基于CAN 總線在壓力傳感器中的設(shè)計

王 洋

(營口世紀電子儀器有限公司 研究所，遼寧 營口 115003)

0 引言

壓力傳感器是工業(yè)現(xiàn)場最為常用的一種傳感器，例如汽車中多路壓力測量，目前，市場上大多數(shù)的壓力傳感器以模擬量輸出為主，幾乎全部采用數(shù)字化處理，用戶需要先將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。隨著自動化程度越來越高，傳感器往往與控制器越來越遠，特別是模擬信號的傳輸過程中也會引入干擾和損失。

因此，本文將介紹一種基于CAN 總線壓力傳感器的設(shè)計，采用AduC812 為控制核心，進行CAN 接口設(shè)計。

1 硬件設(shè)計

基于CAN 總線的高精度數(shù)壓力傳感器的原理框圖如圖1 所示。該壓力傳感系統(tǒng)器主要包括壓力信號A/D 轉(zhuǎn)換部分、主控單元部分、CAN 總線傳輸部分。

主控芯片采用AduC812 單片機，引出的地址數(shù)據(jù)總線與CAN 控制器SJA1000 相連，經(jīng)過光電隔離，將地址/數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN 收發(fā)器PCA82C250，通過CAN 收發(fā)器PCA82C250 使數(shù)據(jù)在CAN 總線上傳輸。電源轉(zhuǎn)換電路將電源和地隔離，起保護和抗干擾的作用。

AduC812 的P0 口作為地址數(shù)據(jù)總線，與SJA1000 相連。通過P0口訪問SJA1000 內(nèi)部寄存器，并進行寄存器的讀寫操，經(jīng)過光電隔離，電源轉(zhuǎn)換電路將電源和地隔離，起保護和抗干擾的作用將地址/數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN 收發(fā)器PCA82C250，通過CAN 收發(fā)器PCA82C250 使數(shù)據(jù)在CAN 總線上傳輸，AduC812 和SJA1000 的復位信號是通過復位按鈕S3 產(chǎn)生的。

AD 轉(zhuǎn)換電路：

單片機自帶有8 路模擬通道ADC 轉(zhuǎn)換為12 位精度。選擇AD0為模擬通道將A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)通過CAN 總線上傳到上位機。

2 程序設(shè)計

軟件設(shè)計的指導思想是系統(tǒng)上電后首先對ADuc812 和SJA1000進行初始化，以確定工作主頻、波特率、輸出特性等，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣值，并把該值通過SJA1000 傳送到CAN 總線上由上位PC 機進行顯示控制，而對CAN 總線上來的信息則采用中斷方式，系統(tǒng)每接收到一幀信息，便產(chǎn)生一次中斷以觸發(fā)微處理器進入中斷，在中斷服務程序中讀取該幀信息并傳送到現(xiàn)場。為防止出現(xiàn)死機和干擾，程序中還采用看門狗技術(shù)進行定時監(jiān)控。以下CAN 總線的初始化設(shè)計，假設(shè)SJA1000 的首址是0x7f00。

初始化程序

對CAN 控制器進行初始化，實際上就是對ACR、AMR、BTR0、BTR1、OCR 這些寄存器進行訪問。只有當控制寄存器CR 中的復位請求位為高時，訪問才被允許，否則既寫不進去，也讀不出正確的內(nèi)容。對CR 進行第一次寫操作，要設(shè)定將要開放的中斷類型，并置位復位請求，允許初始化開始。

3 實際的應用情況

本文設(shè)計的基于CAN 總線壓力傳感器系統(tǒng)具有精度高、可靠性高、智能化、成本低等特點并具有在線標定校準和CAN 通訊功能，可用于不同的工業(yè)場合。

［1］鄔寬明.CAN 總線原理和應用系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：北京航空航天大學出版社，2000 .