【正文】 研究與應(yīng)用已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域的熱點(diǎn)。典型的分散式控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、接口與計(jì)算設(shè)備以及通信設(shè)備組成。這類系統(tǒng)是以微型機(jī)為核心，將 5C 技術(shù) COMPUTER（計(jì)算機(jī)技術(shù)）、 CONTROL（自動(dòng)控制技術(shù)）、COMMUNICATION（通信技術(shù)）、 CRT（顯示技術(shù)）和 CHANGE（轉(zhuǎn)換技術(shù)）緊密結(jié)合的產(chǎn)物。由于對(duì)系統(tǒng)可靠性和靈活性的高要求，工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)為：控制面向多元化，系統(tǒng)面向分散化，即負(fù)載分散、功能分散、危險(xiǎn)分散和地域分散。由于通信速率高、開(kāi)放性好、報(bào)文短，糾錯(cuò)能力和擴(kuò)展能力強(qiáng)以及控制簡(jiǎn)單、應(yīng)用成本低等優(yōu)點(diǎn)． CAN 總線已被應(yīng)用到眾多的工業(yè)過(guò)程監(jiān)控領(lǐng)域，是公認(rèn)最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一 【 1】 。 附錄 3 ............................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 1 ............................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 CAN 通信 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 系統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計(jì) ............................................ 24 系統(tǒng)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) ............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 電源模塊電路設(shè)計(jì) ............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 關(guān)鍵詞 CAN 總線 C8051F040 DS18B20 傳感器 TJA1050 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）外文摘要 Title The hardware circuit Based on CAN temperature detection system Abstract CAN Bus is a multimaster way of serial munication protoco, has high bit rate, high resistance to electromagic interference and supports realtime control with a very high level. Therefore, CAN bus have been widely used in the automobile industry, aviation industry and industrial control fields which require high level of realtime. This design uses Cygnal39。 ℃，測(cè)量范圍 50～80℃，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間小于 1 秒。設(shè)計(jì)過(guò)程主要由溫度傳感器 DS18B20 采集數(shù)據(jù)通過(guò)總線傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)處理并顯示。 南 京 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 作 者 : 張光鴻 學(xué) 號(hào)： 0810190246 學(xué)院 (系 ): 自動(dòng)化 專 業(yè) : 電氣工程及其自動(dòng)化 題 目 : 基于 CAN 的溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 檢 測(cè) 電 路 硬 件 設(shè) 計(jì) 指導(dǎo)者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 評(píng)閱者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 年 月 胡戍方 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）中文摘要 CAN 總線是一種多主方式的串行通訊協(xié)議，以其高比特率、高抗電磁干擾性、高實(shí)時(shí)性，在汽車工業(yè)、航空工業(yè)和工業(yè)控制等對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求較高的領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)采用 Cygnal 公司的 c8051f040 單片機(jī) 作為主控芯片，基于 CAN 總線設(shè)計(jì)、基于 DS18B20 溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫濕度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。本設(shè)計(jì)測(cè)量溫度的精度為 177?？傮w來(lái)說(shuō)，本設(shè)計(jì)的檢測(cè)范圍較廣、穩(wěn)定性和精度較高、設(shè)備簡(jiǎn)易、性價(jià)比高，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境溫的實(shí)時(shí)檢測(cè) 。s C8051F040microcontroller as the main control chip, based on the CAN bus design, based on the DS18B20 temperature sensor to realize the realtime environment temperature and humidity detection. The design process mainly consists of temperature sensor DS18B20data transfer through the bus to the microcontroller, SCM processing and display. The design of temperature measuring precision of plus or minus DEG C, measuring range 50to 80 DEG C, system response time of less than 1 general, the system has wider temperature and humidity measurements scope, higher stability and precision, simple equipment and higher performanceprice ratio. It is very good to have realized the realtime detection for the environment. Keywords CAN bus C8051F040 DS18B20 TJA1050 目 錄 1 引言 選題背景與依據(jù) ............................................... 7 選題背景 ................................................... 7 發(fā)展及現(xiàn)狀 ................................................. 7 選題意義 ................................................... 8 系統(tǒng)綜述 ..................................................... 9 系統(tǒng)工作過(guò)程 ............................................... 9 系統(tǒng)總體構(gòu)成 ............................................... 9 2 系統(tǒng)原理介紹 CAN 總線協(xié)議和工作原理 ....................................... 11 CAN 總線的特性 ............................................ 