基于can总线的温度检测信息传输

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1、课程名称：集散控制系统与现场总线报告名称：基于SJA1000实现温度检测信息的CAN总线传输专业名称：自动化班级学号：学生姓名：2011年12月30日8摘要本文设计了一个基于数字式温度传感器DS18B20和独立CAN控制芯片SJA1000的用于温度检测和can总线传输的模块，该模块可以精确地测量出环境温度，并将采集的数据通过can总线传输，通信可靠，可实现安防及报警的功能。本文详细介绍其硬件设计电路及相关软件设计。关键词：SJA1000DS18B20温度检测CAN总线传输8目录1温度检测及SJA1000的硬件电路设计31．1单片机的选取31.2传感器

2、的选取31.3独立CAN控制芯片SJA100041.4CAN总线收发器PCA82C25041.5工作框图及硬件连接原理图42软件部分的设计53心得体会6参考文献681温度检测及SJA1000的硬件电路设计本模块可作为典型的传感器有线网络节点，可广泛应用于工业级现场，所以模块的电路设计必须考虑到阻容分布参数及噪声的影响，以确保通信准确可靠。1．1单片机的选取本模块选用宏晶公司的高速低功耗单片机STC89C51作为微控制器，其工作电压为2.5～5.5V。该单片机的耗电电流在2.7～7mA之间，因不同的工作模式而不同，用外部中断请求将CPU唤醒只需要10u

3、s，因此该单片机能在低功耗模式下具有快速实时响应的特点。此外，STC89C51是增强型8051单片机，比传统51内核单片机速度快8到12倍，并集成了8通道10位精度的A/D模块，串口/SPI接口，片内看门狗定时器等。由于与SJA1000通信需要通过AD7～AD0地址/数据总线来传输数据，STC89C51端口正好满足该接口的要求。1.2传感器的选取本模块是用于采集环境温度并进行CAN总线传输，实际应用中可根据工程需要接入其它的传感器（如人体红外传感器、烟雾报警传感器等）进行对应的参数检测。温度传感器选用Dallas公司的可编程单线数字式温度传感器DS1

4、8B20实现环境温度采集。该传感器体积小，外形如普通三极管，其内部集成有测温传感器及逻辑控制电路。DS18B20的外围电路简单，成本低，测温精度较高，可以设定9～12位的分辨率，精度为±0.5℃，可以满足一般应用的要求。它还有很多优点，例如：直接输出数字信号，无需后续的信号处理及A/D转换部分；单总线是指一根信号线上可以挂连多个DS18B20，可用于多点测量。1.3独立CAN控制芯片SJA1000SJA1000是PHILIPS公司早期CAN控制器PCA82C200的替代品，功能更强，具有如下特点：①与PCA82C200引脚兼容、电气兼容，并完全支持B

5、asicCAN工作模式；②扩展的接受缓冲器，64字节，先进先出的FIFO结构；③和CAN2.0B兼容，同时支持11位和29位识别码；④位速率可达1Mbit/s；⑤支持PeliCAN模式及其扩展功能；⑥通过对输出控制寄存器OCR（outputcontrolregister）进行编程配置可设置不同的输出驱动类型；⑦增强的温度适应（-40℃～+125℃）。81.4CAN总线收发器PCA82C250PCA82C250是CAN协议控制器和物理总线和物理总线之间的接口，该器件对CAN物理总线提供差动发送能力并对CAN控制器提供差动接收能力，可实现将CAN节点与C

6、AN物理总线电气隔离的功能。PCA82C250是应用最广泛的CAN收发器。PCA82C250的特点是：①高速度，波特率可达1Mbps；②支持低电流待机模式，未供电的节点不会干扰总线；③内部斜率控制电路以降低射频干扰；④差动接收器具有宽共模范围，有很强的抗电磁干扰（EMI）能力。1.5工作框图及硬件连接原理图上述各器件组成的单个模块结构图及信号走向图如图1所示.假定一个应用环境为某车队车库，各个车库温度检测信息通过CAN总线网络传输到调度室中。整体工作框图如图2所示。CAN_HCAN_L温度传感器MCUPCA82C250SJA1000图1单个模块结构图

7、主节点从节点n从节点2从节点1调度室车库1车库n车库2CAN_HCAN_L图2整体工作框图具体的单个模块电路原理图如图3所示。各个芯片的VCC、GND分别接电源、接地；单片机与SJA1000的AD7～AD0、WR、RD、ALE对应连接即可；现在介绍几个关键连接点：①STC89C51的P1.0口是温度传感器DS18B20的数据采集口，必须用5V电源接一个4.7K的上拉电阻；②SJA1000的接受信息中断口INT为开漏输出，连入STC89C51的INT0口时也需接一个上拉电阻，大小为10K；③STC89C51为高电平复位，SJA1000为低电平复位，二者

8、必须有独立的复位电路；④8物理总线的主节点和尾节点的CAN_H和CAN_L之间各需匹配上120欧姆的终端电阻