专利名称：一种智能多点测温传输器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计算机应用和电子电路设计领域，具体涉及一种智能多点测温 传输器。
背景技术：
测量温度是各行各业使用最多的，以往的多点测量温度每点需要2根电缆线才能 把信号传送到所需的设备上，这样不仅电缆线非常多而且工程量也特别大，因此很需 要一种电缆线少而且智能化的多点测温传输器，可以在很多工程实际中应用。 发明内容
本实用新型专利的目的在于提供一种智能多点测温传输器，克服以往的多点测量 温度电缆线非常多而且工程量也特别大的缺点，可以和上位机通讯，完成温度控制。 主要应用于粮仓测温，在食品库、冷库、温室等需要控制温度的温控系统中得到广泛 的应用，温度测量范围为一1(TC +85°C范围内，具有i0.5'C的精度，并具有简单 高效、信息传送距离长、智能化、抗干扰能力强、便于应用的特点。
本实用新型包括温度传感器、l-Wire (也就是单总线)端子、微处理器芯片、第 二级硬件看门狗芯片、振荡器、高速光耦隔离电路、CAN总线收发器电路组成。它们 的连接关系是温度传感器通过l-Wire(单总线)输出到l-Wire(单总线)端子，1-Wire (单总线)端子连接到微处理器芯片，微处理器芯片与光耦隔离电路连接，光耦隔离 电路与CAN总线收发器连接，CAN总线收发器与CAN总线连接到节点上，第二级硬件 看门狗芯片和振荡器连接到微处理器芯片上。
CAN总线是一种现场总线(fieldbus)，直接通信距离为10km 40m，通信速率为 5Kbps lMbPs。直接通信距离最远可达10kra(速率5Kbps以下)；通信速率最高可达 1MbPs(此时通信距离最长为40m)，节点目前可达110个，通信介质可为双绞线、同轴 电缆或光纤，现场总线是世界自动化技术发展的方向。
温度经温度传感器和1-Wire以及1-Wire端子，通过微处理器的PO 口 (8个端口 ) 和P2 口 (8个端口)传送到微处理器，处理后由微处理器的TXDC引脚和RXDC引脚传 输到高速光耦隔离电路，光耦隔离后到CAN总线收发器电路，再到CAN总线节点，上 位机通过和CAN总线节点相连获取温度信息。采用1-Wire (单总线)技术；1-Wire (单总线)端子共16个输入端子，每个输入端子分别接到8路温度传感器，既16X8 =128路温度测量点。
本发明所述的第二级硬件看门狗芯片和高速光耦隔离电路，极大地提高抗干扰能 力；第二级硬件看门狗芯片的SI、 SO、 SCK、 RST引脚分别接微处理器的P3.0、 P3.1、 P3.2、 RESET引脚，振荡器的两端分别接微处理器的XTALl和XTAL2引脚；高速光耦 隔离电路采用两片6N137芯片，微处理器的TXDC引脚和RXDC引脚分别接第一片6N137芯片IN引脚和第二片6N137芯片OUT引脚。
本发明所述的CAN总线收发器电路CAN总线收发器采用TJA1050芯片，第一片 6N137芯片OUT引脚连接TJA1050芯片引脚TXD，第二片6N137芯片IN引脚连接 TJA1050芯片引脚RXD; TJA1050芯片的CANH和CANL引脚通过电阻、电容、防雷击管 与CAN总线节点相连，以便与上位机通信获取温度信息，CAN总线是一种现场总线 (fieldbus)， CAN总线节点就是按CAN总线电气标准设计的2个接线端子接头。
所述的温度测量点总共128路，每个温度测量点的温度传感器采用美国DALLAS 公司3脚PR-35封装的全数字元器件DS18B20;高速光耦隔离电路由2个光电耦合 6N137芯片组成的独立的2路光耦电路；微处理器芯片采用AT89C51CC01芯片；第 二级硬件看门狗芯片采用X25045芯片，它和振荡器构成微处理器芯片AT89C51CC01 的系统支持电路；CAN总线收发器电路采用Philips公司生产的TJA1050芯片作为CAN 总线收发器。
