【正文】 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?，F(xiàn)場總線智能節(jié)點是FCS的現(xiàn)場自動化設(shè)備，是構(gòu)成FCS的基礎(chǔ)。從而體現(xiàn)了“控制分散，危險分散”的設(shè)計思想?，F(xiàn)場智能儀表采集到的數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線傳到控制室中的控制設(shè)備上，控制設(shè)備監(jiān)視各個現(xiàn)場儀表的運行狀態(tài)，持有各智能儀表上傳的數(shù)據(jù)，同時完成少量現(xiàn)場智能儀表無法完成的高級控制功能。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）。CAN卓越的特性，性能的可靠和獨特的設(shè)計，特別適合工業(yè)過程互控設(shè)備互聯(lián)。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。該報文會被隨后接收的數(shù)據(jù)覆蓋。這樣來完成總線仲裁。當(dāng)它發(fā)送報文時，接收的數(shù)據(jù)會被放入接收緩存，并與發(fā)送的數(shù)據(jù)進行比較。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。CAN協(xié)議定義了5種錯誤類型，并由CAN控制器的發(fā)送錯誤寄存器（REC）和接收錯誤寄存器（TEC）分別對錯誤進行計數(shù)。遠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。若報文有誤，或被仲裁退出（由于優(yōu)先級較低），發(fā)送者將會重發(fā)報文。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。④數(shù)據(jù)場（DATAFIELD）。總線通過這12位進行總線仲裁，數(shù)越小，優(yōu)先權(quán)越高。②仲裁場（ARBITRATIONFIELD），包含11個報文標(biāo)識位和1個RTR位。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。每種幀有其相應(yīng)的幀格式。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、遠程幀、出錯幀、超載幀）出現(xiàn)。CAN總線是基于發(fā)送報文的編碼，而不是對CAN控制節(jié)點進行編碼，故增添或刪減CAN上的控制節(jié)點不會對系統(tǒng)造成太大的影響。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。（4）、調(diào)試維護方便。（2）、CAN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點可分優(yōu)先權(quán)滿足不同要求。歸納起來，CAN總線主要有以下特點：（1）、網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點均可作為主節(jié)點，主動發(fā)送數(shù)據(jù)。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。本項目研制的智能節(jié)點就采用了CAN總線技術(shù)。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。一、現(xiàn)場總線、現(xiàn)場總線系統(tǒng)(FCS)、現(xiàn)場總線智能節(jié)點現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決現(xiàn)場的智能化儀表、控制器、協(xié)作機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通訊以及這些現(xiàn)場設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。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)、可尋址遠程傳感器數(shù)據(jù)通路(HART)和局部操作網(wǎng)絡(luò)(LONWORKS)。CAN總線更適合我國國情，其通信芯片價格較為低廉。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。通信速率可達1Mbps 。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。（3）、抗干擾能力強，速度快，且工程簡單，普通雙絞線40米時可達1Mbps 。（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)。（6）、CAN協(xié)議采用CRC校樣并可提供相應(yīng)的錯誤處理功能，保證數(shù)據(jù)的可靠性。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控制器進行初始化的一些問題。其中最常見的是數(shù)據(jù)幀和遠程幀。CAN控制節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，SJA1000的TX0腳輸出位序列。數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)①幀起始（SOF），包含一個顯性位，用于硬同步。報文標(biāo)識位的高7位不能全為“1”，RTR位用以區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)幀和遠程幀，數(shù)據(jù)幀為“0”，遠程幀為“1”，這12位提供報文的優(yōu)先權(quán)。③控制場（CONTROLFIELD），包含2位備用位和4位數(shù)據(jù)長度碼。⑤循環(huán)冗余CRC校驗場（CRCFIELD），包含15位CRC序列和1位界定符（隱性位“1”）。CAN總線上所有收到正確報文的CAN控制器將隱性位改為顯性位，發(fā)送者借此確認(rèn)它已發(fā)送完一條完整和正確的消息。⑦幀結(jié)束(EOF)，包含7個隱性位。（2）、CAN節(jié)點狀態(tài)CAN總線上的每個節(jié)點總處于錯誤主動（ERRORACTIVE）、錯誤被動（ERRORPASSIVE）和脫離總線（BUSOFF）其中的一種狀態(tài)。CAN節(jié)點的狀態(tài)便由這兩個錯誤寄存器決定。（3）、CAN節(jié)點監(jiān)聽總線機制