dsPIC3F3013的CAN息線(xiàn)數據采集系統

引 言
在工業(yè)控制中，為了保證系統的可靠運行，需要檢測周?chē)沫h(huán)境變量(如溫度、氣壓、濕度等)。通常的做法是將分布在各處的傳感器采集到的信號通過(guò)各自的線(xiàn)路連接到監控中心，這種方式在有效地完成檢測任務(wù)的同時(shí)也造成了線(xiàn)路資源的極大浪費。因此，提出了簡(jiǎn)化線(xiàn)路布局的要求。CAN(控制器局域網(wǎng))是串行通信協(xié)議，能有效支持高安全等級的分布實(shí)時(shí)控制，同時(shí)在理論上，CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )內的節點(diǎn)近乎沒(méi)有限制?；诖?，本設計將一種基于數字信號控制器的CAN總線(xiàn)數據采集系統作為一個(gè)CAN節點(diǎn)，每一個(gè)需要監控的區域放置一個(gè)CAN節點(diǎn)，各個(gè)節點(diǎn)通過(guò)CAN總線(xiàn)與監控中心實(shí)施通信。系統總體框圖如圖1所示。

1 硬件構成
該數據采集系統由兩部分構成：控制部分，包括前端信號的抗混疊濾波器和用于信號采集的12位模數轉換器；CAN總線(xiàn)接口電路部分，由MCP2515 CAN協(xié)議控制器和MCP2551高速CAN收發(fā)器構成。系統接3路信號，TEM、PRE、RH分別為溫度、氣壓、相對濕度。
1．1 控制部分
dsPIC30F3013是Microchip公司生產(chǎn)的傳感器系列數字信號控制器。該控制器采用16位(數據)改良的哈佛結構，并帶有增強型指令集，包含對DSP的有力支持。工作速度最高可達30MIPS，內部集成10通道12位模數轉換器，最大轉換速度為200 ksps。
工控系統中，由于各類(lèi)噪聲的存在，需要在信號采集端加上抗混疊濾波電路，如圖2所示。

抗混疊使用Sallen Key二階低通濾波器。由于環(huán)境變量均為緩變量，濾波器帶寬設置為30 Hz。電路中R1、R2、C1、C2的值確定了抗混疊濾波器的特征頻率f0，同時(shí)也保證了在10 ksps模數轉換速率下12位的分辨率。為了使在整個(gè)通帶范圍內信號均能很好地通過(guò)，需要調整Sallen Key濾波器的品質(zhì)因數Q。Q值由式(1)決定：