图 4.10 CAN收发接口电路
1. CAN接口与控制器的连接。SJA1000的AD0～AD7作为地址数据复用线 接在控制器的IO端口上，控制器控制ALE信号来表明AD0～AD7是作为地址线还是作为数据线。当AD0～AD7作为数据线时，控制器通过RD和WR信号来表明是读数据或者写数据的操作。
2. CAN接口与总线的连接。CAN收发器82C250的CANH、CANHL直接连接到 CAN总线的CANH、CANL数据线。
4.4 CAN节点电路
本系统的 CAN 节点分为两类：采集信号的采集节点和发出控制信号的执行节点。采集节点与控制节点都包含MSP430控制器和CAN收发模块，而采集节点还包括传感器模块，控制节点则包括执行机构。 4.4.1 MSP430单片机控制器
MSP430系列单片机是由TI公司开发的功能强大的16位低功耗微型控制器，
抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠的工作，同时该系列单片机将大量外围设备整合到片内，非常适合嵌入式智能仪器仪表和检测模块开发，同时MSP430有丰富的不同类型器件可供选择，给设计者带来了很大的灵活性，本设计采用的是该系列中的MSPF149A单机。
MSPF149A单片机有60K的片内FLASH和1KB的片内RAM，并带有6个8位输入输出可配置且带中断的IO口和12位的高速多通道积分型模数转换电路。其最小系统电路如下：
RD4.4.2.1 温度采集
4.4.2 信号采集节点
、WR、ALE信号。
（5）可选择寄生工作方式。
（2）先进的单总线数据通信。
（1）全数字温度转换及输出。
（7）内置EEPROM，限温报警功能。
（9）多样封装形式，适应不同硬件系统。
图 4.11 MSP430最小系统电路
（3）最高12位分辨率，精度可达0.5摄氏度。
（4）12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。
（6）检测温度范围为–55°C ~+125°C (–67°F ~+257°F)
本系统需要四个温度采集节点，分别采样车内外温度，蒸发器表面温度
相关的小产品的不二选择。DS18B20的主要特征如下：
（8） 64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。
力更强。其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。18B20共有
单片机的P0口接CAN收发模块控制器SJA1000的AD0～AD7,用于和CAN
类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS（达拉斯）公司生产的
精度高，与单片机的线路连接简单，附加功能强，使得DS18B20成为开发温度
DS18B20温度传感器当仁不让。超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，
DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰
和发动机水温。温度的正确测量对本系统的正确运行至关重要，它的精度直接决
通信的IO端口，P2.1、P2.2、P2.3、P2.4分别接CAN收发控制器SJA1000的CS、
定了整个系统的控制精度，因此要求选取高精度的温度传感器。温度传感器的种
三种形态的存储器资源，它们分别是：ROM 只读存储器，用于存放DS18B20ID编码，其前8位是单线系列编码（DS18B20的编码是19H），后面48位是芯片唯一的序列号，最后8位是以上56的位的CRC码（冗余校验）。数据在出产时设置不由用户更改。DS18B20共64位ROM。RAM 数据暂存器，用于内部计算和数据存取，数据在掉电后丢失，DS18B20共9个字节RAM，每个字节为8位。第1、2个字节是温度转换后的数据值信息，第3、4个字节是用户EEPROM（常用于温度报警值储存）的镜像。在上电复位时其值将被刷新。第5个字节则是用户第3个EEPROM的镜像。第6、7、8个字节为计数寄存器，是为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的，同样也是内部温度转换、计算的暂存单元。第9个字节为前8个字节的CRC码。EEPROM 非易失性记忆体，用于存放长期需要保存的数据，上下限温度报警值和校验数据，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在镜像，以方便用户操作。控制器对18B20操作流程如下： 1， 复位：首先我们必须对DS18B20芯片进行复位，复位就是由控制器（单片机）给DS18B20单总线至少480uS的低电平信号。当18B20接到此复位信号后则会在15~60uS后向MSP430单片机回发一个芯片的存在脉冲。
