【正文】 等。 H2 的傳輸速率為 1Mbit/s 和，其通訊距離分別為 750m和 500m。 Profibus系列由 ProfibusDP、 ProfibusFMS 和 ProfibusPA 等 3 個(gè)兼容部分組成。 DP 型適合于加工自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用 ； FMS 適用于紡織、樓宇自動(dòng)化、可編程控制器、低壓開關(guān)等一般 制造業(yè)自動(dòng)化； PA 型則是用于過程自動(dòng)化的總 線類型。 LonWorks 通信速率為 78K bit/s～ bit/s，支持多種物理介質(zhì)，有雙絞線、光纖、同軸電纜、電力線載波及無線通信等；并支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ，組網(wǎng)靈活。 CAN 現(xiàn)場(chǎng)總線具有以下特點(diǎn) ： 首先， CAN 總線協(xié)議廢除了傳 統(tǒng)的站地址編碼，采用了對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼的方式，這種方法可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制，但在 實(shí)際應(yīng)用中 ， 節(jié)點(diǎn)數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制 。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn) 同時(shí)向總線發(fā)信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)退出發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)較高的節(jié)點(diǎn)不受影響，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間。同時(shí)， 8 個(gè)字節(jié)不會(huì)占用總線時(shí)間過長(zhǎng)，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 第二章 總體 方案 闡述 系統(tǒng)總體 框架設(shè)計(jì) 基于 CAN 總線的信息監(jiān)控系統(tǒng)的 總體設(shè)計(jì)從結(jié)構(gòu)上分為三個(gè)部分：企業(yè)級(jí)信息站、工程師站、智能節(jié)點(diǎn)部分 。 CAN 總線網(wǎng)絡(luò)采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，兩節(jié)點(diǎn)和監(jiān)控 PC 機(jī)分別通過 CAN 接口模塊連接到 CAN 總線網(wǎng)絡(luò)上，采用雙絞線通信，雙絞線的兩頭各接一個(gè) 120Ω的 匹配電阻避免信號(hào)反射。 CANRS232 信號(hào)轉(zhuǎn)接卡的軟件采用 C51 編寫，它主要是完成 CAN 到串行口數(shù)據(jù)格式的雙向轉(zhuǎn)換，并完成數(shù)據(jù)收發(fā)的功能。 通信 轉(zhuǎn)接卡 接口 如圖 所示： 上位機(jī)串 行 接 口 C A N 接 口單片機(jī)C A N總 線 圖 硬件接口框圖 轉(zhuǎn)接卡中的 微處理器 對(duì) 接收的串口數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后提取出數(shù)據(jù)字節(jié) ，通過增加幀 信息、幀類型、字節(jié)長(zhǎng)度和標(biāo)識(shí)符等生成 CAN 報(bào)文格式，然后由 CAN 控制器的發(fā)送緩沖區(qū)發(fā)送出去；在 CAN 中斷程序中，微處理器對(duì)接收的有效 CAN 報(bào)文進(jìn)行解析，提取出字節(jié)長(zhǎng)度和字節(jié)內(nèi)容，通過增加數(shù)據(jù)頭、數(shù)據(jù)尾和校驗(yàn)轉(zhuǎn)換為 RS232 通信格式，完成數(shù)據(jù)傳輸。 ② ．具有 PCA82C200 模式（即默認(rèn)的 BasicCAN 模式）。 ⑥ ．位速率可達(dá) 1Mbits/s。 圖 SJA1000 芯片引腳圖 CAN 總線收發(fā)器 PCA82C251 PCA82C251 是 CAN 控制器和物理總線之間的接口。在節(jié)點(diǎn)溫度大約超過 160℃時(shí)，兩個(gè)發(fā)送器輸出端的極限電 流將減少。 PCA82C251采用雙線差分驅(qū)動(dòng)，也有助于抑制汽車等惡劣電氣環(huán)境下的瞬變干擾。 ④ ． 斜率控制，降低射頻干擾（ RFI）。 ⑧ ． 低電流待機(jī)模式。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分： 第一部分是電荷泵電路。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 第三部分是供電。 文中 采 用 不具備 CAN 通信 能力的 AT89S52 單片機(jī)作為微處理器，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單、實(shí)用的通信轉(zhuǎn)換模塊。 