can總線節(jié)點設計-在線瀏覽
2025-06-03 12:28本頁面
【正文】 CAN控制器不停地接收總線上的數(shù)據(jù),由此完成對總線的監(jiān)聽。若發(fā)送的報文標識符是“1”，接收的是“0”（總線完成“線與”的功能），則該節(jié)點停止發(fā)送，等總線空閑后，重新發(fā)送報文。一節(jié)點發(fā)送完一份報文后，可在該節(jié)點的接收緩存找到該報文。CAN節(jié)點監(jiān)聽到其他節(jié)點發(fā)送的錯誤幀后，會根據(jù)自身的狀態(tài)發(fā)送相應的錯誤幀。CAN通過它來完成局部錯誤全局化。因此，越來越受工業(yè)界重視，并已被公認為是最有前途的現(xiàn)場總線之一。在FCS中，有現(xiàn)場智能儀表完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制運算和數(shù)據(jù)輸出等功能?，F(xiàn)場總線中的智能儀表因其可在測量數(shù)據(jù)的基礎上完成對工業(yè)過程的控制，是控制系統(tǒng)的危險進一步分散?，F(xiàn)場總線智能節(jié)點把連在現(xiàn)場總線上的智能儀表稱為現(xiàn)場總線智能節(jié)點。目前現(xiàn)場總線智能節(jié)點的特點是采用先進的單片機技術(shù)和微電子技術(shù)，具有體積小、功耗底、可靠性高的特點，并具有標準化的現(xiàn)場總線接口。由于必須安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場和生產(chǎn)裝置上，而且工作環(huán)境十分惡劣，對于易燃易爆場所，必須提供總線供電的本質(zhì)安全，這就要求微處理器體積小、功能全、性能好、可靠性高、耗電少。本課題研制的智能節(jié)點將現(xiàn)場總線技術(shù)和智能儀表技術(shù)相結(jié)合，具有以下主要功能：（1）、每5秒鐘采集一次溫度、值，并在整點時刻記下溫度值，數(shù)據(jù)保存一個月。通過在儀表存儲器中預置不同的測溫元件的熱電特性，可由測得的電信號直接得到被測介質(zhì)溫度。（3）、故障診斷：智能節(jié)點發(fā)生故障時，在儀表顯示面板上給出故障信息，并把信息傳送給上位機。（4）、自標定：通過在A/D轉(zhuǎn)換器輸入端中加零電壓及滿量程電壓。自標定的思路是：當施加某一電壓時，在儀表輸出端應給出對應于該電壓的輸出溫度值。這種標定主要是針對儀表電子線路部分的，目的是減小系統(tǒng)誤差，提高系統(tǒng)精度。（6）、控制器的執(zhí)行算法模塊主要采用了增量型PID控制算法和模塊控制算法，PID控制的參數(shù)可預先設定。三、智能節(jié)點的軟硬件介紹智能節(jié)點設計人機接口80C196KC時鐘芯片溫度檢測芯片收發(fā)接口光電隔離CAN控制器NVRAMDS1225EEPROM2864 圖1 智能節(jié)點的原理框圖智能節(jié)點以Intel公司16位單片機80C196KC為核心，80C196單片機由于采用了寄存器——寄存器結(jié)構(gòu)，消除了常規(guī)累加器結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的瓶頸效應，提高了操作速度和數(shù)據(jù)吞吐能力，使最小系統(tǒng)效率高、速度快。80C196KC片內(nèi)RAM為488字節(jié)，他們都可以作為通用寄存器來訪問，這使得程序的每一個模塊都可以有自己的專用寄存器使用，增強了模塊的獨立性和抗干擾性。采用8K的EEPROM2816存放程序，8K的RAM6264存放數(shù)據(jù)，具有掉電保護功能，采用一片可編程并行接口芯片8255來控制顯示和鍵盤。CAN接口電路中采用了PHILIPS公司生產(chǎn)的CAN總線控制器82C200（STA1000）和CAN接口芯片82C智能節(jié)點硬件電路設計目前廣泛流行的CAN總線器件有兩大類:一類是獨立的CAN控制器，如82C200、SJA1000及INTEL82526/82527等；另一類是帶有在片CAN的微控制器，如P8XC582及16位微控制器87C196CA/CB等。CAN器件與微控制器的連接如圖2所示。6N137:高速光隔，最高速度10MB/S，用于保護CAN控制器。82C250：CAN總線收發(fā)器，是CAN控制器與CAN總線的接口器件，對CAN總線差分式發(fā)送。RS腳接地，82C250處于高速。RS腳接高電平，82C250處于等待，此時發(fā)送器關(guān)閉，接收器處于低電流工作，可以對CAN總線上的顯性位做出反應，通知CPU。若82C250處于CAN總線的網(wǎng)絡終端，總線接口部分需加一個120Ω的匹配電阻。（1）總線兩端那兩個120Ω的電阻，對匹配總線阻抗起著相當重要的作用。（2）82C250第8腳與地之間的電阻RS稱為斜率電阻，它的取值決定了系統(tǒng)處于高速工作方式還是斜率控制方式。在這種方式下，為避免射頻干擾，建議使用屏蔽電纜作總線；而在波特率較低、總線較短時，一般采用斜率控制方式，上升和下降的斜率取決于RS的阻值。在這一種方式下，可以使用平行線或雙絞線作總線。如果系統(tǒng)傳輸距離近，環(huán)境干擾小，可以不用電流隔離，這樣可直接把82C250的VREF端（）與RX1腳相連，從而簡化電路。（5）當中斷允許時，一旦有中斷發(fā)生，SJA1000的16腳INT就會被激活，出現(xiàn)一個由高電平到低電平的躍變，而80C196KC的外部中斷（P0 7腳）卻需要從低到高的電平變化來激活，因此這之間必須加一個反相器。上位機的時間由時鐘芯片DS1302提供。由于該芯片具有體積小、功耗低、接口容易、占用CPU的I/O口線少等主要特點，故該芯片可作為實時時鐘，廣泛應用于智能化儀器儀表種。通過一個簡單的串行接口與微機通訊，可根據(jù)月份和閏年的情況自動調(diào)整月份的結(jié)束日期。對芯片的所有寫入或讀出操作都是由命令字節(jié)為引導的。據(jù)此編制出了如下的單字節(jié)讀、寫子程序：DS_READ: PUSH CX ORB PORT1,04H ANDB PORT1,0FDH ANDB PORT1,0FBH SCALL DS_WSUB SCALL DS_RSUB ORB PORT1,04H POP CX RETDS_WRITE: PUSH CX
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