课程名称：集散控制系统和现场总线
报告名称：基于SJA1000实现温度检测信息的CAN总线传输
专业名称：自动化
班级学号：
学生姓名：
2011年12 月30 日
摘要
本文设计了一个基于数字式温度传感器DS18B20和独立CAN控制芯片SJA1000的用于温度检测和can总线传输的模块，该模块可以精确地测量出环境温度，并将采集的数据通过can总线传输，通信可靠，可实现安防及报警的功能。本文详细介绍其硬件设计电路及相关软件设计。
关键词：SJA1000 DS18B20 温度检测 CAN总线传输
目录
1 温度检测及SJA1000的硬件电路设计 (2)
1．1 单片机的选取 (2)
1. 2 传感器的选取 (2)
1. 3 独立CAN控制芯片SJA1000 (3)
1. 4 CAN总线收发器PCA82C250 (3)
1. 5 工作框图及硬件连接原理图 (3)
2 软件部分的设计 (4)
3 心得体会 (5)
参考文献............................... 错误！未定义书签。
1 温度检测及SJA1000的硬件电路设计
本模块可作为典型的传感器有线网络节点，可广泛使用于工业级现场，所以模块的电路设计必须考虑到阻容分布参数及噪声的影响，以确保通信准确可靠。1．1 单片机的选取
本模块选用宏晶公司的高速低功耗单片机STC89C51作为微控制器，其工作电压为2.5～5.5V。该单片机的耗电电流在2.7～7mA之间，因不同的工作模式而不同，用外部中断请求将CPU唤醒只需要10us，因此该单片机能在低功耗模式下具有快速实时响应的特点。此外，STC89C51是增强型8051单片机，比传统51内核单片机速度快8到12倍，并集成了8通道10位精度的A/D模块，串口/SPI接口，片内看门狗定时器等。由于和SJA1000通信需要通过AD7～AD0地址/数据总线来传输数据，STC89C51端口正好满足该接口的要求。
1. 2 传感器的选取
本模块是用于采集环境温度并进行CAN总线传输，实际使用中可根据工程需要接入其它的传感器（如人体红外传感器、烟雾报警传感器等）进行对应的参数检测。
温度传感器选用Dallas公司的可编程单线数字式温度传感器DS18B20实现
环境温度采集。该传感器体积小，外形如普通三极管，其内部集成有测温传感器及逻辑控制电路。DS18B20的外围电路简单，成本低，测温精度较高，可以设定9～12位的分辨率，精度为±0.5℃，可以满足一般使用的要求。它还有很多优点，例如：直接输出数字信号，无需后续的信号处理及A/D 转换部分；单总线是指一根信号线上可以挂连多个DS18B20，可用于多点测量。
1. 3 独立CAN 控制芯片SJA1000
SJA1000是PHILIPS 公司早期CAN 控制器PCA82C200的替代品，功能更强，具有如下特点：①和PCA82C200引脚兼容、电气兼容，并完全支持BasicCAN 工作模式；②扩展的接受缓冲器，64字节，先进先出的FIFO 结构；③和CAN2.0B 兼容，同时支持11位和29位识别码；④位速率可达1Mbit/s ；⑤支持 PeliCAN 模式及其扩展功能；⑥通过对输出控制寄存器OCR （output control register ）进行编程配置可设置不同的输出驱动类型；⑦增强的温度适应（-40℃～+125℃）。
1. 4 CAN 总线收发器PCA82C250
PCA82C250是CAN 协议控制器和物理总线和物理总线之间的接口，该器件对CAN 物理总线提供差动发送能力并对CAN 控制器提供差动接收能力，可实现将CAN 节点和CAN 物理总线电气隔离的功能。PCA82C250是使用最广泛的CAN 收发器。PCA82C250的特点是：①高速度，波特率可达1Mbps ；②支持低电流待机模式，未供电的节点不会干扰总线；③内部斜率控制电路以降低射频干扰；④差动接收器具有宽共模范围，有很强的抗电磁干扰（EMI ）能力。
1. 5 工作框图及硬件连接原理图
上述各器件组成的单个模块结构图及信号走向图如图1所示.
