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【摘要】随着科学技术的发展，为提供农作物生长的最佳环境，大棚种植也成为现代农业种植中必要可行的一种方式。
在温室大棚中的温度实时监测与控制却成为为一个难题。
因此基于CAN总线的主要优点，再从CAN总线的可靠性，它的优越性以及低成本出发，采用基于CAN总线多点温度采集系统的设计，该系统采用非破坏性总线仲裁技术具有实时性高，精度高，灵活性强能够及时信息的测控。
本课题是采用一种基于CAN总线的多点温度采集系统。
论文根据系统的要求完成了整体的方案设计和系统选型。
该方案是利用温度传感器PT100将温室大棚内温度的变化，经放大电路送入含A/D转换器的单片机的采集模块完成A/D转换，在通过CAN收发器将信号传至住监视器。
再经过液晶显示器进行数据显示。
CAN总线通信模块是本次设计中的核心技术，它负责系统中主控器和执行器之间的数据通信。
经过试验验证表明该系统可靠性好、精度高、结果简单、成本低在使用范围可代替传统的测温系统的不足。
【关键词】CAN总线微控制器传感器Pt100 液晶显示器。
Design of multi-spot temperature gathering system based on CANbus【Abstract】With the development of science and technology, to provide the best environment for crop growth, greenhouse cultivation has become an essential of modern farming viable way. The temperature in greenhouse real-time monitoring and control has become a problem. Therefore, the main advantages based on CAN bus, CAN bus, and from the reliability, technological superiority of the system operation and low cost starting point based on CAN bus multi-temperature collection system design, system technology using non-destructive real-time bus arbitration high, high precision, flexibility and timely information to the monitoring and control.This issue is based on CAN bus using a multi-point temperature acquisition system. System requirements thesis completed under the overall program design and system selection. The program is the use of the greenhouse temperature sensor PT100 temperature changes, the amplifier circuit into with A / D converter module to complete the acquisition of SCM A / D converter, CAN transceiver through the signal transmitted live monitor. Data for another LCD display. CAN bus communication module is the core of this design technique, which is responsible for the system and implementation of master data communication between devices.Tested to verify that the system reliability, high accuracy, the results of simple, low cost alternative to the use of conventional temperature measurement system deficiencies.【Keywords】The can bus MCU sensor Pt100 LCD monitors。
can总线控制器的原理
CAN总线控制器的原理主要包括以下部分：
1. 消息传输：CAN总线采用基于事件驱动的通信方式，发送端将消息打包成CAN帧，包括标识符、数据和校验码等信息，然后通过总线传输给接收端。
接收端接收到CAN帧后，进行校验、解析和处理。
2. 冲突检测与解决：当两个或多个节点同时发送消息时，可能会发生冲突，导致消息丢失。
CAN总线使用了非破坏性的位间竞争解决机制，发送端在消息发送过程中不断检测总线上的电压状态，如果检测到总线上的电压状态与发送的数据不一致，则认为发生了冲突。
当发生冲突时，发送端停止发送数据，并在下一个时间段重新尝试发送。
3. 总线仲裁：当多个节点同时发送消息时，根据标识符的优先级进行总线仲裁。
优先级较高的节点将覆盖优先级较低的节点发送的消息，从而保证在同一时间只有一个节点可以发送消息。
总线仲裁采用了非破坏性的位域编码方式，通过标识符位的比较来决定节点的优先级。
总的来说，CAN总线的控制原理主要包括消息传输、冲突检测与解决、总线仲裁等几个关键点。
通过这些机制的配合，CAN总线可以实现多个节点之间的高速、实时、可靠的通信。
摘要 I 祝你成功
本系统以AT89S52单片机为核心部件，外加温度采集电路、及显示电路和越限报警等电路。采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20，使系统具有测温误差小、分辨率高、抗干扰能力强，动态显示的方式等特点。本设计既可以对当前温度进行检测又可以对温度进行数码显示，两位整数两位小数的显示方式具有更高的显示精度，若超越极限温度则触发蜂鸣器报警。利用功能强大的Keil和具有互动电路仿真的Proteus进行程序的编写和仿真。 关键词：仿真 温度检测 报警 DS18B20目录
II 目 录 第一章 选题依据 ..................................................... 1 1.1课题背景 ....................................................... 1 1.2 研究设计内容 ................................................... 2
第二章 温度检测系统的硬件设计 ....................................... 3 2.1电路总体原理框图 ............................................... 3 2.1.1 AT89S52介绍 ............................................... 4 2.2 DS18B20的特性 ................................................. 6 2.2.1 DS18B20的外形和内部结构 ................................... 6 2.2.2 DS18B20的使用方法 ......................................... 7 2.3 测温电路 ....................................................... 8 2.4 单片机复位电路 ................................................. 9 2.5 LED显示电路 .................................................. 10 2.6 报警电路 ...................................................... 11
