【正文】 ：實時的采集現(xiàn)場環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)，實時的通過CAN通信反饋現(xiàn)場環(huán)境的溫度和氣體煙霧濃度，若發(fā)生火災則控制執(zhí)行裝置（電機）的工作。②可燃氣體及煙霧傳感器：采集從節(jié)點現(xiàn)場環(huán)境可燃氣體濃度和煙霧濃度信號。（3）主從節(jié)點之間用CAN模塊進行通信。主節(jié)點和從節(jié)點之間是通過CAN總線進行通信的，也就是說，系統(tǒng)主節(jié)點和從節(jié)點是掛在CAN總線的兩端的。單片機負責從節(jié)點傳輸過來的數(shù)據(jù)進行處理；LCD1602顯示屏顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)，比如溫度，氣體和煙霧濃度等等；時鐘電路負責火災報警系統(tǒng)報警的時間，以備事后查詢；CAN通信電路負責把從節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鞴?jié)點，它是主節(jié)點和從節(jié)點之間信息傳遞的橋梁。其中，單片機負責處理采集到的數(shù)據(jù)；CAN總線負責將從節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸給主節(jié)點；滅火裝置，負責火災發(fā)生的時候，及時的進行滅火工作；可燃氣體及煙霧傳感器電路，負責現(xiàn)場環(huán)境可燃氣體及煙霧濃度的收集；溫度傳感電路，負責現(xiàn)場環(huán)境的溫度。在實際的應用中，主節(jié)點設(shè)置在值班室內(nèi)，工作人員對其進行控制；而各個從節(jié)點則設(shè)置于樓房的走道及各房間處，與主節(jié)點一起掛接在CAN總線上，以便隨時向主節(jié)點發(fā)送信息。各傳感器收集到現(xiàn)場的環(huán)境數(shù)據(jù)，及時的將信息傳送給主節(jié)點，主節(jié)點將各從節(jié)點的信息顯示在顯示屏上，以便工作人員進行觀測和控制。在從節(jié)點的設(shè)計中，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求的分析，即通過傳感器采集到現(xiàn)場環(huán)境的數(shù)據(jù)，實時的實現(xiàn)CAN通信傳輸?shù)街鞴?jié)點上，設(shè)計出相應模塊的實際功能，主要包括從節(jié)點上信息采集模塊、CAN電路模塊以及其他功能模塊的設(shè)計。各模塊具體的硬件電路設(shè)計如下一一作出詳細的闡述。80C51單片機是MCS51的系列其中一種單片機，由英特爾公司開發(fā)，其結(jié)構(gòu)是8048的一個延伸，更加優(yōu)化8048的性能，改善了它的缺點，除此之外，還增加了一系列的指令，比如比較（CMP）、乘（MUL）、減（SUBB）、除（DIV）、布爾代數(shù)運算、16位數(shù)據(jù)指針等等指令。以下是51單片機開發(fā)板上單片機彈簧座及擴展排針電路圖圖31 單片機彈簧座及擴展排針電路圖 LCD1602顯示器電路設(shè)計 液晶顯示的原理是利用了液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就可以顯示，因此就可以顯示出了圖形。 1602LCD分為不帶背光和帶背光兩種，基控制器大部分都是HD44780，不帶背光的比帶背光的薄，是否帶背光在應用中并沒有什么差別[5]。隨著人們對實時時鐘的要求不斷地提高，且在很多數(shù)據(jù)的記錄方面需要提供對應的時間等相關(guān)的信息，因此實時時鐘（RealTime Clock）被廣泛的應用于各種系統(tǒng)。時鐘芯片的接口分為并行和串行，不同的芯片要根據(jù)不同的情況進行設(shè)計。DS1302是達拉斯公司推出的涓流充電時鐘芯片，里面有一個實時時鐘和日歷以及31字節(jié)靜態(tài) RAM，可以通過串行接口和單片機進行通信。數(shù)據(jù)在時鐘（SCLK）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時鐘周期，讀操作時輸出數(shù)據(jù)，寫操作時輸出數(shù)據(jù)[6]。實現(xiàn)微處理器接口部分和實現(xiàn)CAN總線協(xié)議部分的電路組成了CAN控制器。 CAN模塊與單片機電路通信電路如下：圖36 CAN模塊與單片機電路連接圖 從節(jié)點硬件設(shè)計 從節(jié)點的功能模塊由微控制器MCU（單片機）、CAN通信電路以及可燃氣體及煙霧傳感器電路、溫度傳感器電路等電路組成。DSl8B20是美國DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器，它具有很多優(yōu)點，比如它體積比較小、功耗比較低，而且性能有很高，具有很強的抗干擾能力強，除此之外，它很容易和微處理器接口，以及適合各種不同的溫度測控系統(tǒng)等優(yōu)點。（2）測溫范圍為55℃到+125℃，在10℃到85℃范圍內(nèi)誤差為177。 （3）用戶可自設(shè)定報警上下限溫度。（5）低壓供電，電源范圍從3V到5V，可以直接從數(shù)據(jù)線上進行竊取電源(寄生式供電)，也可以本地供電。（7）DSl8B20可將檢測到的溫度值直接轉(zhuǎn)化數(shù)字量，并通過串行通信的方式與主控制器進行數(shù)據(jù)通信。 