CAN 接口 硬件電路如圖 所示 ： A D 023A D 124A D 225A D 326A D 427A D 528A D 61A D 72C L K O U T7R S T17RD5WR6A L E3I N T16V D D 122V D D 218V D D 312M O D E11V S S 18V S S 221V S S 31514T X 013R X 120R X 019CS4X T A L 19X T A L 210S J A 1000U2S J A 1000RDWRI N T 0V C CR X DT X DI N T 0Y112MC130P FC230P FC322u FV C CC4100 nFC515P FC615p FY26MT X D1G N D2V C C3R X D4Rs8C A N H7C A N L6V R E F5P C A 82C 251P C A 82C 251R147KC 12100 nFR4 5R5512J1 C A NR35KR23KR 16390R 15390E A / V P P31X T A L 119X T A L 218R S T / V P D9P 3. 7/ R D17P 3. 6/ W R16P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 5/ T 115P 1. 0/ T1P 1. 1/ T2P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 0. 039P 0. 138P 0. 237P 0. 336P 0. 435P 0. 534P 0. 633P 0. 732P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E / P R O G30P 3. 1/ T X D11P 3. 0/ R X D10V c c40G n d20A T 8 9 S 5 XU1A T 89S 5XV C CWRRDR S TR S TV C CC 1722u FR 2010KS1S W I T C HV C CV C CCHCLCHCL 圖 CAN 接口 硬件電路圖 從圖 ， 微處理器 AT89S5 獨(dú)立的 CAN通信控制器 SJA1000、 CAN總線收發(fā)器 PCA82C 在實(shí)際 工業(yè)控制中，為了增強(qiáng) CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力， SJA1000的 TX0和 RX0并不是直接與 PCA82C251的 TXD和 RXD相連，而是通過高速光耦 6N137后與 PCA82C251相連，這樣就很好的實(shí)現(xiàn)了總線上各 CAN節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 系統(tǒng)中 CAN收發(fā)器 PCA82C251的 Rs腳上接一個(gè) 47KΩ的電阻，使 PCA82C251工作在斜率控制模式。由于通 信 設(shè)備廠商都生產(chǎn)與 RS232C 制式兼容的通信設(shè)備 。 9 芯 D 型插座引腳分布如圖 所示，各引腳含義如下。 DTR：數(shù)據(jù)終端就緒信號(hào)，輸出。 DCD：載波檢測(cè)。MAX232 芯片可完成 TTL， EIA 之間的 雙向電平轉(zhuǎn)換 。如圖 所示，本設(shè)計(jì)中 PC 機(jī)串行口的 TXD（引腳 3）， RXD（引腳 2）分別接 MAX232的 R2IN（引腳 8）， T2OUT（引腳 7）；單片機(jī)的 TXD（ ）， RXD（ ）分別接MAX232 的 T2IN（引腳 10）， R2OUT（引腳 9）。實(shí)際應(yīng)用中當(dāng)兩個(gè)串行通信設(shè)備之間的波特率誤差超過 %時(shí)，串行通信將無法正常進(jìn)行，而且通信速率越高， 波特率的允許誤差范圍就越小。由于本系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，沒有必要使用上述復(fù)雜的協(xié)議，這里在 CAN 協(xié)議規(guī)范基礎(chǔ)上開發(fā)了一種比較 簡(jiǎn)單的 CAN 應(yīng)用層協(xié) 議。 MAC 子層是 CAN 協(xié)議的核心，它把接收到的報(bào)文提供給 LLC 子層，并接收來自 LLC 子層的報(bào)文。 LLC 子層涉及報(bào)文濾波、過載通知、以及恢復(fù)管理。 SJA1000 芯片的 PeliCAN 模式中驗(yàn)收濾波方式已被擴(kuò)展： 4 個(gè) 8 位的驗(yàn)收代碼寄存器（ ACR0、 ACR ACR2 和 ACR3）和驗(yàn)收屏蔽寄存器（ AMR0、 AMRAMR2 和 AMR3）可以用多種方法過濾報(bào)文。對(duì)于不需要經(jīng)過驗(yàn)收濾波的報(bào)文位，驗(yàn)收屏蔽寄存器的相應(yīng)位必須置“ 1” ，表示這些位不受影響（即可為任意值）。至少有一個(gè)濾波器發(fā)出接受信號(hào)，接收的信息才有效。 RTR 位 置位或數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼是 0 時(shí)表示沒有數(shù)據(jù)字節(jié)存在，無論怎樣，只要從開始到 RTR 位的部分都被表示接收，信息就可以通過濾波器 1。