基于CAN总线的温度检测节点设计

基于CAN总线的温度检测节点设计

当CPU检测到温度出现异常，会根据温度异常范围向上位机发出温度异常警报，这是该节点CPU唯一主动向上位机发出的数据帧。该节点的温度相关数据存放在缓冲区，在没有收到上位机数据请求的时候，该缓冲区的数据会不断的被新的数据刷新，以保证该节点数据的实时性，中断流程如图5所示。

图5CAN接收中断流程

采样值的量化方法

　　采样值的准确量化是温控电路正常工作的关键，这里采用以下换算办法来进行量化。设经过信号调理后的电压为Ui，则-10V<Ui<10V，已知-10V对应的温度是-55℃，10V对应的温度为125℃，易求得比例因数Kt=0.111V/℃。温度为0℃时，ΔT=55℃（相当于-55℃时的变化量）。

　　Ui=-10V+ΔT?Kt=-10V+55℃×0.111V/℃=-3.895V。

　　Ui转换为数字量后，每个数字量对应电压值为19.531mV，用Ks表示。可以求得数字量变化和温度变化之间的对应关系：Kt/Ks=（0.111V/℃）/（19.531mV/数字量）=5.683数字量/℃。

　　其他温度对应的数字量也可以通过以上方法算出。

SPI接口通信

　　PIC16F87x通过SPI接口和MCP2510进行数据交换。

　　MCP2510设计可与许多微控制器的串行外设接口（SPI）直接相连。外部数据和命令通过SI引脚传送到器件中，而数据在SCK时钟信号的上升沿传送进去。

　　MCP2510在SCK下降沿通过SO引脚发送表1列出了所有操作的指令字节。

　　以PIC16F87x向MCP2510发送读指令为例，来说明SPI接口通信过程。

　　在读操作开始时，CS引脚将被置为低电平。随后读指令和8位地址码(A7～A0)将被依次送入MCP2510。在接收到读指令和地址码之后，MCP2510指定地址寄存器中的数据将被移出通过SO引脚进行发送。每一数据字节移出后，器件内部的地址指针将自动加一以指向下一地址。因此可以对下一个连续地址寄存器进行读操作。通过该方法可以顺序读取任意一个连续地址寄存器中的数据。通过拉高CS引脚电平可以结束读操作，如图6所示。

图6SPI接口通信时序

　　基于LM35开发的温控节点工作稳定性强、可靠性高、且具有体积小、灵敏度高、响应时间短、抗干扰能力强等特点。该节点成本低廉，器件均为常规元件，有较高的工程价值。本节点拥有CAN接口，既可以作为一个独立的检测系统，也可以作为分布式测试系统的一个关键部分。CAN的上层协议都可以在软件中实现，使得本节点接口灵活，不受上层协议的限制。