假定一个使用环境为某车队车库，各个车库温度检测信息通过CAN 总线网络传输到调度室中。整体工作框图如图2所示。
图1 单个模块结构图 温度传感器 MCU PCA82C250
SJA1000 CAN_H
CAN_L
图2 整体工作框图
具体的单个模块电路原理图如图3所示。各个芯片的VCC 、GND 分别接电源、接地；单片机和SJA1000的AD7 ～AD0、WR 、RD 、ALE 对应连接即可；现在介绍几个关键连接点：①STC89C51的P1.0口是温度传感器DS18B20的数据采集口，必须用5V 电源接一个4.7K 的上拉电阻；②SJA1000的接受信息中断口INT 为开漏输出，连入STC89C51的INT0口时也需接一个上拉电阻，大小为10K ；③STC89C51为高电平复位，SJA1000为低电平复位，二者必须有独立的复位电路；④物理总线的主节点和尾节点的CAN_H 和CAN_L 之间各需匹配上120欧姆的终端电阻。 AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7RD WR ALE CS INT VDD MODE TX0RX0RST XTAL1XTAL2GND SJA10001K R1C1VCC Y1VCC GND AD0
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7
RD
WR
ALE
INT0
P2.0
P1.0EA XTAL1XTAL2RST STC89C51C2C3VCC
VCC DQ Y2C5C6C4R2VCC TXD 1RXD 4VREF 5RS 8GND 2VCC 3CANL 6CANH 7PCA82C250CAN_H CAN_L R3VCC
图3 单个模块电路原理图
2 软件部分的设计
程序设计主要包括测温程序和CAN 总线通信程序。
测温程序的设计流程是DS18B20复位、ROM 操作、存储器操作、启动温度转换并读取数据。所测得的温度数据是以16位带符号位扩展的二进制补码形式给出。程序设计关键是读取温度数据时的延时数值一定要准确，在规定的时序范围内才能准确读出每一位的值。
主节点 从节点n
从节点2 从节点1 调度室 车库1 车库n 车库2 CAN_H
CAN_L
CAN 总线通信程序的总体设计流程是：头文件中先定义好SJA1000的寄存器所在的物理地址，然后使SJA1000进入复位模式初始化各个寄存器，将温度数据形成报文装入发送缓冲区，调用发送子程序，等待接收中断并读取接收缓冲区数据，如果是主节点回复的确认帧则该节点.单片机进入低功耗模式，直到由主节点再发来命令报文唤醒。
程序流程图如下：
图4 主程序的流程图
3 心得体会
本模块的功能是采集温度信息，并通过基于SJA1000的CAN 总线网络将信息传输至其它节点。当各个从节点的温度数据异常时，主节点会实时准确地显示出该信息，进而进行管理或报警。本模块还可以进行传感器扩展和CAN 网络扩展，根据实际需要只要在单片机端口接入其它传感器就可以用来采集相应的参数，同时如将终端节点的SJA1000通信程序改配置为CAN 网关转发程序即可扩大CAN 网络容量。CAN 总线是非常有前途的工业级现场总线，本模块可以广泛使用于工业数据采集、车库安防等领域。
参考文献 STC 单片机初始化
启动温度检测 SJA1000初始化 发送温度数据 进入低功耗模式 Yes
接受确认信息
No
由
接
收
到
主
节
点
指
令
唤
醒
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[3] Dallas Semiconductor.DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire Digital
thermometer.
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[5] 朱自勤. 传感器和检测技术. 北京:机械工业出版社,2005.
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[7] 刘爱华,满宝元.传感器原理和使用技术.北京:人民邮电出版社.2006
CAN总线多点温度采集节点硬件设计 【摘要】随着科学技术的发展，温度监控系统的应用越来越广泛，本文阐述了一种基于CAN总线的多点温度采集系统，可以实现温度实时监测，该系统能应用于工农业生产的诸多场合。系统以AT89C52单片机为微处理器，外接数字式温度传感器DS18B20获得现场环境的温度信号。通过CAN总线控制器SJA1000和CAN总线驱动器PCA82C250将数据发送到CAN总线上，从而实现对温度的采集。 【关键词】CAN总线；节点；温度采集 0 概述 现场总线是安装在生产制造过程中的装置与控制室内的控制装置之间的一种数字式、串行、多点通信的数据线。应用现场总线技术不仅可以降低系统的布线成本，还具有设计简单、调试方便等优点。同时，由于现场总线本身还提供了灵活且功能强大的协议，这就使得用户对系统配置，设备选型具有强大的自主权，可以任意的将多种功能模块组合起来扩充系统的功能。在众多的现场工业总线中。随着温度控制技术在各个领域得到广泛地推广和应用，相关行业对温度控制技术的要求与日俱增。目前市场上也有一些温度控制系统，但是这些系统在传送数据时实时性能实现的不是很好，而CAN总线的实时性强、成本低，而且还具备可靠性高、抗干扰强等特点。综合多方面因素考虑，我们能够利用CAN总线的特点和优势设计温度控制系统。 1 设计方案 1.1 系统功能要求 系统能够接受数字式温度传感器DS18B20的温度信号，将温度信号传给单片机，完成单片机最小系统设计，并把此系统作为CAN的节点，节点的硬件包括AT89C52单片机、CAN总线驱动器PCA82C250、CAN总线控制器SJA1000、单片机的时钟和复位电路。主要研究基于AT89C52单片机与DS18B20数字温度传感器的多点温度测量系统。完成数字式温度传感器与CAN总线节点的接口设计及电路设计，实现具有数字式串行温度采集功能的CAN总线节点的硬件设计。应用CAN总线控制器SJA1000及其总线收发器的工作原理，完成数字式温度传感器与CAN总线节点的接口设计。 1.2 硬件功能模块 该系统主要由现场数据采集模块和总线发送模块构成。现场数据的采集是以AT89C52单片机为核心控制单元，外接数字传感器DS18B20，从而获得现场环境的温度信号。通过CAN总线控制器SJA1000和CAN总线驱动器PCA82C250将数据发送到CAN总线上。CAN节点由微处理器、CAN控制器SJA1000、CAN