2， 存在脉冲：在复位电平结束之后，控制器应该将数据单总线拉高，以便于在15~60uS后接收存在脉冲，存在脉冲为一个60~240uS的低电平信号。至此，通信双方已经达成了基本的协议，接下来将会是控制器与18B20间的数据通信。如果复位低电平的时间不足或是单总线的电路断路都不会接到存在脉冲，在设计时要注意意外情况的处理。
3， 控制器发送ROM指令：双方打完了招呼之后最要将进行交流了，ROM指令共有5条，每一个工作周期只能发一条，ROM指令分别是读ROM数据、指定匹配芯片、跳跃ROM、芯片搜索、报警芯片搜索。ROM指令为8位长度，功能是对片内的64位光刻ROM进行操作。其主要目的是为了分辨一条总线上挂接的多个器件并作处理。诚然，单总线上可以同时挂接多个器件，并通过每个器件上所独有的ID号来区别，一般只挂接单个18B20芯片时可以跳过ROM指令（注意：此处指的跳过ROM指令并非不发送ROM指令，而是用特有的一条“跳过指令”）。
4， 控制器发送存储器操作指令：在ROM指令发送给18B20之后，紧接着（不间断）就是发送存储器操作指令了。操作指令同样为8位，共6条，存储器操作指令分别是写RAM数据、读RAM数据、将RAM数据复制到EEPROM、温度转换、将EEPROM中的报警值复制到RAM、工作方式切换。存储器操作指令的功能是命令18B20作什么样的工作，是芯片控制的关键。
5， 执行或数据读写：一个存储器操作指令结束后则将进行指令执行或数据的读写，这个操作要视存储器操作指令而定。如执行温度转换指令则控制器（单
片机）必须等待18B20执行其指令，一般转换时间为500uS。如执行数据读写指令则需要严格遵循18B20的读写时序来操作。若要读出当前的温度数据我们需要执行两次工作周期，第一个周期为复位、跳过ROM指令、执行温度转换存储器操作指令、等待500uS温度转换时间。紧接着执行第二个周期为复位、跳过ROM指令、执行读RAM的存储器操作指令、读数据（最多为9个字节，中途可停止，只读简单温度值则读前2个字节即可）。
DS18B20只需要接到控制器（单片机）的一个I/O口上，由于单总线为开漏所以需要外接一个4.7K的上拉电阻，它的运行依靠接受控制器的指令，指令表如下：
表 4.3 DS18B20的ROM指令
指令名称 Read ROM Match ROM Skip ROM Search ROM Alarm Search Write Scratchpad Read Scratchpad Copy Scratchpad Convert T Recall EEPROM Read Power Supply 指令含义 值 33H 55H CCH F0H ECH 4EH BEH 48H 44H B8H B4H 读DS18B20的64位ROM值，在只挂一个DS18B20时使用 当多个DS18B20挂接在同一总线用于寻址芯片 使芯片不对ROM编码做出反应 搜索总线上挂接的所有DS18B20 搜索高于最高温度或低于最低温度的芯片 向芯片RAM中写数据 从芯片RAM中读数据 将RAM数据复制到EEPROM中 使芯片将进行一次温度转换 将EEPROM中的报警值复制到RAM 读芯片的电源状态字
由于采用的是单总线的方式通讯，DS18B20与单片机的连接非常简单，具体电路图如图4-10所示：
图 4.12 温度采集电路
4.4.2.1 太阳辐射强度采集
太阳辐射强度的测量是利用光敏元件在不同光照强度下，输出电信号也相应不同。太阳辐射传感器包括光敏电阻、光敏二极管或者光敏三极管等类型。光敏电阻的原理是其受到光照后阻值会变小，光敏二极管和三极管的原理是基于硅PN结光照后产生的光电效应，当光敏二极管工作于反向偏压下，其光谱响应特性主要受半导体材料中所掺的杂质的影响，使用光敏三极管时，通常其基极开路，基极-集电极产生的光感生电流直接注入基极，由于光敏三极管也是三极管中的一种，因而自身具有放大作用，因此光敏三极管与光敏二极管相比其灵敏度明显要大得多。因此本设计采用光敏三极管 3DU55 作为光照强度传感器，其工作电压为 1~5V，体积小且灵敏度高。因为光敏三极管产生的光电压值比较小，在送入单片机的AD接口前需要经过放大电路的放大，具体电路如图 4-11 所示。