基于MC9S08DZ60的CAN总线振动传感器设计

2010-07-10 11:01:21来源: 互联网

1 引言

  随着人们安全意识的不断提高设备的安全监测显得越发重要。各种在线监测设备层出不穷,但大多都受到传统总线速率较低,传输精度不高的限制。CAN总线以其在汽车行业内实时、可靠、灵活的应用而备受瞩目,进而不断有其他领域的CAN总线应用产品出现,基于CAN 总线的振动传感器正是其中一种,组网后的传感器能够很好地实现大型装置的在线监测,为企业的安全生产奠定了基础。

2 器件简介

  2.1 MC9S08DZ60单片机

  飞思卡尔公司的MC9S08DZ系列单机片内嵌 CAN的微控制器,并将内嵌的CAN、EPROM和片上仿真/调试模块组合在一起,集成了所有的功能,设计人员可以便捷地转向其设计流程。 MC9S08DZ60型单机片可提供60 KB的片上flash、4 KB的片上RAM、2 KB的E2PROM。它具有串行通信接口(SCI)、串行外设接口(SPI)、看门狗定时器(COP Watch-dog)、多达24通道的12 bit的A/D转换模块,另外还有I2C总线模块和多个定时器、计数器等。其独特的片上仿真/调试模块(BDG)更是大大简化设计,从而确保了 MC9S08DZ60在汽车和工控的应用地位。

  2.2 AD536A有效值转换器

  AD536A是一款有效值转换器。它可以连续、实时地计算输入信号的平方、平均值。且得到的直流电压值正比于输入信号的有效值RMS。AD536A具有相当大的响应带宽,在输入有效值大于100 mV时.带宽为450 kHz,而输入大于1 V时,带宽增大到2 MHz。1.2 mA的静态工作电流和宽泛的工作温度使其应用广泛。

  AD536A计算RMS时,首先求得绝对值(整流电路);然后进行平方计算:最后是平均计算,即除以反馈的输出电压;再经滤波得出结果。这里要求平均的时间常数要远大于待测信号的周期,这样才能保证测试精度。

  2.3 TJA1040 CAN收发器

  TJA1040是一款高速CAN收发器,与PCA82C250/251引脚相兼容,TJA1040还提供不上电环境下理想的无源特性。TJA1040和 PCA82C250/251相比较,具有以下几点优势:(1)如果不上电,总线上完全无源;如果VCC关闭,总线上看不到。(2)在待机模式时电流消耗极低,最大电流仅为15μA。(3)改良的电磁辐射EME性能。(4)改良的电磁抗干扰EMI性能。(5)SPLIT引脚代替Vref。引脚对总线的DC稳压很有效。

  TJA1040向下兼容PCA82C250/251,并且可在已有PCA82C250/251的应用中使用,而硬件和软件无需任何修改。

3 系统硬件结构

  整个传感器包括采集、滤波放大、A/D转换、数据处理上传等模块,如图1所示。采集模块使用环形剪切的传感器,将装置的振动量转变为响应的微小电压后送人滤波放大电路。信号经放大滤波电路分成:高频加速度、低频加速度、速度、位移4个测量参数再传输到有效值转换。这些信号经有效值转换和单片机A/D转换模块后存入单片机,再经由CAN总线网络上传至主控机备份。

      3.1 滤波放大模块

 

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关键字:单片机  MC9S08DZ60  CAN总线  传感器  TJA1040

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0710/article_2266.html
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