CAN总线8个特点 一、CAN总线是什么 CAN总线是与串行总线不同的工业控制通信系统，是德国博世公司为提供汽车电子产品的升级服务，所有它更多的用于汽车控制。 为什么它非常适合汽车行业呢？有以下几个原因： ●CAN总线最远的数据传输距离为10公里，完全可以满足汽车的通讯控制需求。●CAN总线具有很强的抗干扰性，不容易出现问题，可以有效地保证驾驶员的安全。 ●can总线的数据传输速度快，理论峰值达到1Mbps，并且具有很高的数据通信即 时性。 ●一条CAN总线可以同时连接128个节点。对于一辆汽车，一个或两个CAN总线 可以完全完成汽车控制工作，这对于广阔的汽车行业来说是个再合适不过的选择。 二、CAN总线原理 ●需要传输的数据从一个节点通过CAN总线被广播到另一个节点，当一个节点发送 数据时，该节点的CPU将发送的数据和标识符发送到该节点的CAN芯片，并使它们处于就绪状态。
●当CAN芯片接收到总线分配时，消息进入发送状态，并且CAN芯片发送的数据 以预定的消息格式发送。此时，网络中的所有其他节点都处于接收状态，并且所有节点都首先接收该节点，并通过检测消息是否发送给自身来进行判断。 ●CAN总线是一种面向内容的地址方案，可实现控制系统的建立和灵活部署，并允 许在不修改硬件和软件的情况下将新节点添加到CAN总线。 三、CAN总线的8个特点 ●采用两线串行通讯方式，具有较强的错误检测能力，可以在高噪声干扰环境下工作●具有实时性强，传输距离长，电磁干扰强，成本低的优点。 ●可靠的错误处理和错误检测机制 ●节点具有严重错误时自动终止总线的功能 ●具有通过CAN控制器将多个控制模块连接到CAN总线以形成多主机本地网络的 优先级和仲裁功能。 ●消息的身份可以决定接收还是屏蔽消息 ●如果传输的信息已损坏，则可以自动重新传输 ●该消息不包含源地址和目标地址，仅使用标志来指示功能信息和优先级信息。
基于组态的CAN总线温度控制系统设计 2
基于组态的CAN总线温度控制系统设计 院系：电气信息工程学院 专业：自动化11-01 姓名：黄俊龙 学号：541101010115
目录 1概述 0 1.1 .............................. 温度控制的发展状况 1.2 .............................. 温度控制完成的功能 2 2方案设计 (3) 2.1 ............................... i CAN-6202模块简介 3 2.2 .......................................... 热电偶 5 2.3 .................................. iCAN-2404模块 8 2.4 ...................................... CAN接口卡 11 3CAN总线技术基础与温度控制系统的基本原理 (13) 4基于MCGS的HMI设计 (17) 4.1 ........................................ 人机界面 17 4.2 .................... 人机界面产品的组成及工作原理 17 4.3 .............................. 人机界面产品的特点
18 5人机界面设计 (19) 6心得体会 (21) 7参考文献 (22)
基于组态的CAN总线温度控制系统设计 1概述 温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于加热的电烤箱，用于融化金属的坩埚电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制步进具有控制方便、简单、灵活性大的特点，而且还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。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。 本温度设计以CAN总线为基础，采用iCAN模块采集和控制信号。iCAN模块集成了转换电路、单片机、CAN控制器、CAN接发器等，其中转换电路包括I/V(V/I)电路，ADC(DAC)。CAN模块的采用，大大地使接线简单化。 1.1温度控制的发展状况 随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。 温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学
CAN总线的特点有哪些 CAN 总线的特点有哪些?(1) 多主控制在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。最先访问总线的单元可获得发送权（CSMA/CA 方式*1）。多个单元同时开始发送时，发送高优先级ID 消息的单元可获得发送权。 (2) 消息的发送在CAN 协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送 消息时，根据标识符（Identifier 以下称为ID）决定优先级。ID 并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始 发送消息时，对各消息ID 的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高）的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行 接收工作。(3) 系统的柔软性与总线相连的单元没有类似于地址的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。(4) 通信速度根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它 的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可 以有不同的通信速度。(5) 远程数据请求可通过发送遥控帧请求其他单元发送数据。(6) 错误检测功能-错误通知功能-错误恢复功能所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误 通知功能）。正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。 强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止（错误恢 复功能）。(7) 故障封闭CAN 可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总
