基于CAN總線煤礦瓦斯智能節(jié)點(diǎn)的研究與設(shè)計

1 智能測控節(jié)點(diǎn)的硬件組成
CAN總線智能測控節(jié)點(diǎn)的總體設(shè)計的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。硬件組成主要由P80C592單片機(jī)、多路轉(zhuǎn)換器、可燃?xì)鈧鞲衅鳌?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/CAN">CAN總線電路組成。

1．1 智能節(jié)點(diǎn)的CAN總線通信接口電路設(shè)計
CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)如圖3所示，為CAN總線通信硬件電路原理圖。圖3可以看出，電路主要由三部分所構(gòu)成：P80C592芯片、高速CAN總線收發(fā)器TJAl050和高速光電耦合器6N137。

P80C592是Philips公司采用先進(jìn)的COMS工藝制造的高性能8位單片機(jī)。該單片機(jī)的指令集與80C51完全兼容，但在80C51標(biāo)準(zhǔn)特性的基礎(chǔ)上又增加了一些對于應(yīng)用具有重要作用的硬件功能。該器件具有下列特性：帶有80C51中央處理單元(CPU)；帶2×256 KB的片內(nèi)RAM，外部可擴(kuò)展至64 KB；具有兩個標(biāo)準(zhǔn)的16位定時器／計數(shù)器；新增一個包括四個捕獲和三個比較寄存器的16位定時器／計數(shù)器；具有8路模擬量輸入的10位ADC變換器；帶有兩路分辨率為8位的脈沖寬度調(diào)制輸出；具有兩級優(yōu)先權(quán)的15個中斷源(可以有2～6個外部中斷源)；具有五組8位I／O端口和一組與ADC模擬量輸入共用的8位輸入口；帶有與內(nèi)部RAM進(jìn)行DMA數(shù)據(jù)傳送的CAN控制器；內(nèi)含具有總線故障管理功能的1 Mb／s CAN控制器；VDD／2基準(zhǔn)電壓；具有與標(biāo)準(zhǔn)80C51兼容的全雙工UART模式；帶有在片監(jiān)視跟蹤定時器(WDT)；時鐘頻率為1．2～16 MHz。
1．2 MAX306數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計
MAX306是由Maxim Integrated Products公司生產(chǎn)的16通道CMOS模擬多路轉(zhuǎn)換器，是一款16選1模擬開關(guān)。使用時注意不用引腳一定要處理，一般通過電阻接地。導(dǎo)通速率O．2μs，雙電源，漏電流2 nA。由于P80C592單片機(jī)具有8路模擬量輸入的10位ADC變換器，用4個MAX306和P80C592單片機(jī)4路模擬量輸入的10位ADC306變換器連接，可以組成64點(diǎn)瓦斯監(jiān)測，MAX306和P80C592單片機(jī)連接如圖4所示。