【正文】 /////////////////// //高 4地址 :0110 define RXB0CTRL 0x60 define RXB0SIDH 0x61 define RXB0SIDL 0x62 define RXB0EID8 0x63 define RXB0EID0 0x64 define RXB0DLC 0x65 define RXB0D0 0x66 define RXB0D1 0x67 define RXB0D2 0x68 define RXB0D3 0x69 define RXB0D4 0x6a define RXB0D5 0x6b define RXB0D6 0x6c define RXB0D7 0x6d //////////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////// //高 4地址 :0111 define RXB1CTRL 0x70 define RXB1SIDH 0x71 define RXB1SIDL 0x72 define RXB1EID8 0x73 define RXB1EID0 0x74 XXX 大學(xué) XXX 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 define RXB1DLC 0x75 define RXB1D0 0x76 define RXB1D1 0x77 define RXB1D2 0x78 define RXB1D3 0x79 define RXB1D4 0x7a define RXB1D5 0x7b define RXB1D6 0x7c define RXB1D7 0x7d //////////////////////////////////////////////////////////////// //**************************************************************/ ////////////////////////////////////////////////////////////////// //SPI 指令集 define CMD_RESET 0xC0 define CMD_READ 0x03 define CMD_RD_RXBUF 0x90 define CMD_WRITE 0x02 define CMD_WR_TXBUF 0x40 define CMD_RTS 0x80 define CMD_RD_STATUS 0xa0 define CMD_RX_STATUS 0xb0 define CMD_BIT_M 0x05 ////////////////////////////////// //SPI 控制寄存器 SPCTL XXX 大學(xué) XXX 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 define SPI_CLK_4 0x0 define SPI_CLK_16 0x01 define SPI_CLK_64 0x02 define SPI_CLK_128 0x03 define SPI_CPHA 0x04 define SPI_CPOL 0x08 define SPI_MSTR 0x10 define SPI_DORD 0x20 define SPI_SPEN 0x40 define SPI_SSIG 0x80 /////////////////////////////////// //SPI 狀態(tài)寄存器 SPSTAT define SPI_SPIF 0x80 define SPI_WCOL 0x40 /////////////////////////////////// sbit SS=P1^4。 sbit LAMP=P2^6。 汪 老師開闊的視野，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和真誠(chéng)謙遜的為人，使我在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中受益匪淺。 圖 5 實(shí)驗(yàn)用電路板 七、總結(jié) 由基于 CAN 總線的智能節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)采集卡中的實(shí)際運(yùn)用表明 , 在實(shí)驗(yàn)室條件下數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá) 1M / s, 誤碼率低 , 當(dāng)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí) , 可自動(dòng)脫離 總線而整個(gè)系統(tǒng)不受影響。 BTR0、 BTR1 寄存器的內(nèi)容可唯一地確定系統(tǒng)的通信波特率和同步跳轉(zhuǎn)寬度 , 所以整個(gè)系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn) , 這兩個(gè)寄存器的內(nèi)容必須相同 (包括上位機(jī) ) , 否則將無(wú)法進(jìn)行通信。 請(qǐng)求標(biāo)志來(lái)檢查 SJA 1000 是否已達(dá)到復(fù)位模式。如果對(duì)通信的實(shí)時(shí)性要求不是很強(qiáng)，建議采用查詢接收方式。如下文程序所示，發(fā)送程序分發(fā)送遠(yuǎn)程幀和數(shù)據(jù)幀兩種：遠(yuǎn)程幀無(wú)數(shù)據(jù)場(chǎng)。程序中寄存器符號(hào)表示的是 SJA1000 相應(yīng)寄存器占用的片外存貯器地址 這些符號(hào)可在程序的頭部用偽指令 EQU 進(jìn)行定義。 （一） 初始化子程序 SJA1000 的初始化只有在復(fù)位模式下才可以進(jìn)行。 五、軟件設(shè)計(jì) CAN 總線節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要包括三大部分： CAN 節(jié)點(diǎn)初始化、報(bào)文發(fā)送和報(bào)文接收。 1040 (與 PCA 82C250 兼容 ) 的 “ SPL IT”引腳 (代替 82C250“ V ref”引腳 ) , 對(duì)總線 DC 穩(wěn)壓很有效 [ 4 ]。 SJA 1000 的中斷輸出信號(hào) (/N T) 接至單片機(jī)的中斷引腳 IN T0, 通過(guò)中斷方式實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 CAN 控制器的通信。 TJA1040 為高性能、高速 CAN 收發(fā)器 , 使用它可增大通信距離 , 提高系統(tǒng)瞬間抗干擾能力 , 改良系統(tǒng)的抗電磁干擾及電磁輻射性能 , 保護(hù)總線 , 降低射頻干擾 , 實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)等。 