DSl8820的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括：64位激光ROM、溫度傳感器、單總線接口和寄生電源、8位循環(huán)冗余校驗碼(CRC)發(fā)生器、用于存儲用戶設(shè)定溫度上下限值的TH和Tl觸發(fā)器、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器RAM、存儲與控制邏輯等7部分[7]。溫度和數(shù)字量的關(guān)系如表所示。將檢測到的信號送給單片機。因此，它可以應用于家庭和工廠的氣體泄漏情況的監(jiān)測裝置， 對一些可燃性氣體，比如家庭常用的液化氣，甲烷、丁烷、丙烷、氫氣、以及酒精、煙霧等等都具有良好的探測效果[8]。本系統(tǒng)所使用的是28BYJ48步進電機，28BYJ48步進電機是永磁式的減速步進電機，減速比為1：64。其中橙色與黃色，以及粉色和藍色四根接線依次是A、B、C、D繞組的一端，紅色引線是四個繞組的公共端。除此之外，還可以實現(xiàn)快速啟停等等[9]。它不使用位移傳感器就可以實現(xiàn)定位的精確, 因此被廣泛的應用到精確定位系統(tǒng)中。 本系統(tǒng)中使用L298N 雙 H 橋直流電機驅(qū)動板的目的是，為了提高系統(tǒng)的I／O口的載流量。所以在I／O口必須得增加功率驅(qū)動芯片。 L298N 雙 H 橋直流電機驅(qū)動芯片的驅(qū)動部分端子供電范圍 Vs：＋5V～＋35V ； 如果需要板內(nèi)取電，則供電范圍Vs：+7V～+35V，驅(qū)動部分峰值電流 Io：2A；邏輯部分端子供電范圍 Vss：＋5V～＋7V（可板內(nèi)取電＋5V）；邏輯部分工作電流范圍:0～36mA；控制信號輸入電壓范圍：低電平：－≤Vin≤，高電平：≤Vin≤Vss；使能信號輸入電壓范圍：低電平：－≤Vin≤（控制信號無效），高電平：≤Vin≤Vss（控制信號有效）；最大功耗：20W（溫度 T＝75℃時）；存儲溫度：－25℃～＋130℃；驅(qū)動板尺寸: 48mm*43mm*33mm(帶固定銅柱和散熱片高度)；驅(qū)動板重量：33g；其他擴展：控制方向指示燈、邏輯部分板內(nèi)取電接口[10]。首先根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計所需要完成的整體實現(xiàn)的功能，從而開發(fā)出系統(tǒng)各個部分的設(shè)計軟件流程圖。 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計，主要分為主節(jié)點的軟件設(shè)計、CAN模塊通信的軟件設(shè)計、從節(jié)點的軟件設(shè)計等三大部分。為了確保系統(tǒng)能夠正常的工作，每次上電時，需要對主節(jié)點和從節(jié)點進行初始化。以此同時，把發(fā)生火災的相關(guān)信息顯示在顯示屏上，同時控制其執(zhí)行裝置進行工作。當判斷有異常情況發(fā)生時，顯示屏上顯示出異常情況，并觸發(fā)報警電路，以提示工作人員。液晶屏工作流程圖如下：顯示溫度顯示煙霧氣體濃度設(shè)第一行顯示位置結(jié)束設(shè)第二行顯示位置延時LCD初始化開始圖42 液晶屏工作流程圖如上圖所示，液晶屏工作的流程圖，首先對LCD進行初始化，其次進行延遲，然后對液晶屏進行設(shè)置第一行顯示的位置，顯示的內(nèi)容是煙霧氣體的濃度，之后對第二行顯示位置進行設(shè)置，并顯示的內(nèi)容是溫度，最后結(jié)束，這就是液晶顯示屏一個整體的工作流程。詢。CAN 應用節(jié)點的程序設(shè)計主要分為 3 部分: SJA1000初始化程序、信號發(fā)送程序、信號接收程序。在系統(tǒng)正常工作之前，微控制器要對SJAl000進行初始化，以保證系統(tǒng)的各部分之間能進行正確的數(shù)據(jù)交換。初始化加載以后, 寄存器的接收屏蔽、接收代碼和總線定時寄存器 0和1 以及輸出控制就不能改變了[12]。當硬件復位或控制器掉電的時候，就會自動進入復位模式，SJA1000 只有在復位模式下才能被初始化。在初始化完成以后, CAN總線就可以開始進行數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送工作, 其初始化流程圖：開始 進入CAN控制器復位模式 TXDC腳（）配置 與CAN有關(guān)的中端配置 CAN位定時的配置 驗收濾波器的配置選擇操作模式，推出CAN控制器復位模式結(jié)束是否使用CAN中斷？NY CAN初始化流程圖 圖44 CAN初始化流程圖 發(fā)送信號報文是通過信號發(fā)送模塊實現(xiàn)的。發(fā)送程序分發(fā)送遠程幀和數(shù)據(jù)幀兩種[11].開始位置發(fā)送請求位否發(fā)送完畢發(fā)送TX幀信息發(fā)送TX識別碼是結(jié)束發(fā)送數(shù)據(jù)圖45 SJAl000發(fā)送程序流程圖 信號接收模塊程序設(shè)計 采用中斷方式接收數(shù)據(jù)的流程下圖所示。這個時候，AT89C51可以很快的起到作用, 將自己收到的報文傳輸?shù)阶陨韴笪拇鎯ζ髦?。在釋放了接收緩沖器之后,SJA1000 開啟所有中斷, 等待接收下一組的報文[14]?，F(xiàn)在根據(jù)從節(jié)點具體實現(xiàn)的功能進行從節(jié)點整體軟件流程的設(shè)計，流程圖如下：