一、CAN总线简介 CAN总线即控制器局域网，为串行通信协议，能有效得支持具有很高安全等级得分布实时控制，在汽车电子行业中，使用CAN连接发动机控制单元，传感器，防刹车系统等等,其传输速度可达到1Ｍbit/Ｓ。 1、CＡN总线数据生成 CＡN总线得数据分为模拟信号与数字信号,模拟信号就是由传感器检测得到,并将得到得信号进行转换（A/D），变成数字信号,送给MCＵ,由MＣＵ将生成得CＡN报文发送到总线上。模拟信号一般显示在指针表上，如气压1，气压2等.数字信号相对简单,可直接由MC Ｕ接收,然后将报文发到ＣAN总线上，如发动机诊断，刹车片磨损等等,一般显示在仪表上. 2、ＣAN信号线 CAN传输得两条信号线被称为CAN_H 与CＡN＿L。通电状态：ＣAN_H(2、5V）、CAN_Ｌ（2、５V）或CAＮ＿L（３、5V)、CAN_H(1、5V)断电状态:CAＮ_H、CAＮ_Ｌ之间应该有60~６2欧电阻值，两个120欧分别在仪表模块与后控模块中，并联后就是60欧姆左右。 ?友情提示：用万用表就是测不准ＣAN_Ｈ或CAＮ_L电压得，因为通电后C ＡN线上得电压在不停变化，而万用表得响应速度很慢，所以测得得电压就是并不就是当前电压而就是电压得有效值。 3、唤醒线WAKEUＰ
CAN总线所有模块都有两个WAKEUP引脚，模块内部就是连接在一起得，前控模块为WAKEＵP输出，其它模块为WAＫEUP得输入,连线时总线各模块得WAKＥUP都必须与前控连接在一起,当前控电源正常、钥匙1档(ＡCＣ档）开时,前控正常工作,WAＫEＵP输出(输出电压值约等于当前电源电压），总线其它模块收到ＷAＫEUP信号，模块被唤醒,在电源正常得情况下，各模块开始工作。 二、线路与模块得基本检查 1、线路得基本检查分为输入与输出线路。 对输入线路得检查：首先,要找到输入得管脚（各种车得管脚定义不同）；然后将输入得管脚与模块断开；最后对线路就是否有信号输入进行检查. 对输出线路得检查 首先,确定输出得线路就是否断线或搭铁。将管脚与模块断开后测量.然后就是测量线路就是否有输出.将模块与管脚连接后检查. 2、模块得基本检查包括对电源线、地线、唤醒线、CAN线得检查。 电源得检查：模块上一般有4根左右得电源线,在模块正常工作时,每个电源都应该有24 v得电压。 地线得检查:模块上一般都有2到3根地线,在模块工作时，这些地线都要与全车得地线接触良好. 唤醒线得检查：每个模块都要有１根唤醒线，在模块工作时有24ｖ得电压。
基于CAN总线的温度控制系统 前言 CAN (Controller Area Network) 总线又称控制器局域网是Bosch 公司, 在现代汽车技术中领先推出的一种多主机局部网由于其卓越的性能极高的可靠性独特灵活的设计和低廉的价格现,已广泛应用于工业现场控制智能大厦小区安防交通工具医疗仪器环境监控等众多领域CAN, 已被公认为几种最有前途的现场总线之一CAN。总线规范已被ISO 国际标准组织制订为国际标准，CAN 协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连参考模型基础上的，主要工作在数据链路层和物理层。用户可在其基础上开发适合系统实际需要的应用层通信协议，但由于CAN 总线极高的可靠性从而使应用层通信协议得以大大简化。CAN总线的物理层是将ECU连接至总线的驱动电路。ECU的总数将受限于总线上的电气负荷。物理层定义了物理数据在总线上各节点间的传输过程，主要是连接介质、线路电气特性、数据的编码／解码、位定时和同步的实施标准。 控制器局域网CAN是目前为止被批准为国际标准的少数现场总线之一。CAN 网络可以采用多主方式工作。它采用非破坏性的总线仲裁技术,其控制和信号传输采用短帧结构,因而具有低耦合性和较强的抗干扰能力。它的传输介质可以是双绞线、同轴光纤或电缆,选择十分灵活;每帧信息都有CRC校验及其它检错措施,因此数据出错率极低,可靠性较高;当其传输的信息出错严重时,节点可以自动断开与总线的联系,以使其总线上其它的操作不受影响。 虽然目前USB、PCI等总线技术得到了快速发展,但是在大量应用的测试微机及工控机中,用的最多的还是ISA总线。ISA总线具有16位数据宽度,其最高工作频率为8MHz,数据传输速率可达到16MB／s,地址总线有24条,可寻址16MB 的地址单元,其总线信号分为5类,分别为数据线、控制线、地址线、电源线和时 钟线。 控制器局域网CAN属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。是德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业
CAN总线读书笔记 CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准。CAN总线解决方案为嵌入式设计提供通信与连接，使其进入崭新阶段。CAN串行总线协议是一款高速可靠的通信协议，创建最初用于汽车应用，如今已广泛用于需要达到1 Mbps比特率的稳健通信应用。在产品设计中集成CAN协议将是在恶劣电气环境下实现高度实时通信功能的低成本的可靠途径。 CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义2或2个以上不同的数据块，这种按数据块编码的方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分布式控制系统中非常有用。数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。CAN卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。近年来广泛应用于汽车控制系统和工业控制系统领域。下面我们可以看到CAN-BUS总线技术应用的具体案例。 案例1：电动汽车充电站换电站充电桩CAN总线管理系统方案背景介绍：电动汽车充电站是电动汽车发展和普及的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。 现在通常的通电方式有3类，适用于不同的应用场合。充电站通常主要提供快速充电服务，辅以用于慢速充电的充电桩；充电桩则只能提供慢速充电；换电站则提供为电动汽车更换电池的服务。 而这三类的充电方式都会同样使用到计算机作为管理核心，并且通过以太网来连接站内的各个功能部分，如计费和打印等计算机和系统。所以以太网是作为管理网络存在于系统当中。对于直接的充电的指示和监控则是由可靠性和实时性更好的CAN总线来管理的，所以BMS和充电桩都是CAN接口的。
