STM32和CAN總線在溫度監控系統中的應用

　　現代工業控制領域通常要測量很多信號，將其轉化為計算機可以識別的二進制信號，并利用計算機監視和記錄各種測量的信號。這個過程就要涉及到信號的采集和處理。CAN總線是一種串行多主總線，它卓越的特性、極高的可靠性和獨特的設計，特別適合工業過程監控設備的互連，因此，越來越受到工業界的重視，并已公認為最有前途的現場總線之一。本文介紹了基于STM32和CAN總線的溫度監控系統的設計，通過上位機與下位機的通信，實現對溫度數據的監控，并經初步實驗達到了設計的要求。

　　1 系統總體方案概述

　　系統總體框圖如圖1所示，本系統采用主站+從站的結構，CAN主站主要實現溫度數據的存儲以及CAN總線協議和串口協議之間的橋接，CAN 從站主要實現溫度的采集。CAN從站采集的溫度，經過CAN總線傳送到CAN主站，主站將各從站的溫度值傳送到系統上位機中。上位機對各點的數據進行實時曲線顯示并進行存儲，上位機可以設定報警值，當節點溫度超過設定值的時候，上位機發出報警聲。在沒有上位機的場合，主站將數據以文本文檔的形式存儲在主站的SD卡中。

圖1 系統總體框圖

　　2 系統硬件設計

　　2．1 CAN主站硬件設計

　　主站電路如圖2所示，主要有電源模塊、STM32模塊、CAN收發器模塊、RS232串口模塊和SD卡模塊。

　　其中STM32模塊由STM32F103RBT6和周邊時鐘、復位、調試等組成。電源模塊由外部輸入+5V電壓，經線性壓降AMS1117-3.3V后供 STM32使用。CAN收發器模塊采甩NXP的高速收發器TJA1040，TJA1040是PCA82C250的替代品，它完全符合ISO 11898標準，具有高速、低功耗、低電磁輻射的優點。RS232電平轉換芯片采用MAX3232，它具有低功耗、高數據速率以及增強型ESD保護等特性。采用專有的低壓差發送輸出級，+3.0 V至+5．5V供電時利用內部雙電荷泵保證RS-232性能。工作時，電荷泵僅需要四個100 nF的小電容。SD卡模塊采用四線制SPI總線與SD卡相連接。

　　2．2 CAN從站硬件設計

　　從站電路如圖3所示，主要有電源模塊、STM32模塊，CAN收發器模塊，PT100模塊和從站地址選擇模塊。