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3 模塊硬件電路設(shè)計(jì)    模塊節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，它由微控制器AT89C51、獨(dú)立CAN總線控制器SJA1000、CAN總線收發(fā)器82C250和高速光電耦合器6N137組成。微處理器AT89CSI是模塊的核心，它完成CAN總線應(yīng)用層的功能。82C250是SJA1000和物理總線間的接口，它提供對(duì)總線的驅(qū)動(dòng)發(fā)送功能和對(duì)SJA1000的差動(dòng)發(fā)送與差動(dòng)接收功能。    文中所設(shè)計(jì)的CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)，采用AT89C51作為節(jié)點(diǎn)的微處理器。在CAN總線通信接口中采用PHILIPS公司的SJA1000和82C250芯片。SJA1000是獨(dú)立CAN通信控制器；82C250為高性能CAN總線收發(fā)器。    圖3為CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)硬件電路原理圖，從圖中可以看出電路主要由4部分所組成：控制器AT89C51、獨(dú)立CAN通信控制器SJA1000、CAN總線收發(fā)器82C250和高速光電耦合器6N137。微處理器89C51負(fù)責(zé)SJA1000的初始化。通過(guò)控制SJA1000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務(wù)。SJA1000的ADO～AD7連接到89C51的Po口，cs連接到89C51的P2．0，P2．0為0的CPU片外存儲(chǔ)器地址可選中SJA1000。CPU通過(guò)這些地址可對(duì)SJA1000執(zhí)行相應(yīng)的讀寫(xiě)操作。SJA1000的RD、WR、ALE分別與89C51的對(duì)應(yīng)引腳相連，INT接89C51的INIO。89C51也可以通過(guò)中斷方式訪問(wèn)SJA1000o    為了增強(qiáng)CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，SJAIO00的TXO和RXO并不是直接與82C250的TXD和RXD相連，而是通過(guò)高速光耦6N137構(gòu)成的隔離電路后與82C250相連。這樣就很好的實(shí)現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離，不過(guò)應(yīng)該特別說(shuō)明的一點(diǎn)是光耦部分電路所采用的兩個(gè)電源VCC和VDD必須完全隔離，否則采用光耦也就失去了意義。電源的完全隔離可采用小功率電源隔離模塊或至多5V隔離輸出的開(kāi)關(guān)電源模塊實(shí)現(xiàn)。這些部分雖然增加了節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜，但是卻提高了節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性和安全性 。    82C250與CAN總線接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施。82C250的CANH和CANL引腳各自通過(guò)一個(gè)5fl的電阻與CAN總線相連。電阻可起到一定的限流作用，保護(hù)82C250免受過(guò)流的沖擊。CANH和CANL與地之間并聯(lián)了兩個(gè)30pF的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力；另外，在兩根CAN總線接入端與地之間分別反接了一個(gè)保護(hù)二極管，當(dāng)CAN總線有較高的負(fù)電壓時(shí)，通過(guò)二極管的短路可起到一定的過(guò)壓保護(hù)作用，以保護(hù)82C250在瞬間高電壓情況下而不受損壞。82C250的Rs腳上接有個(gè)斜拉電阻，電阻的大小可根據(jù)總線速率適當(dāng)調(diào)整，其值一般在l6—140kfl之間，圖3中選用47kn。    由圖l可見(jiàn)，監(jiān)控模塊的主要功能是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。它通過(guò)CAN總線不斷的向下位機(jī)發(fā)送遠(yuǎn)程幀，并接收從下位機(jī)傳送過(guò)來(lái)的裝盒、稱量、貼標(biāo)等數(shù)據(jù)信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行分析、顯示、存儲(chǔ)等。用戶可根據(jù)監(jiān)控菜單的提示，選擇需要了解的項(xiàng)目。監(jiān)控模塊還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、打印。以及對(duì)出現(xiàn)異常情況給予報(bào)警、處理等?，F(xiàn)場(chǎng)顯示模塊同樣可以接收各點(diǎn)的記數(shù)值，并以數(shù)值曲線等形式顯示出來(lái)，用戶可以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行觀察等。4 軟件設(shè)計(jì)    CAN總線上的每一節(jié)點(diǎn)均可以作為主節(jié)點(diǎn)主動(dòng)地與其它節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)，徹底解決了主從結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)、其余均為從節(jié)點(diǎn)的潛在危害。CAN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)(信息幀)可分優(yōu)先級(jí)。這對(duì)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)無(wú)疑是極為有利的。由于本系統(tǒng)采用了CAN總線構(gòu)成局域網(wǎng)，因此程序設(shè)計(jì)具有很大的靈活性。    CAN總線節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要包括3大部分：CAN初始化程序、CAN中斷程序及數(shù)據(jù)接收發(fā)送程序等。熟悉這3部分程序的設(shè)計(jì)就能編寫(xiě)出利用CAN總線進(jìn)行通信的一般應(yīng)用程序。文中只簡(jiǎn)要介紹CAN節(jié)點(diǎn)初始化程序設(shè)計(jì) 。     CAN的初始化主要是設(shè)置CAN的有關(guān)通信參數(shù)。其過(guò)程主要是，通過(guò)對(duì)CAN控制器控制段中的寄存器寫(xiě)入控制字，從而確定CAN控制器的工作方式等。有3種方式進(jìn)入初始化程序：上電復(fù)位、硬件復(fù)位、軟件復(fù)位。即在運(yùn)行期間通過(guò)給CAN控制器發(fā)一個(gè)復(fù)位請(qǐng)求，置復(fù)位請(qǐng)求為“1 。在初始化中，必須初始化的寄存器有ACR接收代碼寄存器、AMR屏蔽寄存器、BRT總線定時(shí)寄存器及ORC輸出控制寄存器等。需要注意的是，這些寄存器只能在復(fù)位期間寫(xiě)訪問(wèn)，因此。在對(duì)這些寄存器初始化前。必須保證系統(tǒng)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。初始化程序流程圖見(jiàn)圖4。5 結(jié)語(yǔ)    本文采用的CAN總線技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)；(2)網(wǎng)絡(luò)用兩根雙絞線組網(wǎng)，故障率極低，通信波特率高，數(shù)據(jù)傳送量大；(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可擴(kuò)性強(qiáng)。安裝、維修方便，可靠性高?；诂F(xiàn)場(chǎng)總線CAN的系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)由于具有CAN總線的諸多優(yōu)點(diǎn)，在控制系統(tǒng)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。用它和CAN適配卡將上位機(jī)(主機(jī))和下位機(jī)(分機(jī))組網(wǎng)后可方便的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、高速數(shù)據(jù)采集、時(shí)間記錄、故障濾波、趨勢(shì)分析、異常報(bào)警和報(bào)表輸出等功能，完成網(wǎng)絡(luò)上的預(yù)知維修、故障診斷、狀態(tài)檢修等基礎(chǔ)工作，因此具有非常廣闊的應(yīng)用前景。金鳳蓮 大連輕工業(yè)學(xué)院來(lái)源：《 包裝工程 》