【正文】 圖 8 CAN 初始化流程圖82C250 從 CAN 總線(xiàn)上自動(dòng)接收數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)濾后存入 SJA1000 接收緩沖區(qū)，置位接收緩沖器狀態(tài)位（RBS）為 1，且向單片機(jī) 80C196KC 發(fā)出中斷請(qǐng)求，此時(shí)單片機(jī)80C196KC 可從 SJA1000 接收緩沖區(qū)讀取接收的數(shù)據(jù)。進(jìn)入中斷處理程序后應(yīng)先關(guān)閉其他通信接口中斷，保存現(xiàn)場(chǎng)，然后判斷是發(fā)送中斷還是接收中斷，根據(jù)判斷執(zhí)行相應(yīng)的程序。 用中斷方式實(shí)現(xiàn) CAN 的接收和發(fā)送 CAN 總線(xiàn)中斷處理過(guò)程主要是根據(jù) 引腳發(fā)生的 CAN 中斷事件而進(jìn)入中斷處理程序的。因此，在對(duì)這些寄存器初始化前，必須確保系統(tǒng)進(jìn)入了復(fù)位狀態(tài) [15]。在復(fù)位期間，必需初始化的寄存器有：模式寄存器、CDR 時(shí)分寄存器、ACR 接收代碼寄存器、MAR 屏蔽寄存器、BTR 總線(xiàn)定時(shí)寄存器、OCR 輸出控制寄存器。 圖 7 SJA1000 與 82C250 的硬件連接圖 CAN 的初始化 初始化程序主要是通過(guò)對(duì) CAN 控制器芯片 SJA1000 控制段中的寄存儲(chǔ)器寫(xiě)入控制字從而確定 AJA1000 工作方式。串行數(shù)據(jù)通過(guò)光隔離放大器 6N1382C250 將發(fā)送的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 CAN 總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的差分電平信號(hào)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，82C250 將接收的 CAN 總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的差分電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，傳給 SJA1000，完成 CAN 總線(xiàn)通信功能 [14]。它與SJA1000 的硬件連接如圖 7 所示。82C250 是 CAN 控制器和物理總線(xiàn)間的接口，它可以提供對(duì)總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送能力和對(duì) CAN 控制器的差動(dòng)接收能力。CAN 控制器主要由實(shí)現(xiàn) CAN 總線(xiàn)協(xié)議部分和與微控制器接口部分電路完成。設(shè)置時(shí)，在各個(gè)文本框中填入要設(shè)置的參數(shù)，程序通過(guò)一定的格式將它發(fā)送給接收端，寫(xiě)入存儲(chǔ)器，完成設(shè)置。讀入記錄后，可以按用戶(hù)的要求存貯進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并可在此基礎(chǔ)上繪制各種圖表。通過(guò)這種方式，實(shí)時(shí)的了解采集的數(shù)據(jù)，并且可以進(jìn)行系統(tǒng)的初始校準(zhǔn)。程序中采用 MSCOMM 控件，通過(guò)觸發(fā) MSCOMM 控件的 ONCOMM 事件來(lái)進(jìn)行接收和發(fā)送。VISUAL BASIC 可以很方便的使用數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)是許多商業(yè)軟件的核心，由于數(shù)據(jù)庫(kù)允許以一種高效、一致的方式對(duì)信息進(jìn)行集中訪(fǎng)問(wèn)，并且易于建立和維護(hù)，所以在商業(yè)事務(wù)處理領(lǐng)域極為流行。利用傳統(tǒng)的語(yǔ)言進(jìn)行應(yīng)用和程序的開(kāi)發(fā)通?？梢苑譃槿齻€(gè)步驟：編碼、編譯和測(cè)試代碼，各步驟間具有明顯的界限。時(shí)間可以由用戶(hù)操作觸發(fā)，也可以由來(lái)自操作系統(tǒng)和其他應(yīng)用程序的消息觸發(fā)，甚至可以由應(yīng)用程序本身的消息觸發(fā)，這些事件的順序決定了代碼執(zhí)行的順序。從第一行代碼開(kāi)始執(zhí)行程序，并按應(yīng)用程序中預(yù)定的路徑繼續(xù)往下執(zhí)行，必要時(shí)調(diào)用過(guò)程。VISUAL BASIC 是一種面向事件的編程語(yǔ)言。 VISUAL BASIC現(xiàn)場(chǎng)可調(diào)是系統(tǒng)的一個(gè)重要功能，系統(tǒng)通過(guò) RS232 口與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)終端處理收到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和處理，存貯重要的數(shù)據(jù)，畫(huà)出需要的曲線(xiàn)和圖表。器件編程：在成功的完成設(shè)計(jì)描述、綜合、優(yōu)化、裝配和實(shí)際模擬之后，則可以對(duì)器件進(jìn)行編程和繼續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的其他工作。