1.引言
溫度是一個(gè)十分重要的物理量，對(duì)它的測量與控制有十分重要的意義。隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展及人們對(duì)生活環(huán)境要求的提高，人們也迫切需要檢測與控制溫度：如大氣及空調(diào)房中溫度的高低，直接影響著人們的身體健康；在大規(guī)模集成電路生產(chǎn)線上，環(huán)境溫度不適當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。由此作者提出設(shè)計(jì)一種基于工業(yè)通用的CAN總線標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式測溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測被測對(duì)象的溫度，并且能通過CAN總線對(duì)溫度進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和網(wǎng)絡(luò)控制的智能測溫系統(tǒng)。
2.整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)所給的設(shè)計(jì)要求，即具有數(shù)字顯示、鍵盤輸入、溫度自動(dòng)采樣、能通過CAN（Controller Area Network）總線與上位機(jī)進(jìn)行通信、異常情況自動(dòng)報(bào)警等功能。我們可以構(gòu)架出此智能溫度儀表的整體設(shè)計(jì)框圖如下圖1所示。從圖中可以看出整體硬件電路設(shè)計(jì)主要
包括：微處理器8051部分、電源電路部分、溫度信號(hào)輸入部分、鍵盤輸入部分、CAN總線通信部分、LED顯示部分[1]。限于篇幅原因，作者在本文將重點(diǎn)介紹溫度信號(hào)輸入和CAN總線通信部分的具體電路設(shè)計(jì)。
3.溫度輸入電路設(shè)計(jì)
MAX6675是MAXIM公司生產(chǎn)的基于SPI(Serial Peripheral Interface) 串行外設(shè)接口總線的專用芯片，它不僅能對(duì)K型熱電偶進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償，還能對(duì)熱電勢信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。可廣泛用于工業(yè)、儀器儀表、自動(dòng)化等領(lǐng)域[2]。
3.1 MAX6675的結(jié)構(gòu)及工作原理
MAX6675的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。GND為地。UCC接電源的正極，該端需經(jīng)外部
圖2 MAX6675的內(nèi)部框圖
0.1μF電容接地。T-接K型熱電偶的冷端，并從外部接地。T+接熱電偶的熱端。SCK為串行輸入端，SO為串行輸出端。 
為片選端，當(dāng) =0（低電平）時(shí)，串行接口有效。NC為空腳。主要包括8個(gè)部分：①低噪聲電壓放大器A1；②電壓跟隨器A2；③冷端溫度補(bǔ)償二極管；④基準(zhǔn)電壓源；⑤數(shù)字控制器；⑥12位ADC；⑦SPI串行接口（SCK、SO、 ）；⑧模擬開關(guān)（S1—S5）。其工作原理如下：K型熱電偶產(chǎn)生的熱電勢（e）經(jīng)過A1、A2得到放大后的熱電勢信號(hào)U1，再經(jīng)過S4送給ADC。有公式：
U1=αTΔT=αT（T-T0）
其中：αT為K型熱電偶的電壓溫度系數(shù)。αT=41μV/℃。T和T0分別為被測溫度、冷端的環(huán)境溫度。與此同時(shí)，冷端溫度補(bǔ)償二極管將T0轉(zhuǎn)換成補(bǔ)償電壓U2，有公式：U2=αTT0，U2通過S5送給ADC。在數(shù)字控制器的控制下，ADC首先將U1、、U2轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再將U1、和U2相加并除以αT，即獲得輸出電壓UO的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)就代表測量點(diǎn)的實(shí)際溫度值T。需要指出，U2為毫伏級(jí)信號(hào)，e為微伏級(jí)信號(hào)，因此e必須首先放大成U1，二者才能相加。
3.2由MAX6675構(gòu)成的測溫系統(tǒng)
由MAX6675構(gòu)成的測溫系統(tǒng)電路如圖3所示大功率電感器。將K型熱電偶KH1的T+和T-分別接到MAX6675芯片的T+和T-的引腳上。MAX6675的 為片選端口接到CPU的P1.2引腳、SO輸出端口接到CPU的P1.0引腳、SCK輸入端口接到CPU的P1.1引腳[3]。
4.CAN總線通信電路及程序設(shè)計(jì)
4.1 CAN硬件電路設(shè)計(jì)
采用AT89C51單片機(jī)微控制器、獨(dú)立CAN通信控制器SJA1000、CAN總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250及復(fù)位電路IMP708組成的CAN應(yīng)用節(jié)點(diǎn)具體電路如下圖4所示[4]。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，本設(shè)計(jì)在SJA1000和CAN總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250之間增加了光電隔離器6N137。
4.2 CAN通信程序設(shè)計(jì) 大功率電感廠家 |大電流電感工廠
