CAN總線智能采集卡的設(shè)計與實現(xiàn)

供電，電源電壓為3~5.5V；零待機功耗；用戶可自定義的非易失性溫度報警設(shè)置；報警識別命令識別并標志超過程序限定溫度（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(shù)據(jù)位數(shù)的設(shè)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(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化為9~12位的數(shù)字量，典型轉(zhuǎn)換時間為200ms。
DS18B20有3個主要數(shù)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(fù)位）、ROM操作命令、暫存器操作命令。通過單總線的所有操作都從一個初始化序列開始。次初始化序列包括一個由總線控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖和緊隨其后由從機發(fā)出的存在脈沖。一旦總線控制器探測到一個存在脈沖，它就會發(fā)出5個ROM命令之一。通過RAM操作命令DS18B20完成一次溫度測量。測量結(jié)果放在DS18B20的暫存器里，用一條讀暫存器內(nèi)容的存儲器操作命令可以將暫存器中數(shù)據(jù)讀出。溫度報警觸發(fā)器TH和TL各由一個E2PROM字節(jié)構(gòu)成。用一條存儲器操作命令對TH和TL進行寫入，對這些寄存器的讀出則需要通過暫存器。所有操作命令都是8位，所有數(shù)據(jù)均以低有效位在前的方式（LSB）進行讀/寫。連接DS18B20的總線電纜有長度限制，采用普通信號電纜長度為50米，總線電纜為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通信距離為150米。另外，向DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)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，則程序讀該DS18B20時，將沒有返回信號。
3）可編程鍵盤、顯示器接口芯片---8279 及CAN總線物理接口---82C250
8279芯片是專用于鍵盤、顯示器的接口芯片，能對顯示器自動掃描，能識別鍵盤上閉合鍵的鍵號，提高CPU的工作效率。8279包括鍵盤輸入和顯示輸出兩個部分，鍵盤部分提供的掃描方式，可以和具有64個按鍵和傳感器的陣列相連，能自動消除開關(guān)抖動以及對n鍵同時按下采取保護。顯示部分按掃描方式工作，可以顯示8或16位LED八段數(shù)碼顯示器。
82C250是PHILIPS公司生產(chǎn)的CAN控制器與物理總線之間的接口，提供對CAN總線的差動發(fā)送和接收能力，最初是為汽車高速通信的應(yīng)用而設(shè)計的。它與ISO/DIS 11898標準全兼容，具有抗汽車環(huán)境下的瞬間干擾、保護總線能力?？梢酝ㄟ^調(diào)整CAN總線上通信脈沖的斜率來降低射頻干擾?？捎?10個節(jié)點相連接。
4．軟件設(shè)計
在采集卡的軟件設(shè)計中，主要采用模塊化的設(shè)計思想，主要分為系統(tǒng)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“看門狗”定時器服務(wù)程序等幾個部分。
系統(tǒng)初始化程序主要是對CAN控制器、8279芯片、DS18B20、定時器、ADC控制寄存器、中斷控制寄存器、中斷優(yōu)先級寄存器等進行初始化設(shè)置。然后根據(jù)發(fā)生事件的不同來進行不同的處理。
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總線通信過程中的各種情況。
INT1外部中斷是由8279引起的中斷，當8279的FIFO寄存器不為空的時候，就向CPU發(fā)出中斷申請，CPU進入中斷后，首先讀8279的狀態(tài)寄存器，如果發(fā)生錯誤，就進入鍵盤出錯處理程序。否則，進入鍵盤處理程序。在鍵盤處理程序中，從FIFO寄存器中讀出鍵值，根據(jù)鍵值的不同，進行相應(yīng)的處理。
T0中斷程序主要處理跟定時有關(guān)的操作，可以起到時鐘的作用，并且根據(jù)實現(xiàn)設(shè)定好的參數(shù)，實現(xiàn)定時采樣，定時發(fā)送的功能。
T2定時器是專門防止單片機“死機”而設(shè)置的“看門狗”定時器。
本文作者創(chuàng)新點:采用當前流行器件來構(gòu)成CAN智能采集卡以及相關(guān)軟件設(shè)計。CAN總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由上位機、CAN總線適配卡及若干個CAN節(jié)點組成?？赏ㄟ^網(wǎng)卡或者嵌入式WEB網(wǎng)關(guān)連入局域網(wǎng)，再通過路由器接入Internet。通過WEB服務(wù)器，利用OPC技術(shù)，進一步實現(xiàn)B/S結(jié)構(gòu)的實時監(jiān)控。