在对电子点火模块的测试中，为了模拟电子点火系统的真实工况，电子点火模块往往被置于高于常温的环境下进行电子点火实验，以获得最接近真实汽车运行工况的点火参数数据。由于电子点火模块自身的发热，其核心元件的温度成为影响电子模块性能的重要因素；另外，还要考虑环境温度是否达到模拟真实工况的要求等。

　　本文介绍了一种应用lm35温度传感器和picmicro的温度检测节点的设计方案，用于检测在模拟汽车电子点火的过程中，电子点火模块的核心模块温度和环境温度，将阐明模块结构、工作原理及采样值量化的方法。

　　节点原理与结构

　　该温度检测节点由传感器电路、信号调理电路、单片机应用系统、can总线接口等构成。电路基本工作原理是：传感器电路将感应到的温度信号以电压的形式输出到信号调理电路，信号经过调理后输入到a/d采样电路，由adc将数字量值送给单片机系统。单片机系统将监控实时温度，当温度超过警戒值和危险值时，单片机将主动发送警告信息到上位机，提醒操作人员检查。

　　传感器电路采用温度传感器lm35，供电电压为15v直流，工作电流为120ma ，功耗极低，在全温度范围工作时，电流变化很小，电压输出采用差动信号方式，由2、3引脚直接输出。lm35输出信号经过一个由rc组成的lp滤波器，滤除高频的噪声干扰。

本节点的核心mcu是pic16f87x，是microchip公司推出的低功耗8位单片机。pic16f87x拥有精简指令集，执行速度为200ns。can 控制器采用microchip公司的mcp2510，总线驱动器采用pca82c250，总线隔离电路采用光耦6n317，信号调理电路采用lf412。

　　信号调理电路主要完成对传感器信号放大和限幅的功能，将传感器电路输出的变化范围为2v左右的直流电压，调理为符合picmicro的ad接口的电压范围，既不能超过ad采样的量程，又要有相当的信号精度。单片机通过a/d采样通道采集传感器的温度数据，并计算温度范围。

外围设备电路为pic16f87x最小系统运行所需要的必要外设。pic16f87x通过spi总线与mcp2510进行数据交换，完成can总线数据包的发送和接收。

　　其中，sck为spi总线时钟，pic16f87x模块的spi接口接mcp2510的si、so、sck，ra4与ra1分别控制mcp2510的芯片复位和片选。int接受mcp2510的中断请求。

　　系统软件设计

　　1系统软件流程

　　为了避免因干扰而产生误动作，软件采取了一些冗余和容错处理，在a/d模块处理采样数据时，采用了软件滤波措施，以滤除电路中可能会出现的尖峰干扰。

　　方法为连续采样五次，通过比较判断，去掉其中的最大值和最小值, 其余三次的值求和后取平均值，把平均值作为cpu用来划分温度范围的有效数据。数据包的解析和封装都遵循can的应用层协议，主程序流程如图4所示。

　　当cpu检测到温度出现异常，会根据温度异常范围向上位机发出温度异常警报，这是该节点cpu唯一主动向上位机发出的数据帧。该节点的温度相关数据存放在缓冲区，在没有收到上位机数据请求的时候，该缓冲区的数据会不断的被新的数据刷新，以保证该节点数据的实时性。

　　2 采样值的量化方法

　　采样值的准确量化是温控电路正常工作的关键，这里采用以下换算办法来进行量化。设经过信号调理后的电压为ui，则-10v<ui<10v，已知-10v对应的温度是-55℃，10v对应的温度为125℃，易求得比例因数kt = 0.111v/℃。温度为0℃时，δt= 55℃（相当于-55℃时的变化量）。

　　ui=-10v+δt·kt=-10v+55℃×0.111v/℃=-3.895v。

　　ui转换为数字量后，每个数字量对应电压值为19.531mv，用ks表示。可以求得数字量变化和温度变化之间的对应关系：kt/ks =（0.111v/℃）/（19.531mv/数字量）=5.683数字量/℃。

其他温度对应的数字量也可以通过以上方法算出。

　　3 spi接口通信

pic16f87x通过spi接口和mcp2510进行数据交换。

mcp2510 设计可与许多微控制器的串行外设接口（spi）直接相连。外部数据和命令通过si引脚传送到器件中，而数据在sck时钟信号的上升沿传送进去。

mcp2510在sck下降沿通过so 引脚发送表1列出了所有操作的指令字节。

　　以pic16f87x向mcp2510发送读指令为例，来说明spi接口通信过程。

在读操作开始时，cs 引脚将被置为低电平。随后读指令和8位地址码(a7～a0)将被依次送入mcp2510。在接收到读指令和地址码之后，mcp2510指定地址寄存器中的数据将被移出通过so引脚进行发送。每一数据字节移出后，器件内部的地址指针将自动加一以指向下一地址。因此可以对下一个连续地址寄存器进行读操作。通过该方法可以顺序读取任意一个连续地址寄存器中的数据。通过拉高 cs 引脚电平可以结束读操作。

结束语

基于lm35开发的温控节点工作稳定性强、可靠性高、且具有体积小、灵敏度高、响应时间短、抗干扰能力强等特点。该节点成本低廉，器