布局、布線(xiàn)后的設(shè)計(jì)模塊模擬：即使在設(shè)計(jì)綜合之前進(jìn)行了設(shè)計(jì)模擬，在設(shè)計(jì)被裝配之后，還是需要對(duì)設(shè)計(jì)再進(jìn)行模擬。優(yōu)化處理依賴(lài)于三個(gè)因素：布爾表示方式，有效資源類(lèi)型，以及自動(dòng)的和用戶(hù)定義的綜合指引。設(shè)計(jì)綜合：綜合是把設(shè)計(jì)描述轉(zhuǎn)換到網(wǎng)表和方程生成的過(guò)程。編寫(xiě)的關(guān)鍵在于依照硬件的內(nèi)在要求去思考，特別是，要能向綜合軟件運(yùn)行時(shí)的思考方式那樣去體驗(yàn)如何實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。前兩種方式包括設(shè)計(jì)階層底生成，而后一種是將描述的電路當(dāng)作單模塊來(lái)進(jìn)行的。用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)描述：有了設(shè)計(jì)要求的定義后，應(yīng)決定設(shè)計(jì)方式。通常設(shè)計(jì)過(guò)程可劃分為下述的六個(gè)步驟：設(shè)計(jì)要求的定義：在從事設(shè)計(jì)之前，必須對(duì)設(shè)計(jì)目的和要求有明確的認(rèn)識(shí)。為了衡量綜合的質(zhì)量，同樣可用不同的綜合工具所進(jìn)行的綜合結(jié)果來(lái)進(jìn)行分析、評(píng)估。設(shè)計(jì)者可以進(jìn)行一個(gè)完整的設(shè)計(jì)描述，并且對(duì)其進(jìn)行綜合，生成選定的器件結(jié)構(gòu)的邏輯功能。性能評(píng)估能力 非依賴(lài)器件的設(shè)計(jì)和可移植能力允許設(shè)計(jì)者采用不同的器件結(jié)構(gòu)和不同的綜合工具來(lái)評(píng)估設(shè)計(jì)。對(duì)于同一個(gè)設(shè)計(jì)描述，可以采用多種不同器件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。VHDL是一種設(shè)計(jì)、模擬、綜合的標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語(yǔ)言。采用VHDL的原因有：功能和靈活性 VHDL具有功能強(qiáng)大的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)，可用簡(jiǎn)明的代碼來(lái)描述復(fù)雜控制邏輯的設(shè)計(jì)。VHDL非常適用于可編程邏輯器件的應(yīng)用設(shè)計(jì)，并正在得以普及。它既適用于短研制周期、小批量產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，也可用于大批量產(chǎn)品的樣品研制。它有6種基本的操作數(shù)尋址方式（寄存器直接尋址，間接尋址，自動(dòng)增量的間接尋址，立即尋址，短變址尋址和長(zhǎng)變址尋址）和兩種派生的尋址方式（零寄存器尋址方式，堆棧指針寄存器尋址方式） 。由于外設(shè)復(fù)位的速度比較慢，在復(fù)位信號(hào)后加一單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器以延長(zhǎng)復(fù)位信號(hào)，如圖 5 所示： 圖 5 多片復(fù)位電路4 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 軟件實(shí)現(xiàn) MCS96 指令系統(tǒng)從MCS96單片機(jī)的硬件資源來(lái)看，這種單片機(jī)特別適用于數(shù)據(jù)采集、處理和控制系統(tǒng)中，MCS96的軟件資源也突出了這一特點(diǎn)。這個(gè)復(fù)位序列使一些寄存器初始化，把 PC 寄存器的值置為 0280H，以準(zhǔn)備從 2080H 單元開(kāi)始執(zhí)行指令。內(nèi)藏 T6963C 的單屏點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊的方框圖如下圖 4 所示： 圖 4 液晶顯示模塊方框圖 復(fù)位及電源監(jiān)控每次上電時(shí)，80C196KC 都應(yīng)復(fù)位，為了復(fù)位，在 VCC、振蕩器和反偏置發(fā)生器已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之后，至少要使/RESET 腳保持 2 個(gè)狀態(tài)的低電平。T6963C 液晶顯示控制器多用于中小規(guī)模的液晶顯示器件，常被裝配在圖形液晶顯示模塊上，以貯藏控制器式圖形液晶顯示模塊的形式出現(xiàn)。 ；0e000h—0efffh end process。 ；0c000h—0cfffh port8255en=decodeoutput(5)。 canen=decodeoutput(3)。 else decodeoutput=11111111。 when others=decodeoutput=11111111。 when 110=decodeoutput=10111111。 when 100=decodeoutput=11101111。 