【正文】 研究，對本單片機系統(tǒng)開發(fā)、電機驅動、 CAN 網(wǎng)絡組網(wǎng)等技術有了比較深入的了解，鞏固了專業(yè)知識，并且把專 業(yè)知識應用到實際生活中。 圖 1 自動窗控制網(wǎng)絡模型 7 自動窗控制器 主機硬件系統(tǒng) 組成 自動窗控制器主機的硬件 電路由： stm32 系列單片機、 電源模塊、復位電路、 USB 通信模塊、 TFT 觸摸屏、 CAN 接口電路等部分組成，如圖２所示。 8 3 CAN 總線技術概述 CAN 網(wǎng)絡即控制器局域網(wǎng) CAN(Controller Area Network),屬于現(xiàn)場總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通訊網(wǎng)絡，其 總線規(guī)范已被 ISO 國際標準化組織制定為國際標準，并被公認為是最有前途的現(xiàn)場總線之一。 CAN 總線介紹 控制器局域網(wǎng) CAN(Controller Area Net)是一種現(xiàn)場總線，主要用于各種過程檢測及控制。 CAN 總線有以下特點： ? CAN 可以是對等結構，即多 主機工作方式，網(wǎng)絡上任意一個節(jié)點可以在任意時刻主動地向 網(wǎng)絡上其它節(jié)點發(fā)送信息，不分主從，通訊方式靈活。 ? CAN 采用非破壞性仲裁技術，當兩個節(jié)點同時向網(wǎng)絡上傳送信息時，優(yōu)先級低的節(jié)點自動 停止發(fā)送，在網(wǎng)絡負載很重的情況下不會出現(xiàn)網(wǎng)絡癱瘓。 ? CAN 采用的是短幀結構，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為 8 個，具有 CRC 校驗和其它檢測措施 ，數(shù)據(jù)出錯幾率小。 ? 通訊介質采用廉價的雙絞線，無特殊要求，用戶接口簡單，容易構成用戶系統(tǒng)。物理層定義了物理數(shù)據(jù)在總線上各節(jié)點間的傳輸過程，主要是連接介質、線路電氣特性、數(shù)據(jù)的編碼／解碼、位定時和同步的 實施標準 。 CAN 數(shù)據(jù)幀類型 包括： ? 數(shù)據(jù)幀 ， 從發(fā)送節(jié)點向其它節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù) ； ? 遠程幀 ， 向其它節(jié)點請求發(fā)送具有同一識別符的數(shù)據(jù)幀 ； ? 錯誤幀 ， 指明已檢測到總線錯誤 ； ? 過載幀 ， 過載幀用以在數(shù)據(jù)幀（或遠程幀）之間提供 一附加的延時 。 接收器（ RECEIVER） ， 如果有一單元不作為報文的發(fā)送器并且總線也不空閑，則這一單元就被稱之為報文的“接收器”。無論何時，發(fā)送器只要檢測到位流里有 5 個連續(xù)識別值的位，便自動在位流里插入一補碼位。錯誤幀和過載幀的形式也相同，但并不通過位填充的方法進行編碼。這就是說，在整個位時間里，位電平要么為“顯性”，要么為“隱性”。相比之下， RS23 RS485 或 RS422 總線有著通信距離近，通訊速度慢，抗干擾性能差等缺點。當系統(tǒng)有錯誤，多節(jié)點同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，導致總線呈現(xiàn)短路，從而損壞某些節(jié)點。 L 而 CAN 的電路結構簡單，要求的線數(shù)較少，只需要兩根線與外部器件互聯(lián)，使得各控制單元能夠通過 CAN 總線共享所有的信息和資源。 CAN 具有的完善的通信協(xié)議，并且可以通過CAN 控制器芯片及其接口芯片來實現(xiàn)，從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期。網(wǎng)絡中的各節(jié)點都可根據(jù)總線訪問優(yōu)先權，采用非破壞性總線總裁技術，通信速度快，可靠性高，可大大節(jié)省了總線仲裁沖突時間，在網(wǎng)絡負載很重的情況下 也不會出現(xiàn)網(wǎng)絡癱瘓。 CAN 總線通過 CAN 控制器接口芯片的輸出端 CANH 和 CANL 與物理總線相連，而CANH 端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài)， CANL 端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。當隱位與顯位發(fā)送出現(xiàn)競爭時，最終結果是顯位。而且 CAN 節(jié)點在出現(xiàn)嚴重錯誤的情況下，可以自動關閉輸出 ，避免總線上其他節(jié)點的操作受影響，從而保證不會因個別節(jié)點出現(xiàn)問題，而使得總線處于 ??死鎖 ?39。 CAN 總線具有位填充、回讀、錯誤約束、出錯自動重發(fā)等優(yōu)點，同時通信速率高、通信距離遠、容易實現(xiàn)、且性價比高。隨著汽車電子技術的發(fā)展具有高度靈活性、簡單的擴展性、優(yōu)良的抗干擾性和處理錯誤能力的 CAN 總線，越來越受到人們的重視。按性能分成兩個 不同的系列： STM32F103“增強型”系列和STM32F101“基本型”系列。兩個系列都內(nèi)置 32K 到 128K 的閃存，不同的是 SRAM的最大容量和外設接口的組合。 CortexM3 是一個 32 位的核，在傳統(tǒng)的單片機領域中，有 一些不同于通用 32 位CPU 應用的要求。從本質上來說，哈佛結構在物理上更為復雜，但是處理速度明顯加快。除了使用哈佛結構，CortexM3 還具有其它顯著的優(yōu)點：具有更小的基礎內(nèi)核，價格更低，速度更快。 CortexM3 還集成了睡眠模式和可選的完整的八區(qū)域存儲器保護單元。 尤其 在工控領域 得到了比較廣闊的使用 ，用戶要求具有更快的中斷速度， CortexM3 采用了 TailChaining 中斷技術，完全基于硬件進行中斷處理，最多可減少 12 個時鐘周期數(shù)，在實際應用中可減少 70%中斷。 圖 3 STM32F103VCT6 外觀 12 STM32F103VCT6 嵌入式處理器具有以下特點： ? 32 位 RISC 性能處理器； ? 32 位 ARM CortexM3 結構優(yōu)化； ? 72 MHz 運行頻率，單周期訪問時 速度可達 DMIPS/MHz； ? 硬件除法和單周期乘法； ? 快速可嵌套中斷， 6~12 個時鐘周期； ? 具有 MPU 保護設定訪問規(guī)則 ； ? 片內(nèi)具有 256KB FLASH， 48KB RAM； ? 80 個快速 I/O 端口， 16 個 I/O 可映射到外部中斷，幾乎所有的 I/O 可以忍受 5V電壓； ? 片上集成 12Bit A/D、 D/A、 PWM、 CAN、 USB、 SDIO、 FSMC 等資源 ? LCD 并行接口， FSMC 可以配置成與多數(shù)圖形 LCD 控制器的無縫連接，使用這個 LCD 并行接口可以很方便地構建簡易的圖形應用環(huán)境，或使用專用加速控制器的高性 能方案。 TJA1050 可以為總線提供差動發(fā)送性能，為 CAN 控制器提供差動接收性能。