU 的控制經(jīng) IML 把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入 TXB， TXB 中的數(shù)據(jù)由 BSP 處理后經(jīng) BT L 輸出到CAN 總線。 SJA1000 主要由接口管理邏輯 IML、信息緩沖器 (含發(fā)送緩沖器 TXB 和接收緩沖器 RXFIFO)、位流處理器 BSP、接收過濾器 ASP、位時序處理邏輯 BTL、錯誤管理邏輯 EML、內(nèi)部振蕩器及復位電路等構(gòu)成。發(fā)送緩沖區(qū)可存儲一個完整的信息幀，長度為 13 字節(jié)。 圖 SJA1000 的硬件結(jié)構(gòu)框圖 CAN 核心模塊負責 CAN 信息幀的收發(fā)和 CAN 協(xié)議的實現(xiàn)。 SJA1000 的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。它內(nèi)部自帶發(fā)送和接收緩沖， 并有超強的錯誤報警和雙重濾波處理。 AT89S52 單片機 主要性能 ： ● 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容 ● 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 ● 1000 次擦寫周期 ● 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz ● 三級加密程序存儲器 ● 32 個可編程 I/O 口線 ● 三 個 16 位定時器 /計數(shù)器 ● 八個中斷源 ● 全雙工 UART 串行通道 ● 低功耗空閑和掉電模式 ● 掉電后中斷可喚醒 ● 看門狗定時器 ● 雙數(shù)據(jù)指針 ● 掉電標識符 SJA1000 控制器 SJA1000 是一個獨立的 CAN 控制器， SJA1000 是 PHILIPS 公司早期 CAN 控制器PCA82C200 的替代品，功能更強，增加了一種新的工作模式 (PeliCAN)，這種模式支持 協(xié)議 [9]~[12]。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(shù)據(jù)指針等新功能，極大的增強了單片機的性能， 是目前取代 MCS51 單片機的主流芯片之一 ?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦 適于常規(guī)編程器。 AT89S52 具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash存儲器。 微處理器 AT89S51/52 系列單片機是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能的片內(nèi)有4K/8K 快閃可編程 /擦除只讀存儲器 (FPEROM)的 8 位 COMS 微控制器。目前 CAN 總線已被公認為是最有前途的幾種現(xiàn)場總線之一。 系統(tǒng)組成框圖如下圖 。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)。 溫度傳感器應用范圍廣泛、使用數(shù)量龐大，也高居各類傳感器之首。這樣，由于各種因素會造成檢測系統(tǒng)較大的偏差；又因為檢測環(huán)境復雜、測量點多、信號傳