智能仪表的设计及can总线接口技术研究

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1、智能仪表的设计及CAN总线接口技术研究[摘要]对CAN总线接口技术进行了研究，设计出以AT89S52为控制核心,具有温度和湿度测量功能的智能仪表。详细分析了SJA1000内置CAN控制器的工作原理,设计了CAN总线接口电路。在温湿度测量中,采用SHT11作为温湿度传感器,实现了0℃～120℃范围内的高精度温度测量。实验表明,所开发的温湿度智能仪表性能稳定,工作可靠,具有高精度、示值稳定性好等特点。[关键词]智能仪表，温湿度测量，CAN总线，SJA1000，PCA82C250IntelligentInstrumentofDesignandCanB

2、usInterfaceTechnologyofResearchAbstract:CANBusinterfacetechnologyonastudydesignedtoAT89S52asthecontrolcenter,withthetemperatureandhumiditymeasuringcapabilitiesofsmartmeters.Detailedanalysisofthebuilt-inCANcontrollerSJA1000workingprinciple,designaCANbusinterfacecircuit.Intemp

3、eratureandhumiditymeasurement,astemperatureandhumiditysensorsusingSHT11achieved0℃~120℃rangeprecisiontemperaturemeasurement.Experimentalresultsshowthatthedevelopedintelligentinstrumenttemperatureandhumiditystableperformance,reliable,highaccuracy,excellentstabilityandIndicatio

4、nKeywords:IntelligentInstrument；Temperatureandhumiditymeasurement；CANBus；SJA1000；PCA82C2501绪论51.1智能仪表的发展及其特点51.2CAN总线特点及其在智能仪表中的应用现状61.3课题的提出及研究意义62现场总线控制系统62.1现场总线概述62.2现场总线系统的特点72.2.1现场总线系统的结构特点72.2.2现场总线系统的技术特点72.3现场总线的优点73．CAN总线(控制器局域网)介绍83.1CAN的基本概念83.2CAN的层次结构83.2.1逻辑链

5、路控制(LLC)子层83.2.2媒体访问控制(MAC)子层93.2.3物理层103.3CAN总线的应用104.系统方案设计104.1系统功能描述104.2方案论证114.2.1主控芯片部分选择114.2.2传感器选择115．基于CAN温湿度仪表分布式测量系统的硬件设计125.1单片机AT89S52简介125.2单片机应用知识135.2.1单片机中断知识135.2.2单片机的定时/计数器135.3CAN总线节点硬件电路及设计145.3.1CAN总线控制器SJA1000介绍145.3.2CAN总线收发器PCA82C250介绍165.3.3CAN节点

6、硬件电路185.4温湿度传感器电路设计195.4.1SHT11的结构195.4.2内部命令与接口时序205.4.3温度和湿度值的计算225.4.4温湿度测量电路设计235.5显示模块245.5.1液晶显示模块结构特点245.5.2读、写操作时序265.5.3单片机与液晶模块电路设计266系统软件设计276.1软件总体构想276.2系统总体流程图276.3模块的划分与软件设计286.3.1温湿度采集模块的软件设计286.3.2CAN通信模块的软件设计297系统测试及检测设计317.1硬件电路的测试327.2软件测试337.2.1CAN节点的自收发

7、通信测试337.2.2CAN节点网络的通信测试347.3温湿度精度测试347.3.1测量结果对比347.3.2误差原因分析357.3.3减少测量误差采取的措施357.4系统调试结果358结论359系统缺陷及建议3510致谢36附录A：38附录B：39附录C：40附录D521绪论仪器、仪表是物质世界进行测量与控制的基础手段和设备。任何一个工业生产过都需要一定的检测技术和相应的仪表，以便于对生产过程进行测量、监视、控制和保护。因此，仪表在生产过程中承担着非常重要的作用。现代仪器、仪表随着电子管的诞生而出现的电子仪表。智能仪表是一种典型的微机（目前主

8、要采用单片机）应用系统，它是计算机技术与仪表技术相结合的产物，它所具有的软件功能意味着可将人的智能嵌入其中。无论在测量速度、精度、自动化程度还是性价比