can總線節(jié)點設(shè)計-wenkub
2023-05-01 12:28:25 本頁面
【正文】 數(shù)據(jù)時，SJA1000的TX0腳輸出位序列。本文結(jié)合作者工作中的體會，首先介紹了CAN協(xié)議的有關(guān)內(nèi)容，接著,以SJA1000為例介紹如何建立簡單的通信，并給出了它的軟硬件設(shè)計，最后，探討了應(yīng)用中對CAN控制器進(jìn)行初始化的一些問題。（5）、CAN用戶可以定義自己的CAN語言，即子層數(shù)據(jù)協(xié)議，然而這個協(xié)議需遵守ISO/OSI參考模型的第7層（應(yīng)用層）標(biāo)準(zhǔn)。解決了許多傳統(tǒng)總線的從節(jié)點無法主動向其他節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的難題，給用戶的系統(tǒng)設(shè)計提供了極大的靈活性。CAN總線是德國BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測量儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。近年來，國際上形成了多種成熟的現(xiàn)場總線，較為著名的有過程現(xiàn)場總線PROFIBUS(Process Fieldbus)、基金會現(xiàn)場總線FF(Foundation Fieldbus)、控制器局域網(wǎng)現(xiàn)場總線CANbus(Control Area Network)、可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路(HART)和局部操作網(wǎng)絡(luò)(LONWORKS)。從資料分析和應(yīng)用實踐來看，F(xiàn)F、LONWORKS或HART與國內(nèi)的技術(shù)狀況和承受能力有一定距離。他是一種多主總線，通信介質(zhì)可以使雙絞線、同軸電纜和光導(dǎo)纖維。（2）、CAN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點可分優(yōu)先權(quán)滿足不同要求。當(dāng)然，用戶也可以使用標(biāo)準(zhǔn)的CAN子層數(shù)據(jù)協(xié)議，如工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議AllenBradley’s DEVICE net ，直接利用它們進(jìn)行方案開發(fā)，通過這些數(shù)據(jù)協(xié)議，建立了應(yīng)用層與物理層之間的聯(lián)系。CAN協(xié)議（1）、CAN報文格式CAN系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)在節(jié)點間發(fā)送和接收以4種不同類型的幀（數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯幀、超載幀）出現(xiàn)。用邏輯分析儀捕捉了一個數(shù)據(jù)幀，它由7種位場構(gòu)成:幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、校驗場、應(yīng)答場和幀結(jié)束。總線通過這12位進(jìn)行總線仲裁，數(shù)越小，優(yōu)先權(quán)越高。⑥應(yīng)答場（ACKFIELD），包含應(yīng)答間隙和應(yīng)答界定符各1位，應(yīng)答間隙為隱性位。遠(yuǎn)程幀用于請求與其有相同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀，它與數(shù)據(jù)幀的區(qū)別在于RTR位、數(shù)據(jù)場。當(dāng)兩個寄存器的值都小于126時，節(jié)點處于錯誤主動狀態(tài)，此時節(jié)點遇到錯誤發(fā)送主動錯誤幀；當(dāng)其中一個錯誤寄存器的值大于126時，節(jié)點處于錯誤被動狀態(tài),此時節(jié)點遇到錯誤發(fā)送被動錯誤幀；當(dāng)發(fā)送寄存器的值大于255時，節(jié)點處于BUSOFF狀態(tài),此時節(jié)點對總線無影響。這樣來完成總線仲裁。故總線上的錯誤幀是由所有CAN節(jié)點發(fā)送的錯誤幀疊加而成。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS將分散在各個工業(yè)現(xiàn)場的智能儀表通過數(shù)字現(xiàn)場總線連為一體，并與控制室中的控制器和監(jiān)視器一起就構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS（Fieldbus Control System）。從而體現(xiàn)了“控制分散，危險分散”的設(shè)計思想。二、現(xiàn)場總線智能節(jié)點總體方案設(shè)計 上位機(jī)CAN接口 CANbus智能節(jié)點智能節(jié)點CAN接口CAN接口智能節(jié)點既有CPU、內(nèi)存、接口和通信等數(shù)字信號處理，還有非電量信號監(jiān)測變換和放大的模擬信號處理。溫度傳感器(如熱電耦)感知被測對象溫度，溫度信號在儀表中經(jīng)過處理變成電信號，電信號再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器將其變?yōu)閿?shù)字量，然后送入CPU中進(jìn)行后續(xù)處理。上位機(jī)種不僅顯示故障類限，還顯示故障原因和故障處理意見的詳細(xì)信息。若輸入電壓和該電壓對應(yīng)的溫度值不吻合，就要自動調(diào)整儀表有關(guān)系數(shù)，直至二者一致。程序開始運行后，被控量的偏差較大，此時將采用增量型PID控制算法根據(jù)被測量偏差e，偏差變化量△e在實時響應(yīng)曲線中所處的不同階段自動調(diào)節(jié)比例，積分，微分系數(shù)，實現(xiàn)系數(shù)的自尋優(yōu)，使被控量盡快回到設(shè)定值附近；然后，當(dāng)偏差處于某一預(yù)定范圍時，將采用模糊控制算法減少控制量對被控量微小變化產(chǎn)生過于靈敏的動作，防止被控量在設(shè)定值附近產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，實現(xiàn)PID控制算法和模糊控制算法的理想結(jié)合。采用CMOS工藝，其功耗小。電源方案采用體積小、重量輕的ACDC模塊，交流輸入范圍105~265V，輸出兩組電源，分別為Vcc、GND(+5V/250mA)和+5V、GND(+5V/150mA)，較簡單地完成了電源方案設(shè)計。SJA1000:獨立式CAN控制器，具有64字節(jié)的FIFO作為接收緩存。其RS引腳用于選擇82C250的工作模式:高速、斜率控制、等待。CPU需通過切換RS引腳上的電平來重置82C250工作模式。忽略掉它們，會使數(shù)據(jù)通信的抗干擾性和可靠性大大降低，甚至無法通信。實驗數(shù)據(jù)表明，15K～200K為RS較理想的取值范圍。（4）在系統(tǒng)中，SJA1000的片選信號一般由地址總線經(jīng)譯碼獲得，并由此決定出CAN控制器各寄存器的地址。美國Dallas公司推出的串行接口實時時鐘芯片DS1302可對時鐘芯片備份電池進(jìn)行涓流充電。時鐘可由用戶決定是以24小時制式或12小時制式工作。 鑒于篇幅，下面僅給出下位機(jī)主程序和時間中斷子程序框圖（圖圖4） 入 口 開 始啟動A/D轉(zhuǎn)換 自 檢轉(zhuǎn)換完成？8255初始化 NSJA1000初始化
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