CAN 節(jié)點(diǎn)原理圖如圖 4所示。 下面以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集 節(jié)點(diǎn)為例來(lái)說(shuō)明單個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)思想。 處理后的數(shù)據(jù)再送回CAN 總線 , 經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊或其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制操作。 CAN 總線符合 ISO11898 標(biāo)準(zhǔn) , 最多可掛接 110個(gè)節(jié)點(diǎn) , 采用 CAN 總線特有的多主傳送方式 , 各采集控制器根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要 , 當(dāng)有數(shù)據(jù)時(shí)可自主發(fā)送 , 無(wú)需主機(jī)不停地輪巡 , 節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量 , 提高了傳輸效率。 三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊組成 , 其中數(shù)據(jù)傳輸通過(guò) CAN (Controller Area Network) 總線來(lái)實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送計(jì)數(shù)器或接收計(jì)數(shù)器的值超過(guò) 127 時(shí) ,則監(jiān)控器要求置相應(yīng)節(jié)點(diǎn)為“錯(cuò)誤一認(rèn)可”狀態(tài) ,送出一個(gè)激活標(biāo)志。 錯(cuò)誤檢測(cè)： 在 CAN 中存在 5 類不同的錯(cuò)誤位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)誤、 CRC 錯(cuò)誤、形式錯(cuò)誤、應(yīng)答錯(cuò)誤、 在網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn) ,根據(jù)其錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的數(shù)值 ,可能處于下列 3種狀態(tài)之一： “錯(cuò)誤一激活”節(jié)點(diǎn)： 一個(gè)“錯(cuò)誤一激活”節(jié)點(diǎn)可以正常參與總線通信 ,并在檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí) ,發(fā)出一個(gè)激活錯(cuò)誤標(biāo)志。 總線訪問和仲裁： 當(dāng)檢測(cè)到間歇場(chǎng)未被 “顯性”位中斷后 ,認(rèn)為總線被所有節(jié)點(diǎn)釋放。 發(fā)送時(shí)從其 SOF 場(chǎng)開始逐個(gè)位場(chǎng)發(fā)送。第一個(gè)場(chǎng)由來(lái)自不同節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤標(biāo)志疊加給出 ,后隨的第二個(gè)場(chǎng)為錯(cuò)誤定界符 超載幀：包括兩個(gè)位場(chǎng)、超載標(biāo)志和超載界定符。 傳送層的功能范圍包括： 幀組織、總線仲裁、檢錯(cuò)、錯(cuò)誤報(bào)告、錯(cuò)誤處理。 ? 暫時(shí)錯(cuò)誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判別以及故障節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)脫離 CAN 總線。 ? 配置靈活 。 CAN 總線具有下列主要特性 : ? 多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行總線訪問 。 它是德國(guó) Bosch 公司在 1986 年為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控 制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通訊總線。現(xiàn)場(chǎng)總線順 應(yīng)這一形式發(fā)展 , 已成為當(dāng)前工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域中一個(gè)新熱點(diǎn) , 被廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、智能家居、交通工具、環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域。 重點(diǎn)闡述了 CAN 總線智能節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與注意事項(xiàng)。 試驗(yàn)表明 , CAN 總線的多主結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)改型靈活 , 數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定 , 可靠性好 , 數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá) 1Mbit/s, 能滿足現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)性要 求。 用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理 , 加入高級(jí)算法即可實(shí)現(xiàn)智能控制 , 因而減輕了上位機(jī)的負(fù)擔(dān)。 CAN 總線與其它通信網(wǎng)的不同之處有二 :一是報(bào)文傳送中不包含目標(biāo)地址 ,它是以全網(wǎng)廣播為基礎(chǔ) ,各接收站根據(jù)報(bào)文中反映數(shù)據(jù)性質(zhì)的標(biāo)識(shí)符過(guò)濾報(bào)文 ,該收的收下 ,不該收的棄而不用。 ? 非破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的總線仲裁 。 ? 全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相容性 。 (二 )CAN 協(xié)議 數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議是指對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募s定 ,包括定時(shí) 、控制 、格式化和數(shù)據(jù)表示方法等等 。 物理層的功能范圍包括： 實(shí)際位傳送過(guò)程上的電氣特性。 數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀以幀間空間同先前幀隔開 ,幀編碼和發(fā)送 /接收。對(duì)于發(fā)送器和接收器 ,一幀的有效點(diǎn)是不同的?？偩€被釋放后 , “錯(cuò)誤一激活”節(jié)點(diǎn)可以訪問總線。 “錯(cuò)誤一認(rèn)可”節(jié)點(diǎn)： 一個(gè)“錯(cuò)誤一認(rèn)可”節(jié)點(diǎn)不應(yīng)發(fā)送激活錯(cuò)誤標(biāo)志 ,它參與總線通信 ,但在檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí) ,發(fā)出一 個(gè)認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志。當(dāng)發(fā)送計(jì)數(shù)器或接收計(jì)數(shù)器的值均小于或等于 127 時(shí) , “錯(cuò)誤一認(rèn)可”節(jié)點(diǎn)再次變?yōu)? “錯(cuò)誤一激活” 。 控制器局域網(wǎng) CAN 屬于現(xiàn)場(chǎng)總線范疇 , 它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。 CAN 總線傳輸介質(zhì)為雙絞線或同軸電纜 , 走線少、系統(tǒng)易擴(kuò)展、改型靈活 , 正是由于這些其他通信方式無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn) , 才使之成為系統(tǒng)分布比較分散的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理想總線。 當(dāng)上位機(jī)需對(duì)某個(gè)節(jié)點(diǎn)施以控制時(shí) , 可采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式與該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊 。 四、硬件設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)單個(gè)節(jié)點(diǎn)硬件框圖如圖 3所示 , 由傳感器檢測(cè)的信息經(jīng)多路開關(guān)送到可編程放大器 PGA 204, 根據(jù)信號(hào)大小調(diào)節(jié)放大倍數(shù) (1, 10, 100, 1 000 倍 ) , 放大后 , 經(jīng) AD574 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) , 送入微處理器中存儲(chǔ) , 然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況的需要 , 將信號(hào)發(fā)送到 CAN 總線上 , 被其他節(jié)點(diǎn)或上位機(jī)接收。 89C51 是節(jié)點(diǎn)的微處理器 , 作為一個(gè)存儲(chǔ)器 I/O 映象設(shè)備 , 負(fù)責(zé)對(duì)控制器 SJA 1000 初始化 , 并控制其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)等通信任務(wù)。 XXX 大學(xué) XXX 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 4 CAN節(jié)點(diǎn)原理圖 為進(jìn)一步提高抗干擾能力 , 在 CAN 控制器 SJA 1000 和驅(qū)動(dòng)器 TJA 1040 之間使用了高速光耦器件 6N137 構(gòu)成隔離電路 , 傳輸介質(zhì)采用雙絞線 (或同軸電纜 ) 分別接至 CAN 收發(fā)器 TJA 1040 的 CANH 和 CANL 引腳。 在電路實(shí)際調(diào)試過(guò)程中須注意以下幾點(diǎn)。 如果“ SPL IT”用于共模電壓的 DC 穩(wěn)壓 , 這個(gè)“ SPL IT”引腳要連接到分離中斷的中間分接頭。熟悉這三部分程序的設(shè)計(jì)， 就能編寫出利用 CAN 總線進(jìn)行 通信的一般應(yīng)用程序。初始化主要包括工作方式的設(shè)置 接收濾波方式的設(shè)置，接收屏蔽寄存器 AMR 和接收代碼寄存器 ACR 的設(shè)置，波特率參數(shù)設(shè)置和中斷允許寄存器 IER 的設(shè)置 等。后文對(duì)這一點(diǎn)不再作特別說(shuō)明。下面以發(fā)送數(shù)據(jù)幀為例對(duì)發(fā)送子程序作一個(gè)說(shuō)明 。兩種接收方式編程的思路基本相同，下面僅以查詢方式接收?qǐng)?bào)文為例對(duì)接收子程序作一個(gè)說(shuō)明。 在復(fù)位模式下 , 主控制器必須配置 SJA 1000 控制段的寄存器。 六、測(cè)試報(bào)告 XXX 大學(xué) XXX 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 實(shí)驗(yàn)達(dá)到了預(yù)定結(jié)果，可以將各個(gè)分布點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確發(fā)送到指定 CAN 節(jié)點(diǎn)。 由此 , 該節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案是可行的 , 既可提高系統(tǒng)的可靠性、數(shù)據(jù)傳輸速度 , 又具有操作簡(jiǎn)便、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、糾檢錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn) , 另外 , 它可大大節(jié)約連接導(dǎo)線、維護(hù)和安裝費(fèi)用 , 提高了系統(tǒng)的性價(jià)比。 汪老師 在生活等各方面給我的關(guān)懷和幫助也將令我終生難忘。 uchar RTR_BIT=0。 uchar SPIdata[16]。 TI=0。 ES=1。 } else TI=0。 SCON=0x50。 TR1=1。in。 P1M1|=14。=!(13)。 while(in) { SPDAT=a[i]。 //接收 1字節(jié)數(shù)據(jù) SPSTAT|=SPI_SPIF。 SPI_Write(SPId