when 010=decodeoutput=11111011。) then case masel is when 000=decodeoutput=11111110。程序如下： process(sel138en) begin if (sel138en=39。若/EA 接至+，即在編程時(shí)，CCR 由另外一個(gè)稱(chēng)為編程芯片配置字節(jié) PCCB的單元來(lái)裝載，這個(gè)字節(jié)不是存貯器映射單元，而是一個(gè)獨(dú)立的 EPROM 單元 [10] [11]。若存貯器選擇信號(hào)/EA=0，由外部寄存器訪(fǎng)問(wèn) CCB。80C196KC 在系統(tǒng)配置方面提供了一些可選性，它可以有選擇的定義總線(xiàn)控制信號(hào)，并在運(yùn)行中選取外部總線(xiàn)的寬度，還提供了幾種就緒控制的方式，所有這些可供選擇的信息都貯存在一個(gè)所謂芯片配置寄存器 CCR (CHIP CONFIGURATION REGISTER)內(nèi)。芯片的硬件連接如圖 3。ALE 信號(hào)提供給 DS12887 作為鎖存信號(hào)，讀寫(xiě)線(xiàn)分別連接 DS 和 AS 管腳。不掉電 RAM 保證了當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)，芯片能夠記錄下掉電的時(shí)間，這樣可以對(duì)系統(tǒng)掉電時(shí)間進(jìn)行分析和研究。DS12887 支持 Intel 和 Motorola 兩種總線(xiàn)方式，MOT 管腳是總線(xiàn)選擇端，接地時(shí)選擇 Intel 總線(xiàn)方式。即使在沒(méi)有電源的情況下，它內(nèi)置的電池可以保證它正常工作 10 年。DS12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)的上述需要。由于芯片是有內(nèi)部ROM/EPROM的，當(dāng)芯片引腳/EA接至高電平時(shí)，則指令和數(shù)據(jù)都從內(nèi)部ROM/EPROM中讀取，否則，CPU將從內(nèi)部RAM或外部存貯器讀取數(shù)據(jù)，從外部存貯器讀取指令 [8]。100H～1FFH是附加的256字節(jié)的RAM，由于采用了“垂直寄存器窗”結(jié)構(gòu)，可以把512字節(jié)中的任何一個(gè)部分映射到00H～0FFH空間中的頂部，因而CPU就可以對(duì)他們直接尋址，即把被映射的部分當(dāng)作寄存器來(lái)使用，使得通用寄存器數(shù)增加了256個(gè)字節(jié)，大大方便了程序的設(shè)計(jì)。其中，00H～017H是專(zhuān)用寄存器區(qū)，除了P3和P4外，其他所有的片外設(shè)裝置都由這些專(zhuān)用寄存器控制。見(jiàn)圖2。80C196KC具有一個(gè)邏輯上完全統(tǒng)一的寄存器空間，可尋址范圍為64KB，其中0000H～01FFH單元和1FFFH～2080H單元是有專(zhuān)門(mén)用途的，所有其他單元可用于放置程序、數(shù)據(jù)或由按存貯器映射的外部設(shè)備占用。 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、顯示及通訊的實(shí)現(xiàn) 80C196KC 的體系結(jié)構(gòu)和硬件描述 由于變壓器監(jiān)測(cè)終端的數(shù)據(jù)存貯、處理及通訊都是由 80C196KC 來(lái)完成的，這里，首先來(lái)了解 80C196KC 的原理。系統(tǒng)配有鍵盤(pán)輸入和 LCD 顯示，調(diào)試人員可以在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)鍵盤(pán)輸入命令，直接進(jìn)行控制并從 LCD 讀出所需數(shù)據(jù)。終端與主站通過(guò) RS23RS485 和CAN 總線(xiàn)傳送信息，RS232 主要做為當(dāng)?shù)卣{(diào)試接口，RS485 和 CAN 用于遠(yuǎn)程通訊，它們都采用 IEC6087C5101 通訊規(guī)約。如果判斷讀出的數(shù)據(jù)值越限，單片機(jī)就控制相應(yīng)的輸出繼電器動(dòng)作，進(jìn)行外部電容器的投切及報(bào)警信息的發(fā)送。系統(tǒng)時(shí)鐘由可編程萬(wàn)年歷時(shí)鐘芯片 DS12887 提供，同時(shí)由控制中心精確對(duì)時(shí)。變壓器監(jiān)測(cè)終端后端發(fā)現(xiàn)標(biāo)志位后，從雙口 RAM 中讀出數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種判斷，并將需要的數(shù)據(jù)存貯于掉電保護(hù)的 SRAM 中，而程序存貯于 32K 的 EPROM 中。同時(shí)六路信號(hào)通過(guò)四階巴特渥斯低通濾波器和采樣保持器濾波采樣，由 DSP 控制多路切換開(kāi)關(guān)來(lái)選擇六路信號(hào)分別進(jìn)入 A/D 轉(zhuǎn)換器SRAMEPROMDS1287遙 控 輸入 CAN雙 口RAMDSPA/D采樣遙 信 輸入 串 行 口 遙 測(cè) 輸入POWERLCD、鍵 盤(pán)MAX120。 