基于CAN總線的溫度檢測節點設計

在對電子點火模塊的測試中，為了模擬電子點火系統的真實工況，電子點火模塊往往被置于高于常溫的環境下進行電子點火實驗，以獲得最接近真實汽車運行工況的點火參數數據。由于電子點火模塊自身的發熱，其核心元件的溫度成為影響電子模塊性能的重要因素；另外，還要考慮環境溫度是否達到模擬真實工況的要求等。

本文介紹了一種應用LM35溫度傳感器和PICMicro的溫度檢測節點的設計方案，用于檢測在模擬汽車電子點火的過程中，電子點火模塊的核心模塊溫度和環境溫度，將闡明模塊結構、工作原理及采樣值量化的方法。

節點原理與結構

該溫度檢測節點由傳感器電路、信號調理電路、單片機應用系統、CAN總線接口等構成。電路基本工作原理是：傳感器電路將感應到的溫度信號以電壓的形式輸出到信號調理電路，信號經過調理后輸入到A/D采樣電路，由ADC將數字量值送給單片機系統。單片機系統將監控實時溫度，當溫度超過警戒值和危險值時，單片機將主動發送警告信息到上位機，提醒操作人員檢查。模塊邏輯結構如圖1所示。

圖1 溫度檢測節點邏輯結構

傳感器電路采用溫度傳感器LM35，供電電壓為15V直流，工作電流為120mA ，功耗極低，在全溫度范圍工作時，電流變化很小，電壓輸出采用差動信號方式，由2、3引腳直接輸出。LM35輸出信號經過一個由RC組成的LP濾波器，濾除高頻的噪聲干擾。

本節點的核心MCU是PIC16F87x，是Microchip公司推出的低功耗8位單片機。PIC16F87x擁有精簡指令集，執行速度為200ns。CAN 控制器采用Microchip公司的MCP2510，總線驅動器采用PCA82C250，總線隔離電路采用光耦6N317，信號調理電路采用LF412。溫度監測模塊的硬件結構如圖2所示。

圖2 溫度監測模塊硬件結構

信號調理電路主要完成對傳感器信號放大和限幅的功能，將傳感器電路輸出的變化范圍為2V左右的直流電壓，調理為符合PICMicro的AD接口的電壓范圍，既不能超過AD采樣的量程，又要有相當的信號精度。單片機通過A/D采樣通道采集傳感器的溫度數據，并計算溫度范圍。