基于can总线的蔬菜大棚温湿度检测节点设计课程设计(论文)(编辑修改稿)

基于can总线的蔬菜大棚温湿度检测节点设计课程设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

AD7812 内部有 8 路模拟开关可以采集 8 路模拟信号，这里只需要将经放大的传感器输出信号输入到其中任意一路即可，为了简便起见，就取其中的第 1路模拟开关作为输入信号的通道。 由于 AD7812 内部具有转换时钟源，因而不需要外部提供时钟源。 单片机只需要通过它的串行时钟输入、数据输出、数据输入、转换输入 4根引脚就可以对其进行控制。 该部分电路设计如图 所示。 本科生课程设计（论文） 8 图 AD 转换电路 湿度检测电路 控制电路由基准脉冲发生器、湿敏传感单稳延时电路、脉宽比较电路、积分电路和测量表头组成。 湿度传感头采用湿敏电容 Cs，它是用湿敏高分子薄膜作为电解质，利用该薄膜吸附水分的分子可逆性，使电介系数的变化反应到电容量的改变。 湿 敏电容抗干扰能力强，线性度好。 IC IC2 采用一块双时基电路 556，一般做成为稳态的多谐震荡器，震荡频率由 R RP C1决定，图示参数的震荡周期约为 130uf，占空比为 1:1。 IC2和 R湿敏传感电容组成单稳延时电路，单稳态时间 S3d  ,由于 Cs 的电容随环境湿度的变化而做出变化，因此暂稳宽度可反映湿度的大小。 它将 IC1输出的基准脉冲负微分脉冲作为触发计时的起点，输出的定时脉冲在 D4相与、比较，将反映湿度变化的比较脉宽检出并 且积分，得出与相对湿度对应的平均电流电压值。 湿度传感器的电路图，如图 所示： 本科生课程设计（论文） 9 图 湿度检测电路 CAN 总线接口电路的设计 CAN 总线接口电路主要包括：单片机、控制器接口、总线收发器等。 采用Philips 公司生产的 SJA1000 控制器和与其配套的 82C250CAN 收发器。 按照 CAN总线物理层协议选择总线介质，设计布线方案，连接成 CAN 网络。 双绞屏蔽线可设两套，在两套介质上同时进行信息传输，接收方只用一个介质。 在冗余和非冗余段的连接临界点处进行总线切 换。 硬件电路的设计主要是 CAN 通信控制器与微处理器之间和 CAN总线收发器与物理总线之间的接口电路的设计。 CAN通信控制器是 CAN总线接口电路的核心，主要完成 CAN 的通信协议，而 CAN 总线收发器的主要功能是增大通信距离，提高系统的瞬间抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰（ RFI），实现热防护等。 总线控制器 SJA1000 在电路中是一个总线接口芯片，通过它实现上位机与现场微处理器之间的数据通信。 该电路的主要功能是通过 CAN 总线接收来自上位机的数据进行分析组态然后下传给下位机的控制电路实现 控制功能，当 CAN 总线接口接收到下位机的上传数据， SJA1000 就产生一个中断，引发微处理器产生中断，通过中断处理程序接收每一帧信息并通过 CAN 总线上传给上位机进行分析。 AT89C51 是CAN 总线接口电路的核心，其承担 CAN 控制器的初始化、 CAN 的收发控制等任务。 PHILIPS 公司的 PCA82C200 是符合 协议的总线控制器， SJA1000 是它的替代产品，它是应用于汽车和一般工业环境的独立 CAN 总线控制器。 具有完 本科生课程设计（论文） 10 成 CAN 通信协议所要求的全部特性。 经过简单总线连接的 SJA1000 可完成 CAN总线 的物理和数据链路层的所有功能。 其硬件与软件设计和 PCA82C200 的基本CAN 模式（ BesicCAN）兼容。 同时，新增加的增强 CAN 模式（ PeliCAN）还可支持 协议。 SJA1000 的引脚图如下图所示： 图 SJA1000 引脚图 CAN 收发器 82C250 是 CAN 控制器与物理总线间的接口，可以提供对总线的差动发送和接收能力，与 IS011898 标准完全兼容，并具有抗汽车环境下的瞬间干扰、保护总线的能力。 为了提高系统的可靠性和抗干扰能力，在 CAN 控制器和 CAN 收发器之间采用光耦 6N137 进行隔离 PCA82C250 提供对物理总线的符合 CAN 电气协议的差动发送和接收功能，另外，它具有的电流限制电路，还提供了对总线的进一步的保护功能。 通过 82C250与物理总线进行连接，可使总线支持多达 110个节点的挂接。 上图给出 PCA82C250的功能方框图。 对于 CAN 控制器及带有 CAN 总线接口的器件， 82C250 并不是必须使用的器件，因为多数 CAN 控制器均具有配置灵活的收发接口并允许总线故障，只是驱动能力一般只允许 20～ 30个节点连接在一条总线上。 而 82C250 支持多达 110 个节点，并能以 1Mbps 的速率工作于恶劣电气环境。 本科生课程设计（论文） 11 图 82C250 引脚图 CAN 接口电路如图 所示。 图 CAN 接口电路 直流稳压电源的设计 设计中，对系统的电源都一致采用 DC+5V 电压，光耦部分电路所采用的两个电源 Vcc 和 Vdd 必须完全隔离。 为此，设计电源如下所示： 图 电源电路 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U1A T 89C 5 2V C CY112MC130p FC230p FC3 10u FS0S W P BR110k+51 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16J2 L C D 1602GNDVDDVL RSR\W\EN D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BL+ BLR22kRS RW EN AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7V C CT R I G2Q3R4C V ol t5T H R6D IS7VCC8GND1555H S 110 1AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7R3576 K+5R4R51KR6909 KT0RDWRT X D1R X D4V R E F5V C C3C A N H7C A N L6RS8GND2R882C 5 0IN3V D D2V C C8EN7OUT6GND56N 137AD61AD72A L E3CS4RD5WR6C L O C K O U T7X T A L 19X T A L 210R S T17I N T16V S S 18V S S 221V S S 315AD023AD124AD225AD326AD427AD528T X 013T X 114V D D 122V D D 218R X 019M O D E11V D D 312R X 120S J A 1000I N 026m s b 2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b2 817I N 42E。