主题TOPIC —————————————————————————————————TITLE：使用泰克MSO4000示波器测试与分析CAN总线信号 OBJET ：介绍了泰克MSO4000系列示波器在CAN网测试中的若干应用
目录 1目的 (3) 2适用范围 (3) 3参考文件 (3) 4历史 (3) 5泰克MSO4000示波器简介 (4) 6利用MSO4000示波器对CAN LS信号进行采集和解码 (4) 6.1 对示波器进行设置 (4) 6.2 监测CAN LS网络上的CAN_H和CAN_L电平信号 (5) 6.3 技术规范对CAN LS信号电平值的规定 (8) 6.4 监测CAN LS网络的总线解码信号 (9) 7利用MSO4000示波器对CAN HS信号进行采集和解码 (10) 7.1 对示波器进行设置 (10) 7.2 监测CAN HS网络上的CAN_H和CAN_L电平信号 (10) 7.3 技术规范对CAN HS信号电平值的规定 (11) 7.4 监测CAN HS网络的总线解码信号 (11) 8使用泰克“e﹡Scope”功能对示波器进行远程操作 (12) 9使用Open Choice软件自动获取示波器屏幕截图 (13) 10使用SignalExpress TE软件实现自动化测试 (15) 2 of Page 19
1 目的 CAN网络信号的测试包括总新电平信号的采集、电压值的测量、信号解码分析、总线通讯状态监测等内容，这部分内容也是构成CAN网络底层测试的基础，测试结果的正确与否，直接关系到整车电器架构的稳定性与电控单元功能的完好性，因此如何便捷高效地完成CAN网络的测试，已经成为整车验证环节中不可回避的一个话题。本文中提出了一套使用泰克MSO4000系列示波器与配套的LabVIEW SignalExpress TE软件进行CAN总线信号测试与分析的方法，从而完成整车高速、低速CAN网络信号的分析与测试工作。通过“示波器+PC软件”的方式，测试人员可以方便快捷地对总线信号进行实时监测，也可以使用示波器的解码功能直接观测到对应的逻辑信号。在使用附属的SignalExpress TE软件后，还可以实现远程测试、自动化测试等功能，与其它测试和分析方法相比，具有入门简单、适用范围广、数据采集精度高等优点，大大提高了基于CAN总线技术的电控单元的开发与测试效率。 2 适用范围 供新车型项目中进行CAN网底层测试时参考使用。 3 参考文件 4 历史
摘要 控制器局部网(CAN—C0NTROLLER AREA NET的RK)是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。其总线规范已成为国际标准，被公认为几种最有前途的总线之一。本文综述了CAN总线产生和发过程，概括了CAN总线优于其它现场总线的特点，结合生产中温度监控的实际需求，提出了将CAN总线应用于生产实践的设想。给出了基于CAN总线的温度监控系统的设计方案，设计了一种基于CAN总线的智能楼宇温度测控系统。以STC89C52RD单片机为核心，利用CAN总线技术和数字温度传感器DS18B20，组建了智能楼宇温度测控系统的节点及网络架构，给出了系统总体结构和关键的软件流程。测试结果表明，房间温度控制能满足设计要求，具有结构简洁、节能、实时性好及可靠性高等优点。 关键词：现场总线，温度传感器，节点，网络架构 I
A CAN network based temperature monitoring system ABSTRACT Controller area network (CAN-C0NTROLLER AREA NET's RK) is a BOSCH company is the leading modern automotive applications, launched a multi-host the local network, because of its superior performance has been widely used in industrial automation, variety of control equipment, transport, medical equipment and construction, environmental control and many other sectors. The bus specification has become the international standard, recognized as some of the most promising of the bus. This paper reviews the production and development process of CAN bus, CAN bus, summarizes the characteristics superior to other field bus, temperature monitoring with the production of the actual demand, put forward a CAN bus used in the production practice of the idea. CAN bus is presented based on temperature monitoring system design, design of a CAN bus based temperature measurement