CAN總線(xiàn)在多機通信中的應用

摘要：設計了多個(gè)CAN總線(xiàn)的通信節點(diǎn)，通過(guò)PCI9810-CAN適配卡上的CAN總線(xiàn)，組成一個(gè)局域通信網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現了PC機對各個(gè)節點(diǎn)的監控和通信以及節點(diǎn)間的自由通信。
關(guān)鍵詞：CAN總線(xiàn)；多機通信；CAN控制器

隨著(zhù)微處理器的發(fā)展，利用微處理器對工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制已成為趨勢。在工業(yè)控制過(guò)程中，由于大量數據信息的共享和傳輸，傳統的串行通信模式已不能滿(mǎn)足要求。在工業(yè)控制領(lǐng)域中，需要一種抗干擾性強、可靠性高、傳輸速度快和傳輸距離長(cháng)的總線(xiàn)結構。CAN總線(xiàn)技術(shù)不僅滿(mǎn)足上述要求，而且還能實(shí)現多點(diǎn)間的信息傳遞。本文使用PCI9810-cAN適配卡上的CAN總線(xiàn)組成局域網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現多微處理器間的信息傳遞和PC機對多處理器的檢控、通信。

1 CAN總線(xiàn)簡(jiǎn)介
CAN(Controller Area Networks)總線(xiàn)，最早是由德國B(niǎo)osch公司開(kāi)發(fā)用于局域網(wǎng)控制的總線(xiàn)技術(shù)。CAN總線(xiàn)采用傳統的雙線(xiàn)串行通信方式，具有診斷能力，抗電磁干擾，其最陜傳輸速率可達1 Mb·s-1，最長(cháng)通信距離可達10 km(此時(shí)的傳輸速率大約為40 kb·s-1)。在CAN總線(xiàn)組成的局域網(wǎng)絡(luò )中，通信節點(diǎn)之間不采用主從方式，而是具有總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)先權，通信方式靈活，可實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)，一點(diǎn)對多點(diǎn)及廣播方式傳輸數據。

2 系統通信模塊的硬件設計
CAN總線(xiàn)是由PCI9810-CAN適配卡提供，本文主要完成通信節點(diǎn)的設計。通信節點(diǎn)不僅可以和PC機進(jìn)行信息交換，還可獨立與其他各節點(diǎn)通信。微處理器在需要和主機或其它節點(diǎn)通信時(shí)，其通過(guò)P0口向SJA1000T的寄存器發(fā)送信息，再由PCA82C250把信息傳遞到CAN總線(xiàn)上。主機和其他通信節點(diǎn)判斷接收報文的標識符，將對接收到的信息作相應的處理，從而實(shí)現通信功能，如圖1所示。

在設計過(guò)程中，為了滿(mǎn)足多微處理器間通信的實(shí)時(shí)性和可靠性要求，結合CAN控制器的特點(diǎn)，對圖1作簡(jiǎn)單介紹：
(1)收發(fā)器PCA82C250的引腳8(Rs)有3種工作方式：高速，斜率控制和待機。斜率控制方式具有抗射頻干擾的功能，所以采用47 kΩ的電阻連接引腳8，實(shí)現斜率控制方式。
(2)圖1中應為兩個(gè)高速光電耦合隔離器件6N137，由于6N137輸出引腳的驅動(dòng)能力不夠，需要連接一個(gè)約390 Ω的上拉電阻，以增加輸出引腳的驅動(dòng)能力。兩個(gè)光電耦合隔離器件6N137的電源信號采用5 V的DC-DC隔離模塊WRA0505P，以增強系統的抗干擾能力。
(3)收發(fā)器PCA82C250的CANH和CANL引腳各自由通過(guò)一個(gè)5 Ω的電阻與CAN總線(xiàn)相連，電阻起到一定的限流作用，保護PCA82C250免受CAN總線(xiàn)上的過(guò)流沖擊。
(4)收發(fā)器PCA82C250的CANH和CANL引腳與電源地之間分別反接一個(gè)保護二極管和30 pF的電容，可以起到CAN總線(xiàn)的過(guò)壓保護作用和過(guò)流沖擊。
(5)CAN控制器SJA1000T輸入方式有2種：Intel輸入方式和Motorola輸入方式。在此采用Intel輸入方式，所以SJA1000T的MODE引腳接高電平。