基于CAN总线的高精度数字压力变送器的设计

产品简介：

　　压力传感器是工业现场最为常用的一种传感器，大范围的应用于水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶机床、管道等各种工业控制环境。‘常见的压力传感器包括应变片压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、压电压力传感器、蓝宝石压力传感器等。目前，市场上大多数的。而在当今测控领域中，儿乎全部采用数字化处理，用户要先将模拟量转换成数字量[‘{。因此，在测压时，最少需要经过1次A/ D转换，甚至2次A/ D转换加1次D/ A转换，而A_模拟信号的传输过程中也会引入干扰和损失，即使精度再高的模数和数模转换都可能会导致较大的测量误差。而数字化的可以省去模拟信号的传输和不必要的模数和数模转换。因此，本文将介绍一种数字压力变送器的设计，该压力变送器基于CA N总线{传输，测量精度较高。

　　基于CAN总线的高精度数字压力变送器的原理框图如图1所示。该压力变送器最重要的包含压力信号测量与调理部分、数字处理部分、CAN总线)makesmallpic(this,600,1800); border=0>

　　压力传感器的等效电路如图2所示。从图2可看出，压力传感器内部可以看成是一个惠斯通电桥，激励电源可以再一次进行选择恒压源或恒流源，采用恒流源可以有效克服激励电源波动等干扰造成的测量误差。

　　ADuC836是美国AD公司新推出的高性能单片机，它将8051内核、2路16位艺一OA/ D ,12位D/ A ,FLASH ,WDT ,IMP监控电路、内部基准电源,SPI和IZ C总线接口等资源集成在一起，构成一个可编程的、可以有效的进行自校准的高精度模拟数据采集系统，具有体积小、功耗低等特点，非常适用于各类智能仪表、智能传感器、变送器和便携式仪器等领域。另外，它还采用闪速/电擦除存储器，并目_自带加载器和调试软件，使系统的设计、编程和调试更为简便。

　　ADuC836有62 I} B的FLASH/EE程序存储器用来存储用户代码，4 I} B的FLASH/EE数据存

　　综上所述，通过1片A Duc836就能够实现压力信号的模数转换，压力数据数字化标定、校准功能及总线

　　本系统采用CAN现场总线总线。CA N总线总线最大不同是它具有总线仲裁功能，总线上的任意节点都可以每时每刻主动发送信息目_能够有很大成效避免多下位机同时上传时数据造成的冲突。一般CAN总线使用较短的帧结构，每帧传输占总线时问较短，最大传输速度可达1 M bit/ s。另外，当CAN总线上的某个节点出现严重错误时，能自动关闭输出，使总线上的其它节点及通信不受影响，从而大幅度的提升了系统的可靠性。

　　CAN总线是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信距离可达10 km,性能远远优于RS485总线。它通常由CAN总线控制器和CAN总线个部分构成。

　　的CAN- bus接口电路，采用全灌封工艺，有着非常强的抗干扰的能力，大幅度的提升了系统在恶劣环境中使

　　用的可靠性，其基本功能是实现了UART一CAN之问的透明转换，用户不必进一步探索CAN- bu、的

　　从图4可看出，CSM 100只需串口就可与CPU通信，ADuC836只要正常操作串口就可以完成

　　由于ADuC836指令与8051兼容，故可通过8051单片机的软件资源开发该压力变送器的软件程序;充分的利用ADuC836提供的内部校准和系统校准功能，定时进行内部零位和满量程校准，解决了除传感器之外的漂移误差。

　　同一个压力源，通过CAN总线与PC机相连，通过上位机软件可实现多只变送器同时标定校准。上位机同时记录标准压力值和被校表对应的电压值，经过温度补偿后，再通过CA N总线将标定分

　　本文设计的基于CAN总线传输的数字压力变送器具有精度高、体积小集成度高、可靠性高、智能化、成本低等特点并具有在线标定校准和温度补偿功能，可用于不同的工业场合。