and control system of intelligent buildings. The STC89C52RD microcontroller as the core, the use of CAN bus technology and the digital temperature sensor DS18B20, set up a temperature measurement and control system intelligent building node and network architecture, gives the overall system architecture and key software processes. The results show that the room temperature control to meet the design requirements, with a simple structure, energy, real good, and reliability. Keywords: field bus, temperature sensors, nodes, network architecture II
CAN总线的性能特点 由于采用了许多的新技术和独特的设计，CAN总线与一般的通信总线相比，它的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其性能特点可以概括如下： （1）CAN是到目前为止唯一具有国际标准的现场总线； （2）CAN为“多主”工作方式，网络上任一节点均可在任意时刻主动的向网络上的节点发送信息，不分主从。 （3）在报文标识符上，CAN上的节点分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，优先级高的数据最多可在134us内得到传输。 （4）CAN采用非破坏性总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响的继续传输数据，从而大大的节省了总线冲突仲裁时间。 （5）CAN节点只需要通过对报文的标识符滤波即可实现点对点，一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。 （6）CAN上的节点的个数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个。在标准“帧”报文标识符(CAN2.0A)可达2032种，而在扩展帧的报文标识符(CAN2.OB)几乎不受限制。 （7）CAN报文采用“短帧”结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好地检错效果。 （8）CAN的每帧信息都有CRC校验以及其他检错措施，具有很
好的检错效果。 （9）CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上的其它节点的操作不受影响。 （10）CAN的最大通信速率为1Mbps(当总线长为40m时)，直接通信距离可达10km(而当通信速率为5Kbps时)，其通信距离与通信速率之间的关系如下图所示： 图 1 CAN总线位的数值表示 （10）CAN总线具有较高的性能价格比。它结构简单，器件容易购置，每个节点的价格较低，而且开发技术容易掌握，能充分利用现有的单片机开发工具。
基于CAN总线的汽车测试解决方案 于CAN总线的汽车测试解决方案一、前言 随着中国汽车市场的快速发展和汽车电子的价值含量迅速提高，针对汽车电子的测试技术也变的日益复杂，在全球化的汽车设计和生产的趋势下，中国本地的工程师越来越感觉到汽车电子测试所面临的种种困难，其中主要包括：（一）无法满足产品线不断更新的需求，并希望减少产品投放市场的周期。 1．汽车电子产品的日益更新，要求测试系统以最快的速度满足新的需求。而目前国外引进的专用测试系统往往升级周期较长，无法满足本地瞬息万变的产品测试需求。图1：基于PXI TestStand平台的测试系统 2．专业汽车电子厂商往往生产多个不同型号的同类产品，并根据订单、物流的条件，其生产计划经常发生变化。如果不同型号的产品都采用不同的测试设备，将会导致测试设备重复利用率过低，大大降低投资效率。 （二）目前汽车电子测试缺乏通用仪器的解决方案，如汽车音响及仪表盘的测试往往需要专门定制的仪器，而且这些仪器价格非常昂贵。 （三）本地的售后服务和及时的故障响应。测试生产线上一切以生产线的持续运行为最高目标，当中国工程师不能掌握
全面的故障诊断和维修技术时，就只能向国外的工程师求助，这样容易导致响应速度慢，且代价昂贵。 （四）复杂的汽车测试系统常常需要多种测量和控制任务的协同工作，一个用于集成的软硬件同步平台就显得尤为的重要。 二、支持CAN协议的柔性测试设备 20世纪80年代Bosch公司为解决汽车系统中各个电子单元之间的通信问题开发了CAN总线标准。这种串行总线用2 根或1根电线把汽车里的各个电子设备连接起来，相互可以传递信息。采用CAN总线避免了电子模块间大量繁复的连线，比如仪表板上车速、发动机转速、油量和发动机温度的指示就不需要连接不同的线缆到对应的传感器，而只需要接入CAN总线，就可以从总线上获取相应信息。CAN的卓越表现使汽车制造商们纷纷开发并使用基于CAN和数据采集 设备的测试系统。国际标准组织将CAN总线接纳为ISO 11898标准。NI公司在其标准虚拟仪器测试平台上推出CAN 控制器系列，支持多种CAN总线的协议，其中包括高速CAN、低速容错CAN和单线CAN。尤其是新推出的PXI-8464软 件可选类型的CAN控制器，可以让你不用更改硬件连接， 就适应各种CAN通信协议，同时既可以作为总线控制器， 又可以作总线通信分析仪，使得测试设备可以在最大程度上适应柔性生产。
基于CAN总线的温度监测系统 摘要 控制器局部网(CAN—C0NTROLLER AREA NET的RK)是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。其总线规范已成为国际标准，被公认为几种最有前途的总线之一。本文综述了CAN总线产生和发过程，概括了CAN总线优于其它现场总线的特点，结合生产中温度监控的实际需求，提出了将CAN总线应用于生产实践的设想。给出了基于CAN总线的温度监控系统的设计方案，设计了一种基于CAN总线的智能楼宇温度测控系统。以STC89C52RD单片机为核心，利用CAN总线技术和数字温度传感器DS18B20，组建了智能楼宇温度测控系统的节点及网络架构，给出了系统总体结构和关键的软件流程。测试结果表明，房间温度控制能满足设计要求，具有结构简洁、节能、实时性好及可靠性高等优点。 关键词：现场总线，温度传感器，节点，网络架构 I