A C R = 驗(yàn) 收 代 碼 寄 存 器A M R = 驗(yàn) 收 屏 蔽 寄 存 器D B X . Y = 數(shù) 據(jù) 字 節(jié) X 的 Y 位信 息 位驗(yàn) 收 代 碼 位驗(yàn) 收 屏 蔽 位L o g i c 1 = 接 受L o g i c 0 = 不 接 受? ?C A N 地 址 1 8 ； A C R 27 0123456A C R 37 456C A N 地 址 2 2 ； A M R 27 0123456A M R 37 456A C R 10123 A M R 10123= 1≥ 1amp。 表 上位機(jī) CAN 控制器 SJA1000 濾波器配置表 n 0 1 2 3 ACRn 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 AMRn 0000 0000 0000 1111 1000 0111 1111 1111 表 節(jié)點(diǎn) 一 CAN 控制器 SJA1000 濾波器配置表 n 0 1 2 3 ACRn 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 0000 AMRn 0000 0000 0000 1111 1000 0110 0001 1111 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 表 節(jié)點(diǎn) 二 CAN 控制器 SJA1000 濾波器配置表 n 0 1 2 3 ACRn 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 AMRn 0000 0000 0000 1111 1000 0110 0001 1111 本系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與控制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)信息已經(jīng)包含在標(biāo)示符中，但是數(shù)據(jù)的具體作用并沒有標(biāo)示。 BTR0 和 BTR1 位功能介紹如下： 表 BTR0 寄存器位功能如下表所示： CAN 系統(tǒng)時(shí)鐘 tSCL 的周期是可編程的 而且決定了相應(yīng)的位時(shí)序 CAN 系統(tǒng)時(shí)鐘由如下公式計(jì)算： tSCL=2 tCLK (32 +16 +8 +4 +2 ++1) 這里 tCLK =XTAL 的頻率周期 =1/fXTAL； 表 BTR1 寄存器位功能如下表所示： TSEG1 和 TSEG2 決定了每一位的時(shí)鐘數(shù) 目和采樣點(diǎn)的位置 ， tSYNCSEG=1 /tSCL ； tTSEG1=tSCL*（ 8* +4 *+2* ++1）； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） tTSEG2=tSCL *（ 4* +2 ++1）； CAN 總線 波特率的計(jì)算方法： CAN 波特率 = fosc /（ D*T）； —— 其中 D 為對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘的分頻，其值等于 BTR0 的低六位； T= 1+(TSEG1+1)+ (TSEG2+1)。其實(shí)數(shù)據(jù)字節(jié)就是一個(gè)完整 CAN數(shù)據(jù)幀，因?yàn)?CAN 數(shù)據(jù)幀中已經(jīng)包含了數(shù)據(jù)字節(jié)的長(zhǎng)度信息，故沒有設(shè)置結(jié)束字節(jié)。 基于 AT89S52 的 CANRS232 通信 軟件設(shè)計(jì) 通過 SJA1000建立 CAN總線通訊，需要完成的工作有：一方面系統(tǒng)上電后，根據(jù)SJA1000的硬件和軟件連接設(shè)置主控制器。在由主控制器操內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 作期間，它可能會(huì)發(fā)送一個(gè)軟件復(fù)位請(qǐng)求， SJA1000會(huì)被重新配置（初始化）。 上電后 CAN控制器 SJA1000在管腳 17（ RST） 得到一個(gè)復(fù)位脈沖，低電平 使其 進(jìn)入復(fù)位模式。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） ② ． 時(shí)鐘分頻寄存器 ， 定義使用 BasicCAN模式還是 PeliCAN模式；是否使能 CLKOUT管腳；是否旁路 CAN輸入比較器； TX1輸出是否用作專門的接收中斷輸出。 ⑤ ．驗(yàn)收碼寄存器和驗(yàn)收屏蔽寄存器，定義接收?qǐng)?bào)文的驗(yàn)收碼，對(duì)報(bào)文和驗(yàn)收碼進(jìn)行比較的相關(guān)位定義驗(yàn)收屏蔽碼。在硬件復(fù)位等待期間（管腳 17是低電平），不能清除復(fù)位模式 /請(qǐng)求標(biāo)志，因?yàn)檫@將迫使復(fù)位模式請(qǐng)求標(biāo)志變成“復(fù)位存在”。主控制器必須將要發(fā)送的報(bào)文傳送到 發(fā)送緩沖器，然后將命令寄存器里的“發(fā)送請(qǐng)求”標(biāo)志置位。 。 報(bào)文發(fā)送流程如圖 ： 正 在 接 收 數(shù) 據(jù) ？發(fā) 送 緩 沖 區(qū) 被 鎖 定 ？ 填 充 標(biāo) 示 符 1 、 2