基于CAN的现场总线控制系统火灾探测与报警模块设计+电路图(3)
CAN与其他现场总线技术相比较而言有其独特的技术特点。CAN总线上的任一节点都能不分主从地在任意时刻主动地向其他节点发起通信，其通信方式十分灵活。CAN总线上的节点信息可以根据对实时性要求的紧急程度来分成不同的优先级，最高优先级的数据可在最多134 内得到传输，从而满足控制信息的通信需求。低优先级的节点在多个节点同时向总线发送报文而产生冲突时会主动退出发送，高优先级的节点则能继续对数据进行传输而不受其影响，使得总线冲突的仲裁时间大大被节省。并且在CAN总线节点中都设有出错检测，使得数据出现错误的概率低。而且CAN节点在错误十分严重的情况下具有自动关闭输出功能，从而使得总线上其余节点的运行不会受到影响[12]。
由于火灾探测报警系统工作的特殊性，就要求采用的总线要具有抗干扰能力强、实时性能好、开发和使用难度较小、成本较低等特点。目前在世界上大约有四十多种类型的现场总线，而世界上几乎所有的自动设备公司如SIEMENS、NORCONTROL、MTU等生产的设备都支持CAN标准。
1．4 本文主要研究内容及工作安排
1.4.1 主要研究内容
本文介绍了CAN总线控制系统的结构并分析了CAN总线的技术优势,从而掌握CAN总线的工作原理；回顾了不同时期下的火灾探测报警系统的特点、发展历程以及火灾探测的一般方法并掌握火灾探测传感器的选择及应用技术；通过掌握51内核单片机的原理及应用系统设计方法从而来设计基于CAN的现场总线控制系统中的火灾探测与报警模块。
1.4.2 本文结构安排
基于本课题的主要工作的需要，本文内容上的大致安排如下：
第一章 绪论 主要对火灾探测报警系统的研究背景、意义以及国内外研究现状进行了介绍，同时简要介绍了 CAN总线以及工作内容安排。
第二章 系统总体设计 介绍了系统的各个功能模块，确定了系统整体框架以及完成设计的元器件选择。
第三章 硬件设计 介绍了了火灾探测报警系统各部分模块的功能以及硬件设计并画出电路图。
第四章 软件设计 介绍了了要满足火灾探测报警系统个部分模块的功能软件设计，通过分析各模块工作流程并设计相应软件程序。
第五章 结论 对全文的工作进行了总结并提出了自己的经验体会，对在工作过程中遇到的问题作出了分析。
2 系统的总体设计
2．1 系统概述
与传统系统不同的是本文中的火灾探测报警系统采用了烟雾传感器和温度传感器所采集的两种信息参数来判断是否发生了火灾，这与之前系统仅检测分析单一的物理量如温度、烟雾而会造成较大误差相比较有了很大的改进。系统主要由单片机模块、CAN总线通信模块、传感器模块、报警模块四部分构成。本系统主要应用在火灾发生初期出现烟雾但火势却并不明显的情况下，当温度传感器与烟雾传感器检测到超过起初设定的阀值的信息时，蜂鸣器就发出报警。
2．2 系统设计主要器件选择
目前在市面上流行的CAN总线元器件主要分为独立的CAN控制器，如SJA1000及Intel82526/82527等以及带有芯片CAN的微控制器两大类。根据当前课题的实际需要,系统都选用8位单片机STC89C52为微处理器,并选取SJA1000 CAN控制器以及TJA1050T总线收发器，主要考虑到这些元器件在市场上容易获得并且能满足本设计的要求。
2.2.1 STC89C52微处理器概述
STC89C52是一种片内有4K/8K FLASH可编程/擦除只读存储器(FPEROM)的低功耗、高性能的8位COMS微控制器，它与工业80C51的产品引脚和指令能完全兼容。片上Flash允许在系统可编程，也适用于传统的编程器。由于在单芯片上拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52在众多嵌入式控制应用系统中都得到了广泛应用[13]。STC89C52主要特性有与MCS-51产品完全兼容，其片内包含8KB FPEROM存储器，可在线编程，擦写次数不小于1000，且最高时钟频率支持到33MHz。同时它具有掉电状态下的中断唤醒模式与断电标志POF以及3个16位可编程计数器T0、Tl和T2。STC89C52提供了SPL(Serial Peripheral Interface)同步串行外设接口以及1个全双工的UART串行口[14