A CAN network based temperature monitoring system ABSTRACT Controller area network (CAN-C0NTROLLER AREA NET's RK) is a BOSCH company is the leading modern automotive applications, launched a multi-host the local network, because of its superior performance has been widely used in industrial automation, variety of control equipment, transport, medical equipment and construction, environmental control and many other sectors. The bus specification has become the international standard, recognized as some of the most promising of the bus. This paper reviews the production and development process of CAN bus, CAN bus, summarizes the characteristics superior to other field bus, temperature monitoring with the production of the actual demand, put forward a CAN bus used in the production practice of the idea. CAN bus is presented based on temperature monitoring system design, design of a CAN bus based temperature measurement and control system of intelligent buildings. The STC89C52RD microcontroller as the core, the use of CAN bus technology and the digital temperature sensor DS18B20, set up a temperature measurement and control system intelligent building node and network architecture, gives the overall system architecture and key software processes. The results show that the room temperature control to meet the design requirements, with a simple structure, energy, real good, and reliability. Keywords: field bus, temperature sensors, nodes, network architecture II
设计(论文)题目：基于CAN总线的楼宇温度检测系统 前言 基于单片机实现传统温度检测技术的特点，提出了基于CAN总线的楼宇温度检测系统方案。该系统方案的硬件平台主要包括温度检测模块和主控平台，并详细介绍了其硬件实现、软件设计思想及流程。实验表明：该系统可实现对楼宇温度的实时检测，并由数码管显示检测结果，对异常情况进行处理，从而实现对楼宇房间温度的有效检测。 在传统的检测技术中，温度检测基本采用单片机系统为主，且大多数都针对工业需要，日常生活中的应用并不多；而通信多基于落后的485总线，不能进行远距离的实时数据传输，更不能与因特网相连，可靠性也不高。因此，本文提出一种基于CAN总线的温度测控技术，该技术适合远距离控制与传输，具有非常高的可靠性。 控制器局域网（Controller Area Network，CAN）是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线最早出现在20世纪80年代末的汽车工业中，由德国BOSCH公司最先提出，其主要特性为低成本，且总线利用率高。CAN采用串行通信方式工作，所提供的最高数据传输速率为1Mbit/s，最大通信距离为10km。CAN还具有可靠的错误处理和检错机制，极强的错误检测能力，发送信息遭到破坏后可自动重发；可在高噪声的干扰环境中只用，能够检测出产生的任何错误，当数据的传输距离达到10km时，CAN仍能提供5kbit/s的数据传输速率。 正是基于CAN总线的上述优点，目前CAN总线在众多领域被广泛应用，其应用范围不再局限于原先的汽车行业，而向过程工业、机械工业、纺织工业、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展，CAN总线已经形成国际标准，并已被公认为是几种最有前途的现场总线之一。 考虑到CAN总线的高可靠性和远距离传输优点，结合目前温度检测技术的技术瓶颈，即距离短和实时性差的特点，本系统CAN总线应用于传统的温度检测中，也是一种新的尝试。
1.CAN是什么？ CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。 现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。 下图是车载网络的构想示意图。CAN 等通信协议的开发，使多种LAN 通过网关进行数据交换得以实现。
