基于can总线的多点温度监测及报警系统设计毕业设计

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1、基于 CAN 总线的多点温度监测及报警系统设计 摘要 本文设计的是一套基于 CAN 总线的多点温度检测及报警系统，主要是对粮仓的温 度监控，以确保储粮的安全。 系统设计分为主控模块和监控模块。主控监控两模块的微处理器都采用 AT89S52 单片机。为了实现主控模块对监控模块的实时监测，在主控端和监控端处都设计有 CAN 通信电路，由控制器 SJA1000 和收发器 82C250 组成 CAN 通信接口。另外，主 控端的外围电路部分包括时钟电路功能模块、EEPROM 存储电路模块、串口通信电路 模块、译码电路功能模块、液晶显示屏模块；监控端的外围电路部分为温度传感器。 主控端的时钟芯片选用 DS

2、12887，EEPROM 存储芯片选用户 AT24C16，显示屏采用 FM12232B 液晶模块。监控端的温度传感器采用数字传感器 DS18B20，系统设置温度 传感器的阐值为 50。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 本文给出了系统的结构和软硬件设计方案，可实现实时温度测量、越限报警等功 能。该系统具有可靠性好、通信速率高、抗干扰能力强等特点。本系统还适用于在粮 仓、北方暖气和热水供应中心、大面积水泥铺建等多种场合。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 关键词：CAN 总线；DS18B20；AT89S52 BASED ON CAN BUS MULTIPOINT TEMPERATURE MONITORING AND A

3、LARMING SYSTEM DESIGN残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 ABSTRACT This paper designs a multi-point temperature detection and alarm system based on CAN bus , this system is mainly used to monitor the temperature of granary, to ensure the safety of the stored grain. 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 This system is divided into the main control mo

4、dule and the surveillance module. The microprocessor of the main control module and the surveillance module both use DSP AT89S52 microcontroller. In order to achieve real-time monitoring and measuring of the surveillance module,CAN communications circuits are designed at the port of the main control

5、 module and the surveillance module,which is composed by the controller SJA1000 and the 82C250 communications interface. In addition, the external circuit section of the main control module includes the clock circuit modules, EEPROM memory circuit module, serial communication circuit module, decodin

6、g circuit modules, LCD modules; the main portion of the external circuit section of the surveillance module is the temperature sensor. The clock chip of the main control module uses DS12887, the EEPROM memory chip can select AT24C16, the LCD display module can select FM12232B. The temperature sensor

7、 of the surveillance module use the digital sensor DS18B20, the lininal value of the temperature sensor is setted at 50 by the system. 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 This paper presents the architecture of the system and the hardware and software design proposal , enabling the function of real-time temperature measure

8、ment and the off-limited alarm .The system has good reliability, high transmission rate, strong anti-interference and so on. This system can also be applied to the granary, the north central heating and hot water supply center, the cement paving of a large area and other occasions. 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 Keywo

9、rds: CAN-bus；DS18B20；AT89S52 目 录 1 绪论.5厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 1.1 背景介绍 .5茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 1.2 国内外相关技术发展概况 .5鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 1.2.1 温度传感器的发展概况5籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 1.2.2 现场总线概况6預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 1.3 温度监测及报警系统的应用前景 7渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 2 现场总线 CAN 原理介绍.7铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 2.1 现场总线简介 .7擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 2.2 CAN 总线简介8贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 2.2.1 CAN-bus 的产生与发展 8坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈

10、淚。 2.2.2 CAN-bus 的基本工作原理 9蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 2.2.3 CAN-bus 的特征 .10買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 2.2.4 CAN 协议简介 .11綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 3 基于 CAN 多点温度检测系统的总体设计15驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 3.1 系统总体方案设计 15猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 3.2 系统设计的主要器件选择 16锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。 3.2.1 微处理器.16構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 3.2.2 SJA1000 控制器 .17輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 3.2.3 PCA82C250 总线收发器 .19尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。 3.2.4 温度传感器

11、的选择.20识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。 3.2.5 显示器的选择.24凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。 3.3 系统硬件结构组成 25恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。 4 系统的硬件设计27鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。 4.1 单片机最小系统设计 27硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。 4.2 串口电路设计 28阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。 4.3 EEPROM 29氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。 4.4 CAN 通信电路设计.29釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。 4.4.1 CAN 通信结构框图 .30怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。 4.4.2 CAN 通信电路电源模块 .31谚辞調担鈧谄动禪泻類。 4.4.3 CAN 通信接口电路 .31嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。

12、4.5 时钟电路设计 32熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。 4.6 译码电路 33鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。 4.7 液晶显示屏 34纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。 4.8 温度传感器 35颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。 4.9 键盘电路 36濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。 4.10 报警电路 .37銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。 5 系统的软件设计38挤貼綬电麥结鈺贖哓类。 5.1 系统整体软件设计 38赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。 5.2 主控模块软件设计 38塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。 5.2.1 CAN 控制器的初始化 .38裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。 5.2.2 主控端巡检监控端.41仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。 5.2.3 外围电路软件设计.41

13、绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。 5.3 监控模块软件设计 47骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。 5.3.1 CAN 通信模块软件设计 .48瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。 5.3.2 温度传感器的软件设计.48鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。 6 结论49栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。 参考文献50辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。 致谢50峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。 附录50詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。 附录 A 程序清单50则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。 附录 B 主控系统电路原理图51胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。 附录 C 监控系统电路原理图51鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。 1 绪论 1.1 背景介绍 我国是一个农业大国，每年都有大量的新粮收获也有部分陈粮积压，由于储存不

14、 当会造成大量的粮食浪费， 科学储粮是粮食生产的一个重要环节，若管理不当，粮食 发霉或生虫会造成极大浪费，给国家和人民造成了巨大的经济损失，粮仓的性能成为 粮食质量的决定因素。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。 随着电子技术和计算机技术的发展，目前普遍采用电子和计算机对粮仓测控和管 理，但是仍存在很多不尽人意的问题，如抗干扰性能差、传输数据丢失等，针对这些 情况提出一种基于 CAN 总线粮仓多点温度测控及报警系统的设计方法。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。 1.2 国内外相关技术发展概况 传统的机械式温度检测仪表己经有上百年的历史了，一般均具有指示温度的功能， 由于测温原理不同，不同的仪表在报警、记录、控制信息远传

15、等方面有较大的差别。 今年来由于微电子的进步以及计算机应用的日益广泛，智能化测量仪表己经取得巨人 的进步，以单片机为主体的温度控制器取代了传统的仪器仪表。常规电子线路，可以 容易地将计算机技术与测量技术结合起来。智能仪表在测量过程自动化，测量结果的 数据处理以及功能的多样化方面都取得了巨大的进展。目前，在研制高精度，高性能， 多功能的测量仪表时，几乎没有不考虑使用单片机使之成为智能仪表的。沩氣嘮戇苌鑿鑿槠 谔應。 1.2.1 温度传感器的发展概况 美国 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持 “一线 总线”接口的温度传感器，在其内部使用了在板专利技术。全部

16、传感元件及转换电路 集成在形如一只三极管的集成电路内。 “一线总线”独特而且经济的特点，使用户可轻 松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的 DS18B20 体 积更小、更经济、更灵活、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点， 在实际应用中取得了良好的测温效果。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。同 DS1820 一样，DS18B20 也支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55C+125C， 在-10+85C 范围内，精度为0.5C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输， 大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备 或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持 3V5.5V 的 电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。钡嵐縣緱虜荣产 涛團蔺。 1.2.2 现场总线概况 现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数 字通信的系统，现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自 具有了数字