基于CAN总线接口的红外检测系统的设计思路

装置提醒井下工作人员。

　　2．4 CAN总线接口设计

　　该系统CAN接口由独立的CAN总线控制器SJA1000、CAN数据收发器TJA1050组成。SJA1000是独立CAN控制器，主要用于移动目标和一般工业环境中区域网络控制。SJA1000的AD0-AD7接MSP430的P2端口，P3．4和P3．5分别控制SJA1000的读写操作。MSP430初始化SJA1000，通过控制SJA1000实现数据的收发。TJA1050是控制器区域网络(CAN)协议控制器和物理总线之间的接口，是一种标准的高速CAN收发器。TJA1050可为总线提供差动发送功能，为CAN控制器SJA1000提供差动接收功能。TJA1050提供CAN节点接口，实现CAN总线数据的传输。其中CANH和CANL接到外部CAN总线网络上。MSP430、SJA1000与TJA1050的连接电路如图2所示。

　　3 系统软件设计

　　系统上电复位后首先初始化，主要包括系统硬件初始化及从MSP430 Flash中读取CAN相关参数，并进行设置；然后系统进行按键扫描：如有键按下则进行相应的操作，如设置时间和CO报警浓度值、修改CAN参数、查阅报警记录等；若无键按下，则采集CO浓度并进行软件处理，软件处理包括数字滤波和温度补偿，用以校准浓度数据。若CO浓度超限，则声光报警通知井下工作人员并记录报警时刻和报警值到存储器中，若浓度正常则循环检测并显示。系统软件流程如图3所示。气体浓度数据的远程传输由CAN总线接口完成。当上位机给该站发送报文时，即要求本站传送数据时，系统才向上位机传送数据，这样可减轻单片机的负担，降低功耗。因此，CAN通信程序流程大致为：当检测仪接收到有效的报文时产生接收中断，在中断服务子程序中，以CAN报文形式发送C0浓度数据，采用非中断方式发送报文，具体工作流程如图4所示。

　　上位机采用Delphi编写的Windows下的可视化操作界面。Delphi是一种采用事件驱动方式、面向对象的可视化高级编程语言，该系统的通讯软件设计采用Delphi7．0。在Del-phi可利用的众多串行通信控件中，SPComm控件是最简单、功能比较强大的一种。该控件具有丰富的与串口通信密切相关的属性及事件，提供对串口的各种操作。通过Delphi的设计可在上位机中直观显示当前时间、气体浓度。通过串口通讯还可执行远程操作。采用采样定时器可每隔一段时间刷新显示的数据，从而及时检测数据变化。

　　4 结束语

　　采用红外光学传感器件取代传统的传感器．安全性大大提高；结合CAN总线技术，取代传统的RS232、RS485，大大降低系统开发难度，缩短开发周期。与其他现场总线比较而言，CAN总线具有通信速率高、易实现、性价比高等特点。采用TI的MSP430单片机，有较多的集成外设，降低了开发难度，且具有超低功耗。有利于节约能源。

　　所设计的红外CO检测系统，检测气体浓度范围宽、设备维护性好。利用MSP430F449的低功耗特性及其内部集成的A／D转换器、乘法器、温度传感器等硬件资源，测量精密度大大提高。通过CAN总线接口，系统既可在现场显示实时数据，又可实现仪器的远距离、高可靠性地通信功能和远程监控。因此，该系统具有很好的应用前景。

参考文献:

[1].MSP430datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MSP430_490166.html.
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[3].SJA1000datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/SJA1000_609075.html.
[4].TJA1050datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/TJA1050_649182.html.
[5].RS232datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS232_585128.html.
[6].RS485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS485_585289.html.