2.CAN的应用实例 3.总线拓扑图 CAN 控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。 CAN的连接示意图
4.CAN的特点 CAN 协议具有以下特点： (1) 多主控制 在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。 最先访问总线的单元可获得发送权（CSMA/CA 方式）。 多个单元同时开始发送时，发送高优先级ID 消息的单元可获得发送权。 (2) 消息的发送 在CAN 协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（Identifier 以下称为ID）决定优先级。ID 并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消息ID 的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高）的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。(3) 系统的柔软性 与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。 (4) 通信速度 根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。 在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。 (5) 远程数据请求 可通过发送“遥控帧” 请求其他单元发送数据。 (6) 错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能 所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。 检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误通知功能）。 正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止（错误恢复功能）。 (7) 故障封闭 CAN 可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。 (8) 连接 CAN 总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。 1.CAN的错误状态类型 单元始终处于3 种状态之一。
【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 CAN bus 【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。
汽车CAN总线车身控制系统介绍 一、 CAN总线CAN总线简介 CAN总线是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps，距离可达10km。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，使网络内的节点个数在理论上不受限制。由于CAN 总线具有较强的纠错能力，支持差分收发，因而适合高干扰环境，并具有较远的传输距离。因此，CAN协议对于许多领域的分布式测控很有吸引力。 随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，汽车上电子控制单元越来越多，汽车总线已经成为汽车电气的一个必然的趋势。使用汽车总线不但可以简化线束，更主要的是可以增加各种智能化的功能。如故障检测和语音报警等。 二、汽车上的CAN总线应用 目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN，一条用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s；另一条用于车身系统的低速CAN，速率是100kb/s。 驱动系统CAN主要连接对象是发动机控制器（ECU）、ABS控制器、安全气囊控制器、组合仪表等等，它们的基本特征相同，都是控制与汽车行驶直接相关的系统。 车身系统CAN主要连接和控制的汽车内外部照明、灯光信号、雨刮电机等电器。 目前，驱动系统CAN和车身系统CAN这两条独立的总线之间设计有"网关"，以实现在各个CAN之间的资源共享，并将各个数据总线的信息反馈到仪表板上。驾车者只要看看仪表板，就可以知道各个电控装置是否正常工作了。 三、上海同济同捷科技股份有限公司汽车CAN总线车身控制系统 同捷公司的汽车CAN总线车身控制系统通过CAN总线来控制车身电器，如汽车外部照明、灯光信号、雨刮电机、洗涤电机、喇叭、启动电机、后除霜加热器、后备箱锁执行器，油箱盖锁执行器、车窗、后视镜等器件。 整套控制系统可以采用集中与分散相结合的控制方式。由一个主控模块、几个从控制模块以及语音中控模块组成。从控制模块的具体数量由控制量的多少决定。一般来说可以分成前控制模块、后控制模块、玻璃升降器控制模块、电动后视镜控制模块、电动天窗控制模块和电动座椅控制模块。 除前后盒主控模块外，其它几个模块自成系统并通过LIN总线与主控模块通讯以实现各种控制功能，例如语音中控模块可以通过LIN总线从主控模块读取各种故障信息以语音的方式向驾驶员报告，并将锁车设防信息送到主控模块供玻璃升降器和电动天窗读取，在锁车时实现玻璃的自动升降和天窗的自动关闭，还可以将电动后视镜和车窗的集控开关的信号通过LIN总线传递给各控制器以实现相应的控制。 各个模块的具体功率执行器件可以采用继电器或智能功率器件，采用智能功率器件可以减小控制盒体积，且具有过流，短路保护和断线反馈等功能。系统中融入故障检测和语音报警功能以及遥控、防盗功能，并提升了整车控制的智能化、人性化，简化整车线束、提高电气系统的可靠性。 基础框架：整个系统的基础框架由主控模块、车前模块、车后模块共3个部分组成。其控制了大部分车身电器，参见基础框架功能示意图。 四、上海同济同捷科技股份有限公司车身CAN总线系统的优势 （一）简化整车的供电系统,方便电气布线 由于改变了控制方式并使用了电子开关，取消了大部分继电器和熔断丝。整车线束减少20％～40％（发动机线基本保持不变，前围线减少20％～30％，底板线减少30％～40％）。