圖 1 TTU 系統(tǒng)框圖變壓器監(jiān)測(cè)終端前端首先把經(jīng)過(guò) CT、PT 三相電壓、電流，轉(zhuǎn)換為標(biāo)稱(chēng)值為 100V和 5A 的電壓、電流，再把該信號(hào)經(jīng)過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為跟隨式的標(biāo)稱(chēng)值為 5V 的電壓信號(hào)（此處采用西南自動(dòng)化研究所的 WB 系列傳感器） 。兩部分通過(guò)雙口 RAM 進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和通訊。 變壓器監(jiān)測(cè)終端的設(shè)計(jì)概述變壓器監(jiān)測(cè)終端由兩大核心部分組成，一是高速數(shù)字信號(hào)處理器 TMS320F206，一是 INTEL 的工業(yè)級(jí) CPU 芯片 80C196KC。3 變壓器監(jiān)測(cè)終端的設(shè)計(jì)概述 變壓器監(jiān)測(cè)終端的技術(shù)指標(biāo)隨著電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，供電質(zhì)量和供電可靠性越來(lái)越受到重視，電壓、電流、諧波、負(fù)荷電流水平和功率因數(shù)等參數(shù)是衡量電能質(zhì)量的重要參數(shù)。　　每個(gè) CAN 模塊上都有一組終端電阻接口，即“A、B”插孔。 模塊上提供兩個(gè) RJ45 接口和一組“CANH、CANL”插孔接口，這三組接口是完全一致的。注意：SJA1000 為低電平復(fù)位。 模塊的使用說(shuō)明　 模塊上的 RESET、INT、TX0、RX0 插孔分別對(duì)應(yīng)于 SJA1000 芯片上的相應(yīng)引腳。在這種方式下，發(fā)送器被關(guān)閉，接收器轉(zhuǎn)至低電流工作，但接收器仍可對(duì) CAN 總線(xiàn)上的“顯性” 位做出。其引腳 8 較為特殊，該引腳用于選擇電路自身的工作方式：高速、斜率控制和待機(jī)。這 是 全 世 界 使 用 最 廣 泛 的 CAN 收 發(fā) 器 。PCA82C250 是 CAN 協(xié)議控制器和物理總線(xiàn)間的接口，它主要是為汽車(chē)中高速通訊應(yīng)用而設(shè)計(jì)。SJA1000 與微處理器的接口非常簡(jiǎn)單，微處理器以訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器的方式來(lái)訪(fǎng)問(wèn) SJA1000。PeliCAN 模式在 BasicCAN 模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了功能的擴(kuò)展，本文的介紹和應(yīng)用程序都是基于 PeliCAN 模式。它全面兼容 協(xié)議，同時(shí)支持 11 位和 29 位標(biāo)識(shí)碼，位速率可達(dá) 1Mbits/S。模塊的電源由接口掛箱上的接口插座提供。CAN 已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一 [5]。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì),CAN 總線(xiàn)越來(lái)越受到人們的重視。這些也是目前 CAN 總線(xiàn)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因。這就保證不會(huì)在出現(xiàn)在 RS485 網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)象,即當(dāng)系統(tǒng)有錯(cuò)誤,出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),導(dǎo)致總線(xiàn)呈現(xiàn)短路,從而損壞某些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象。較之目前許多 RS485 基于 R 線(xiàn)構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)而言, 基于 CAN 總線(xiàn)的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性：(1) 網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)CAN 控制器工作于多主方式,網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)先權(quán)采用無(wú)損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競(jìng)爭(zhēng)向總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù),且 CAN 協(xié)議廢除了站地址編碼,而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù),這些特點(diǎn)使得 CAN 總線(xiàn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng),并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。通信速率可達(dá) 1MBPS。因此,如果不采取自監(jiān)測(cè)措施,總線(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)