第三章 温度检测系统软件设计 ........................................ 12 3.1 总流程图 ...................................................... 12 3.2 延时设计 ...................................................... 13 3.3 复位设计 ...................................................... 14 3.4 显示设计 ...................................................... 14
第四章 系统仿真调试 ................................................ 16 4.1 PROTEUS7.1 ..................................................... 16 4.2 KEIL UVISION2 ................................................... 17 4.3 仿真结果分析 .................................................. 19 4.4硬件焊接及系统调试问题 ........................................ 20 4.5结论 .......................................................... 22
致 谢 .............................................................. 23 参考文献 ........................................................... 24 附录 ............................................................... 25 第一章 选题依据
1 第一章 选题依据 在科学技术突飞猛进的今天，温度检测、控制起不可忽视的作用。温度控制无论在医疗电子领域还是工业控制领域应用都非常广泛，如在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制，医疗电子领域的生化分析仪等，内部都涉及到温度控制。本课题它完成了从温度的采集、转换、显示以及报警的一系列任务。 本文介绍了以AT89S52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机，单片机进行温度的判断是否超越所设置的温度极限，若低于或高于所设温度，单片机将发出信号使蜂鸣器自动报警。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控报警，完成了课题所有要求。
1.1课题背景 自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。 采用单片机AT89S52来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。第一章 选题依据
2 1.2 研究设计内容 本系统采用的新型智能化温度传感器DS18B20，能以数字形式直接输出被测点温度值，具有测温误差小、分辨率高、抗干扰能力强、成本低，是研制和开发具有高性价比的新一代温度检测系统的核心器件。 本系统设计了一个由数字化测温元件构成的温度检测报警系统，本系统包括了温度检测、温度显示、温度越限报警等部分。 本系统主要运用了单片机AT89S52，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K bytes的可反复擦写的。兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元等强大功能。也采用了新型传感器DS18B20，利用它的体积小，高精度、强大的读写功能等特点进行温度的采集。 用PNP型三极管做驱动，采用4位共阴LED动态显示方式。主要采用了手动复位操作。第二章 温度检测系统的硬件设计
3 第二章 温度检测系统的硬件设计 2.1电路总体原理框图 温度测量及显示、报警系统控制的总体结构如图2-1所示。系统主要包括现场温度采集、温度显示、电路控制输出、与报警装置和系统核心AT89S52单片机作为微处理器。
图 2-1电路总体原理框图 温度采集电路以数字量形式将现场温度传至单片机。单片机结合现场温度与用户设定的目标温度，进行判断是否超越极限以此控制蜂鸣器自动报警。第二章 温度检测系统的硬件设计 4 2.1.1 AT89S52介绍 1、AT89S52性质 AT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8kBytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 AT89S52芯片有40条引脚，双列直插式封装引脚图如2-2图所示：
2-2 AT89S52引脚图 Vss(20): 接地。 Vcc(40)：电源+5V。 PSEN（29）：片外程序存储器选通信号，低电平有效。 RST/VPD（9）：复位信号输入端。AT89S52接能电源后，在时钟电路作用下，该脚上出现两个机器周期以上的高电平，使内部复位。第二功能是VPD，即备用电源输入端。 ALE/PROG（30）：地址锁存信号输出端。 P0口（39—32）：双向I/O口，既可作地址/数据总线口用，也可作普通I/O口用。第二章 温度检测系统的硬件设计 5 P1口（1—8）：准双向通用I/O口。 P2口（21—28）：准双向口，既可作地址总线口输出地址高8位，也可作普通I/O口用 P3口（10—17）：多用途口，既可做普通I/O口，也可按每位定义的第二功能操作。 ALE/PROG（30）：地址锁存信号输出端。 主要功能特性： 兼容MCS-51指令系统 8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM 32个双向I/O口 4.5-5.5V工作电压 时钟频率0-33MHz 全双工UART串行中断口线 256x8bit内部RAM 2个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3级加密位 看门狗（WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针 2个16位可编程定时/计数器 AT89S52共有4个（P0、P1、P2、P3口）8位并行I/O端口，共32个引脚。P0口双向I/O口，用于分时传送低8位地址和8位数据信号；P1、P2、P3口均为准双向I/O口；其中P2口还用于传送高8位地址信号；P3口每一引脚还具有特殊功能，用于特殊信号的输入输出和控制信号。 AT89S52内部有一个可编程的、全双工的串行接口。它串行收发存储在特殊功能寄存器SFR的串行数据缓冲器SBUF中的数据。