温度传感器的128路温度测量点通过1-Wire (单总线)输出到1-Wire (单总线) 端子，1-Wire (单总线)端子共16个输入端子，每个输入端子分别接到8路温度传感 器(16X8 = 128路温度测量点)，1-Wire (单总线)端子又接到微处理器芯片P0 口 (8 个端口)和P2口 (8个端口)输入输出引脚，微处理器AT89C51CC01芯片的TXDC 引脚和RXDC引脚分别接第一片6N137芯片IN引脚和第二片6N137芯片OUT引脚， 第一片6N137芯片OUT引脚连接CAN总线收发器电路TJA1050芯片引脚TXD，第二 片6N137芯片IN引脚连接CAN总线收发器电路TJA1050芯片引脚RXD， CAN总线收 发器电路TJA1050芯片的CANH和CANL引脚通过电阻、电容、防雷击管与CAN总 线节点相连，CAN总线节点就是按CAN总线电气标准设计的2个接线端子接头。
本实用新型工作原理本实用新型温度传感器的128路温度测量点通过1-Wire (单总线)和1-Wire (单总线)端子(共16个输入端子)，把采集温度传感器的信息 传送到微处理器芯片AT89C51CC01，经过微处理器芯片AT89C51CC01处理的信息通过 TXDC引脚和RXDC引脚传送到2个光电耦合6N137芯片，经过光电隔离后传送到CAN 总线收发器电路TJA1050芯片，经过CAN总线收发协议和CAN总线电气特性处理后发 送到CAN总线节点，以便与上位机通信获取温度信息。
本实用新型具有电路简单高效、信息传送距离长、智能化、抗干扰能力强、工程 量小、电缆线少、便于应用、成本低、温度测量点易于扩展的特点。
图l为本实用新型结构框图。
图2为本实用新型电路结构图的微处理器芯片AT89C51CC01和由第二级硬件看 门狗芯片X25045芯片以及振荡器构成的系统支持电路部分。 图3为本实用新型电路结构图的1-Wire (单总线)端子部分。 图4为本实用新型电路结构图的高速光耦隔离电路部分。 图5为本实用新型电路结构图的CAN总线收发器电路部分。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型的结构框图主要由温度传感器、l-Wire (单总线)端子、微处 理器芯片、第二级硬件看门狗芯片、振荡器、高速光耦隔离电路、CAN总线收发器电 路组成；图2为本实用新型电路结构图的微处理器芯片AT89C51CC01和由第二级硬 件看门狗芯片X25045芯片以及振荡器构成的系统支持电路部分，该部分提供第二级 硬件抗干扰看门狗，以及微处理器芯片AT89C51CC01的时钟；图3为本实用新型电 路结构图的l-Wire (单总线)端子部分，共16个端子，每个端子接一条l-Wire (单 总线)，每条l-Wke (单总线)接8个DS18B20温度传感器，这样就构成了128路温 度测量点；图4为本实用新型电路结构图的高速光耦隔离电路部分，采集温度的信息 通过l-Wire (单总线)端子和微处理器芯片AT89C51CC01的PO 口 (8个端口)和 P2 口 (8个端口)传送到微处理器芯片AT89C51CC01，微处理器芯片AT89C51CC01 的TXDC引脚和RXDC引脚不是直接与C認总线收发器电路连接，而是通过高速光 藕6N137芯片连接到CAN总线收发器电路上的。这样做有两个方面的好处其一，通 过6N137芯片将微处理器芯片AT89C51CC01与CAN总线收发器电路隔离开，增加微 处理器芯片AT89C51CC01的抗干扰能力，很好的实现了总线上各CAN节点的电气隔 离；其二，这种隔离能够更好地保护微处理器芯片AT89C51CC01,当总线上发生故 障，对电路造成大冲击时，就可以大大地降低整个电路的损坏程度。另外，由于该电 路是一个高速的通信系统，对光藕的频率要求比较高，6N137芯片是一个比较合适的 选择。微处理器芯片AT89C51CC01的TXDC引脚和RXDC引脚分别接第一片6N137 芯片IN引脚和第二片6N137芯片OUT引脚；图5为本实用新型电路结构图的CAN总 线收发器电路部分，经过高速光耦隔离电路第一片6N137芯片OUT引脚连接CAN总线 收发器电路TJA1050芯片引脚TXD，第二片6N137芯片IN引脚连接CAN总线收发器 电路TJA1050芯片引脚RXD， TJA1050芯片的CANH和CANL引脚通过电阻、电容、 防雷击管与CAN总线节点相连，上位机通过和CAN总线节点相连获取温度信息。
