CAN總線(xiàn)智能采集卡的設計與實(shí)現

供電，電源電壓為3~5.5V；零待機功耗；用戶(hù)可自定義的非易失性溫度報警設置；報警識別命令識別并標志超過(guò)程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；測溫范圍為-55~+125○C。 精度為9~12位（與數據位數的設定有關(guān)），9位的溫度分辨率為±0.5℃，12位的溫度分辨率為±0.0625○C，缺省為12位；在93.75~750ms內將溫度值轉化為9~12位的數字量，典型轉換時(shí)間為200ms。
DS18B20有3個(gè)主要數字部件：64位激光ROM、溫度傳感器以及非易失性（E2PROM）溫度報警觸發(fā)器TH和TL。操作的順序為：初始化（復位）、ROM操作命令、暫存器操作命令。通過(guò)單總線(xiàn)的所有操作都從一個(gè)初始化序列開(kāi)始。次初始化序列包括一個(gè)由總線(xiàn)控制器發(fā)出的復位脈沖和緊隨其后由從機發(fā)出的存在脈沖。一旦總線(xiàn)控制器探測到一個(gè)存在脈沖，它就會(huì )發(fā)出5個(gè)ROM命令之一。通過(guò)RAM操作命令DS18B20完成一次溫度測量。測量結果放在DS18B20的暫存器里，用一條讀暫存器內容的存儲器操作命令可以將暫存器中數據讀出。溫度報警觸發(fā)器TH和TL各由一個(gè)E2PROM字節構成。用一條存儲器操作命令對TH和TL進(jìn)行寫(xiě)入，對這些寄存器的讀出則需要通過(guò)暫存器。所有操作命令都是8位，所有數據均以低有效位在前的方式（LSB）進(jìn)行讀/寫(xiě)。連接DS18B20的總線(xiàn)電纜有長(cháng)度限制，采用普通信號電纜長(cháng)度為50米，總線(xiàn)電纜為雙絞線(xiàn)帶屏蔽電纜時(shí)，正常通信距離為150米。另外，向DS18B20發(fā)出溫度轉換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號。如果DS18B20接觸不好或斷線(xiàn)，則程序讀該DS18B20時(shí)，將沒(méi)有返回信號。
3）可編程鍵盤(pán)、顯示器接口芯片---8279 及CAN總線(xiàn)物理接口---82C250
8279芯片是專(zhuān)用于鍵盤(pán)、顯示器的接口芯片，能對顯示器自動(dòng)掃描，能識別鍵盤(pán)上閉合鍵的鍵號，提高CPU的工作效率。8279包括鍵盤(pán)輸入和顯示輸出兩個(gè)部分，鍵盤(pán)部分提供的掃描方式，可以和具有64個(gè)按鍵和傳感器的陣列相連，能自動(dòng)消除開(kāi)關(guān)抖動(dòng)以及對n鍵同時(shí)按下采取保護。顯示部分按掃描方式工作，可以顯示8或16位LED八段數碼顯示器。
82C250是PHILIPS公司生產(chǎn)的CAN控制器與物理總線(xiàn)之間的接口，提供對CAN總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送和接收能力，最初是為汽車(chē)高速通信的應用而設計的。它與ISO/DIS 11898標準全兼容，具有抗汽車(chē)環(huán)境下的瞬間干擾、保護總線(xiàn)能力?？梢酝ㄟ^(guò)調整CAN總線(xiàn)上通信脈沖的斜率來(lái)降低射頻干擾?？捎?10個(gè)節點(diǎn)相連接。
4．軟件設計
在采集卡的軟件設計中，主要采用模塊化的設計思想，主要分為系統初始化程序、CAN中斷服務(wù)程序、INT1中斷服務(wù)程序（即8279中斷服務(wù)程序）、ADC中斷服務(wù)程序、T0中斷服務(wù)程序和“看門(mén)狗”定時(shí)器服務(wù)程序等幾個(gè)部分。
系統初始化程序主要是對CAN控制器、8279芯片、DS18B20、定時(shí)器、ADC控制寄存器、中斷控制寄存器、中斷優(yōu)先級寄存器等進(jìn)行初始化設置。然后根據發(fā)生事件的不同來(lái)進(jìn)行不同的處理。
CAN中斷服務(wù)程序主要包括CAN接收中斷服務(wù)程序和CAN發(fā)送中斷服務(wù)程序，主要處理CAN總線(xiàn)通信過(guò)程中的各種情況。
INT1外部中斷是由8279引起的中斷，當8279的FIFO寄存器不為空的時(shí)候，就向CPU發(fā)出中斷申請，CPU進(jìn)入中斷后，首先讀8279的狀態(tài)寄存器，如果發(fā)生錯誤，就進(jìn)入鍵盤(pán)出錯處理程序。否則，進(jìn)入鍵盤(pán)處理程序。在鍵盤(pán)處理程序中，從FIFO寄存器中讀出鍵值，根據鍵值的不同，進(jìn)行相應的處理。
T0中斷程序主要處理跟定時(shí)有關(guān)的操作，可以起到時(shí)鐘的作用，并且根據實(shí)現設定好的參數，實(shí)現定時(shí)采樣，定時(shí)發(fā)送的功能。
T2定時(shí)器是專(zhuān)門(mén)防止單片機“死機”而設置的“看門(mén)狗”定時(shí)器。
本文作者創(chuàng )新點(diǎn):采用當前流行器件來(lái)構成CAN智能采集卡以及相關(guān)軟件設計。CAN總線(xiàn)數據采集系統由上位機、CAN總線(xiàn)適配卡及若干個(gè)CAN節點(diǎn)組成?？赏ㄟ^(guò)網(wǎng)卡或者嵌入式WEB網(wǎng)關(guān)連入局域網(wǎng)，再通過(guò)路由器接入Internet。通過(guò)WEB服務(wù)器，利用OPC技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)現B/S結構的實(shí)時(shí)監控。