论文研究-基于CAN总线的CO监控装置设计 .pdf

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基于CAN总线的CO监控装置设计,韩菲,蒋晶,检测矿井大气中的一氧化碳浓度是对煤自燃火灾的早期预测及保证安全生产的一个重要方面。本文设计一种智能化的基于CAN总线的CO(一�
国科技论文在线 完成收发器部分的硬件设计,即驱动模块。 本设计选用常用的 为控制器和物理总线之间的接凵,它可以提高 总线的差动发送能力和控制器的差动接收能力。为了增强总线节点的抗干扰能 力 的 和 并不是直接与 的和相连而是通 过高速光耦 后与 相连这样就很好的实现了总线上的节点间的电气隔 离。其中总线收发器电路如所示 和 与地之间并联了两个的 小电容,可以滤除总线上的高频干扰,同时起到一定的防电磁辐射的作用。另外,在两根 总线接入端与地之间分别反接了一个保护二极管。当总线有较高的负电压时, 二极管相当于短路,可起到一定的过压保护作用。 的脚上接有一个斜率电阻, 电阻大小可根据总线通讯速度适当调整一般在 之问。 期 D CAN J CAN Ul0F息32C250 CAN T AL4总该接 PAI Trf 总线收发器电路 显示单元 本设计采用显示,共采用八个数码管。其中四个数码管显示浓度值,另外四 个数码管显示单片机通道的输入电压佰。用数码管驱动芯片 来驱动个数码管 显小。为节省管脚资源,数码管共阴连接,采用动态扫描显小方式, DCLK S[/0] DIN R位 CH451 数码管 单片机 D|G[7-0] 与单片机的连接示意图 具有硬件实现的高速线串行接口,包括个信号线:串行数据输入线 串行数据时钟线 串行数据加载线 、串行数据输出线 其中 是带上拉的输入信号线,默认是高电平。芯片与单片机的示意连接如图 所示 软件设计 软件设计也是设计本装置的一个重要环节,装置功能的实现除了硬件电路的搭建,还要 国科技论文在线 依赖程序的运行。夲设计系统采用语言编程,极大的增強了程序的实用性与可读性,并 且减少了程序的复杂度。本设计的程序要实现转换、 驱动显示、报警以及 发送等功能。程序包括各部分的初始化以及寄存器的设置和显示数据的处理等。下面仅给出 主程序的设计流程,如图所示。 开始 化 的初始化 初始化看门狗 转换的初始化 开启 转换 处理程序 图主程序流程图 程序开始,首先要初始化各个功能模块,包括模块的初始化、模垬的初始化、 的初始化以及看门狗的初始化等。接下来要开启转换模块,实现转换。同 时,要对转换后得到的数字量进行处理,已完成实时显示、超限报警 发送等功能 这些都属于具体的处理稈序。山于该装置要实现对浓度的实时监控,这就要不停的进行 转换及显示、超限报警和发送,因此这部分程序要处于一个无限循环体中。即处理程序 结束后,要再次初始化看门狗和转换,继续运行后续的处理程序,这是一个无限死循 环过程。 小结 本设计选用 电化学式传感器,并设计了传感器的外围调理电路,实现传 感器与单片机的接口。选用 单片机作为装置的核心微处理器件,其自带的模 块和控制模块简化了裝萓的改计过程。最终通过外加驱动模块、报警及显小模块 完善了装置的功能,设计岀基于总线的监控装置。 在广泛的工业控制领域,总线可作为现场设备级的现场总线,与其它总线相比, 具有很高的可靠性和性价比。网络上任何·个节点均可作为主节点主动地与其它节点 父换数据;网络节点的信息帧可以分出优先级,这对于有实时性要求的控制提供了方 便 的物理层及数据链路层冇独特的设计技术,使其在抗干扰以及错误检测等方面的 性能均大大提高 的上述特点使其成为诸多工业测控领域中首选的现场总线之一,这 也是本设计选择总线进行通信的重要原因。 国科技论文在线 参考文献 彭立军.矿井监测监控的发展.科技情报开发与经济 第期 刘和平,刘林,等 单片机原理及接口程序设计.北京:北京航空航天人学出版社 数码管驱动及键盘控制芯片 屮文手册[]南京沁恒电子公司, 潭沿强第三版程序设计.北京:清华大学出版社, 张宏福.现场总线与工业以太网应用于煤矿综合监控系统的探讨.煤矿安全,第期

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