要完成128路温度测量和信息的传输还需要相应的软件，软件包含两大部分一 个是DS1犯20温度传感器和l-Wire (单总线)部分，另一个是微处理器芯片 AT89C51CC01部分。DS18B20温度传感器和l-Wire (单总线)部分软件包括初始化 总线上的DS18B20程序、进行温度转换程序和读取总线上DS18B20的温度值程序； 微处理器芯片AT89C51CC01部分软件包括CAN节点的初始化程序、报文发送程序和 报文接收程序。
权利要求1.一种智能多点测温传输器，包括温度传感器、1-Wire端子、微处理器芯片、第二级硬件看门狗芯片、振荡器、高速光耦隔离电路、CAN总线收发器电路；其特征在于，温度传感器通过1-Wire输出到1-Wire端子，1-Wire端子连接到微处理器芯片，微处理器芯片与光耦隔离电路连接，光耦隔离电路与CAN总线收发器连接，CAN总线收发器与CAN总线连接到节点上，第二级硬件看门狗芯片和振荡器连接到微处理器芯片上。
2、 如权利要求1所述的测温传输器，其特征在于，CAN总线是一种现场总线，直 接通信距离为10km 40m,通信速率为5Kbps lMbPs，节点达110个，通信介质为双 绞线、同轴电缆或光纤。
3、 如权利要求1所述的测温传输器，其特征在于，所述的温度传感器采用全数 字元器件；温度传感器与微处理器的的两个端口 PO 口和P2 口连接，采用单总线方式； 单总线端子共16个输入端子，每个输入端子分别接到8路温度传感器，16X8 = 128 路温度测量点。
4、 如权利要求1所述的测温传输器，其特征在于，所述的第二级硬件看门狗芯 片的SI、 SO、 SCK、 RST引脚分别接微处理器的P3.0、 P3. 1、 P3. 2、 RESET引脚，振 荡器的两端分别接微处理器的XTAL1和XTAL2引脚；高速光耦隔离电路采用两片6N137 芯片，微处理器的TXDC引脚和RXDC引脚分别接第一片6N137芯片IN引脚和第二 片6N137芯片OUT引脚。
5、 如权利要求1所述的测温传输器，其特征在于，所述的CAN总线收发器电路 CAN总线收发器采用TJA1050芯片，第一片6N137芯片OUT引脚连接TJA1050芯片引 脚TXD，第二片6N137芯片IN引脚连接TJA1050芯片引脚RXD; TJA1050芯片的CANH 和CANL引脚通过电阻、电容、防雷击管与CAN总线节点相连，CAN总线是一种现场 总线，CAN总线节点就是按CAN总线电气标准设计的2个接线端子接头。
专利摘要一种智能多点测温传输器，属于计算机应用和电子电路设计的技术领域。包括温度传感器、单总线端子、微处理器芯片、第二级硬件看门狗芯片、振荡器、高速光耦隔离电路、CAN总线收发器电路；其特征在于，温度传感器通过单总线输出到单总线端子，单总线端子连接到微处理器芯片，微处理器芯片与光耦隔离电路连接，光耦隔离电路与CAN总线收发器连接，CAN总线收发器与CAN总线连接节点上，上位机通过CAN总线节点获取温度信息，第二级硬件看门狗芯片和振荡器连接到微处理器芯片上。优点在于，电路简单高效、信息传送距离长、智能化、抗干扰能力强、工程量小、电缆线少、便于应用、成本低、温度测量点易于扩展。
文档编号G01K7/00GK201331392SQ200920104878
公开日2009年10月21日 申请日期2009年1月12日 优先权日2009年1月12日
发明者单琳娜, 史庆军, 周经国, 姜重然, 徐斌山, 全 王, 陈文平 申请人:佳木斯大学