11 CAN 的報(bào)文格式 ............................................ 11 CAN 的兩種存在形式 ........................................ 12 CAN 的可靠 性分析 .......................................... 12 傳感器原理 .................................................. 13 3 系統(tǒng)方案選擇和電路設(shè)計(jì) 各模塊方案的選擇 ............................................ 14 系統(tǒng)微控制器的選擇 ........................................ 14 傳感器的選擇 .............................................. 15 通訊模塊總線的選擇 ........................................ 16 顯示模塊的選擇 ............................................ 17 CAN 收發(fā)器的選擇 .......................................... 17 溫度采集模塊電路設(shè)計(jì) ........................................ 18 顯示模塊電路設(shè)計(jì) ............................................ 19 溫度顯示電路設(shè)計(jì) .......................................... 20 CAN 收發(fā)器外圍電路設(shè)計(jì) ...................... 2 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 JTAG 接口電路設(shè)計(jì) ............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 系統(tǒng)報(bào)警電路設(shè)計(jì) ............................................ 24 4 軟件 溫度采集 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 結(jié)論 .......................................... 32 致謝 .......................................... 32 參考文獻(xiàn) .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 2 ............................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1 引言 控制器局域網(wǎng) (CAN)是 Bosch 公司提出的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它的模型結(jié)構(gòu)包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層，信號(hào)傳輸介質(zhì)是雙絞線，通信速率最高1 Mb／ s，直接傳輸距離最遠(yuǎn) 10 km，每條總線可掛接設(shè)備多達(dá) 110 個(gè)，特別適用于實(shí)時(shí)性要求很高的網(wǎng)絡(luò)。 隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)及集成電路技術(shù)的迅速發(fā) 展，工業(yè)控制系統(tǒng)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中最具活力的一個(gè)分支，并取得了巨大進(jìn)步。 分散式工業(yè)控制系統(tǒng)就是為適應(yīng)這種需要而發(fā)展起來(lái)的。它在適應(yīng)范圍、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性 以及抗故障能力等方面，較之分散型儀表控制系統(tǒng)和集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都具有明顯的優(yōu)越性?，F(xiàn)場(chǎng)總線（ FIELDBUS）能同時(shí)滿足過(guò)程控制和制造業(yè)自動(dòng)化的需要，因而現(xiàn)場(chǎng)總線已成為工業(yè)數(shù)據(jù) 總線領(lǐng)域中最為活躍的一個(gè)領(lǐng)域。盡管目前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的研究尚未能提出一個(gè)完善的標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)場(chǎng)總線的高性能價(jià)格比將吸引眾多工業(yè)控制系統(tǒng)采用。由于 CAN 為愈來(lái)愈多不同 領(lǐng)域采用和推廣，導(dǎo)致要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)化。該技術(shù)規(guī)范包括 A和 B 兩部分。此后， 1993 年 11 月 ISO 正式頒布了道路交通運(yùn)載工具 數(shù)字信息交換 高速通信控制器局部網(wǎng)（ CAN）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時(shí) ， 由于消費(fèi)者對(duì)于汽車功能的要求越來(lái)越多 ， 而這些功能的實(shí)現(xiàn)大多是基于電子操作的 ， 這就使得電子裝置之間的通訊越來(lái)越復(fù)雜 ， 同時(shí)意味著需要更多的連接信號(hào)線。于是 ， 他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)總線 ， 所有的外圍器件可以被掛接在該總線上。 CAN 是一種多主方式的串行通訊總線 ， 基 本設(shè)計(jì)規(guī)范要求有高的比特率 ， 高抗電磁干擾性 ， 而且能夠檢測(cè)出產(chǎn)生的任何錯(cuò)誤。 溫 度 檢測(cè) 系統(tǒng)的應(yīng)用前景寬廣 ， 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) ， 科學(xué)研究 ， 生活等領(lǐng)域都離不開(kāi)溫度控制系統(tǒng)。 發(fā)展及現(xiàn)狀 CAN 總線在組網(wǎng)和通信功能上的優(yōu)點(diǎn)，以及它的高性價(jià)比決定了它在許多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。如醫(yī)療器械 CT 斷層掃描儀，為保證其可靠工作，在數(shù)據(jù)通信上要求功能塊間可隨意進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、通信能以廣播方式進(jìn)行、簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的硬件接口、通信線盡量少、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高并能自動(dòng)進(jìn)行故障識(shí)別和自動(dòng)恢復(fù)。 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國(guó)防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量和控制。目前，溫度測(cè)量領(lǐng)域的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新產(chǎn)品也層出不窮。 隨著信息時(shí)代的到來(lái)，數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展， 傳感器技術(shù)也得到了顯著的發(fā)展。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。其不足主要有： 只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn) ,主節(jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障就可能引起系統(tǒng)癱瘓 ； 數(shù)據(jù)通信為命令響應(yīng)，傳輸率低；錯(cuò)誤處理能力弱。 CAN 網(wǎng)絡(luò)上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可作為主節(jié)點(diǎn)主動(dòng)地與其它節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)； CAN 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信息幀可以分出優(yōu)先級(jí)，這對(duì)于有實(shí)時(shí)性要求的控制提供了方便； CAN 的物理層及數(shù)據(jù)鏈路層有獨(dú)特的設(shè)計(jì)技術(shù)，使其在抗干擾以及錯(cuò)誤檢測(cè)等方面的