基于CAN总线的温湿度智能节点设计

时间:2024-01-23 点赞:46130 浏览:90764 作者原创标记本站原创

为您写总线毕业论文和职称论文提供总线有关毕业论文的格式范文,与基于CAN总线的温湿度智能节点设计相关论文范文资料,包括关于总线及软件设计及参考文献方面的论文题目、提纲、开题报告、文献综述、参考文献的大学硕士和本科毕业论文,是免费优秀的总线论文范文。

摘 要:对温湿度的精确检测和远距离传输越来越受到人们的重视,针对这一情况,研制一种高精度、高稳定性、低成本且实用的分布式环境温湿度检测控制系统显得非常重要.而利用CAN总线实现远距离节点间和PC机的实时通信,具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便且便于功能扩展等优点,提高了管理水平和工作效率,所以将CAN总线应用于温湿度控制具有较好的前景.

关 键 词 :CAN总线;温湿度;实时通信

1.前言

本文设计了一个基于CAN总线的温湿度智能节点.该系统由单片机最小系统、湿度检测电路、温度检测电路、A/D转换电路、显示电路、CAN控制器、CAN收发器构成.

2.系统总体设计

本设计是一个基于CAN总线的温湿度检测节点,节点采集温湿度模拟信号经A/D转换送入主控制器,并将节点的主控制器连接在CAN总线上,可实现远程通信和监控.系统结构如下图1所示.

3.硬件设计

3.1 单片机最小系统

单片机最小系统由单片机AT89C52、时钟电路和复位电路构成[1].

3.2 温度检测电路

本设计选用LM35为温度传感器,LM35温度传感器输出电压与摄氏温标的线性度好,而且输出模拟量信号适合远距离传输,LM35输出与温度值对应的电压信号经放大10倍后变为标准信号送往A/D转换电路.

3.3 A/D转换电路

LM35输出的电压信号要转换为对应的数字信号才可被单片机接收,本设计选取ADC0809作为A/D转换器即可满足要求,由于ADC0809的时钟信号为500KHZ,故将单片机的ALE端接四分频器后给转换器作为时钟.

3.4 湿度传感器电路

本设计的湿度检测电路由555多谐振荡器来实现,HS1101传感器的电容值与温室湿度成线性关系,空气湿度通过555测量振荡电路后,就转变为与之呈反比例的频率信号,后将频率信号送单片机的计数器即可计算出湿度值.

3.5 显示电路

由于智能节点的需要实时显示室内的温湿度值和报警信息,数据较为复杂,故选择LCD1602液晶显示器,可以显示16×2 个字符,具有显示质量高、数字式接口、体积小、重量轻、功耗低等优点,可以满足设计的要求.

3.6 CAN接口电路

CAN接口电路主要由CAN控制器SJA1000、光电耦合器6N137和CAN驱动器PCA82C250构成.CAN总线控制器的地址/数据复用总线与单片机的P0口相连,并将中断输出到单片机中断口,总线控制器串行数据输出线(TX)和串行数据输入线(RX)分别经光电耦合电路连接至总线驱动器82C250,总线驱动器通过差分发送和接收功能的两个总线端CANH和CANL连接至CAN总线电缆[2].

⑴总线控制器.CAN总线控制器提供了与单片机控制器的数据线路接口,单片机通过对控制器编程设置其工作模式,控制其工作状态,启动CAN报文的发送并对反馈报文接收予以响应,即CAN总线控制器实现了CAN协议中最复杂的数据链路功能.本设计的总线控制器选用SJA1000.

⑵光电耦合器.由于总线传输距离远,现场环境干扰大,为了增强抗干扰能力,在SJA1000与PCA82C250间采用高速光耦6N137实现总线电气隔离.为了有效隔离,6N137两端的电源使用B0505S-1W隔离,而且可以减少CAN总线有效回路信号的传输延迟时间.

⑶CAN收发器.CAN总线收发器实现了物理层的功能,一方面将控制器发送信号转化为符合CAN物理层标准的信号,进行放大、传输;另一方面将总线上收到的信号转变为控制器所能接收的电平信号.其本质是提供了CAN控制器与物理总线之间的接口:即为总线提供差分信号的发送功能,为控制器提供差分信号的接收功能.本设计的CAN收发器选择PCA82C250.


4.软件设计

节点程序主要包括主程序、CAN控制器初始化程序、湿度检测中断程序、接收程序和发送程序.其中主程序主要完成中断初始化、键盘扫描、温度检测和温湿度显示及报警等功能;CAN控制器初始化程序主要完成SJA1000的初始化设置;湿度检测中断程序完成湿度传感器的脉冲计数及对应湿度的计算;接收程序由单片机的外部中断完成,主要实现节点接收报文的处理;发送程序主要实现节点报文的发送.

[参考文献]

[1]谢维成,杨加国,主编.<<单片机原理与应用及C51程序设计>>[M].北京:清华大学出版社,2006年.

[2]牛跃听,周立功,方丹.<>[M].北京:北京航空大学出版社,2012年.

相关论文

基于CAN总线的智能控制系统设计

本文是一篇控制系统论文范文,控制系统类有关毕业论文,关于基于CAN总线的智能控制系统设计相关毕业论文参考文献格式范文。适合控制系统及总。

CAN总线技术

这篇控制系统论文范文属于论文格式免费优秀学术论文范文,关于控制系统相关毕业论文,与CAN总线技术相关毕业论文格式。适合控制系统及可靠性。

基于CAN总线的汽车内部网络系统

该文为关于控制系统相关毕业论文提纲范文,与基于CAN总线的汽车内部网络系统相关论文格式要求,可作为论文格式专业控制系统论文写作研究的大。

汽车CAN总线关闭故障的诊断与恢复

这是一篇汽车电子技术相关电大毕业论文范文,与汽车CAN总线关闭故障的诊断与恢复相关在职研究生毕业论文。是论文格式专业与汽车电子技术及总。

汽车CAN总线技术其检测维修

本文是一篇控制系统论文范文,关于控制系统方面硕士毕业论文,关于汽车CAN总线技术其检测维修相关毕业论文的格式范文。适合控制系统及驾驶员。