CAN总线在控制系统中的应用

中文摘要:

   阐述了CAN总线的工作原理,并运用SJA1000、PCA82C250和单片机aduc812实现了CAN节点与上位机的通信。

英文摘要：

  The principle of CAN bus is int roduced briefly. The communication between the Can node and the PC achieved by using SJA1000 ,PCA82C250 and Aduc812.

引言
     　　在计算机系统中,总线接口对整个系统的性能都有直接影响。长期以来RS2232 和CCITT V. 24 通信标准被 广泛使用,它的低数据传输率和点对点的方式制约了它在更高层次的应用。在复杂或大规模的应用(如工业现场 控制或生产自动化领域) 中,这些方式已不能满足要求。因此,现场总线( Field Bus) 这种造价低廉而又能经受工 业现场环境考验的新的总线方式出现了。从本质上来说,现场总线是一种数字通信协议,是一种应用于生产现 场、在智能化控制设备之间实现双向串行通信、多节点的数字通信系统,是一种开放的、数字化的、多点通信的低 层控制网络。它是当前工业数据总线领域中最活跃的一个领域,已成为工业数据总线领域以及嵌入式系统中的 一个新热点。 现场总线有很多种,下面简要介绍当今常用的几种现场总线: 基金会总线(FF ,Foundation Field bus) ,LonWorks 总线,HART(Highway Addressable Remote Transducer) 总 线,CAN 总线, Interbus 总线,Devicenet 总线等。其中,CAN 总线是当今最为流行、使用较多的现场总线之一。它 以其高性能、高可靠性以及灵活的设计受到人们的关注,并得到广泛应用。
2 　CAN 总线简介
     　　CAN(Cont roller Area Net) 即控制器局域网,是主要用于各种过程(设备) 监测及控制的一种网络。它最早是 为德国BOSCH 公司为汽车的监测、控制系统而设计的。由于它卓越的特性和极高的可靠性,特别适合于工业过 程中监控设备的互联。利用它很容易实现“集中监控,分散控制”这一现代工业的新的控制方式
3 　基于CAN 控制器的上位机和节点设计
     　　我们在CAN 总线系统的设计中采用了上位机和节点的方式,上位机和节点之间采用CAN 总线进行通信, 　上位机设计 由于上位机负责整个系统的控制与调度,工作任务较重,因此采用PC + CAN 卡的方案。CAN 卡中设计了 两路CAN 通道,CAN 总线控制器采用Philips 公司的SJA1000 CAN 控制器和PCA82C250 CAN 收发器组成。 CAN 卡上的总线控制器通过ISA 或PC - 104 槽与PC 联接,用中断的方式交换数据 　基于CAN 控制器的设计 　　系统中的上位机和节点中都使用了同样的CAN 控制器,下面就以节点为例讲解一下CAN 控制器的应用: SJA1000 是一个独立的CAN 控制器,它是Philips 公司另一个CAN 控制器PCA82C200 的替代产品,且增加 了一种新的工作模式( Peli CAN) ,这种模式支持CAN2. 0B 协议。SJA1000 主要负责把并行的数据转换成CAN 的格式进行发送和接收。它内部自带发送和接收缓冲,并有超强的错误报警和双重滤波处理。 PCA82C250 CAN 收发器主要用于增强系统的驱动能力,采用了收发器的系统中,节点数至少可以达到110 个。同时还具有降低射频干扰(RFI) 和很强的抗电磁干扰( EMI) 能力。
aduc812单片机与 CAN总线控制器SJA1000的接口电路图