CAN總線(xiàn)隔離器的設計與應用

CAN報文的接收與發(fā)送相同，由CAN控制器自動(dòng)完成，接收程序只需從接收緩存器中讀取所接收的數據，再進(jìn)行相應處理。其方法與發(fā)送程序基本一致，這里不再贅述。

6 關(guān)鍵技術(shù)設計分析
6．1 冗余設計
工業(yè)控制現場(chǎng)狀況復雜，因外力所致的電纜接觸故障率遠遠高于節點(diǎn)的故障率，一旦電纜發(fā)生故障，總線(xiàn)就會(huì )失去通信能力，并導致系統癱瘓，對工控系統的健壯性構成威脅。解決這一故障最簡(jiǎn)單、有效的辦法是對故障率較高的物理介質(zhì)進(jìn)行冗余設計。即使用2條總線(xiàn)電纜、2個(gè)CAN總線(xiàn)收發(fā)器，但只用1個(gè)總線(xiàn)控制器。仲裁電路自動(dòng)監測總線(xiàn)狀態(tài)，并自適應選擇正常的電纜完成通信任務(wù)。發(fā)生電纜故障時(shí)，設備自動(dòng)報警，提醒工作人員進(jìn)行檢修。檢修過(guò)程中，設備使用備用電纜繼續工作。電纜冗余設計可實(shí)現與通常的CAN總線(xiàn)通訊系統代碼級兼容。仲裁電路設置于總線(xiàn)控制器與2個(gè)總線(xiàn)收發(fā)器之間，監測CAN總線(xiàn)電纜狀態(tài)，實(shí)現自適應切換和報警。設備向其他節點(diǎn)發(fā)送報文時(shí)，總線(xiàn)控制器向2條總線(xiàn)同時(shí)發(fā)送相同的報文；而接收報文時(shí)，仲裁電路在無(wú)電纜故障時(shí)，一直使用總線(xiàn)1(主總線(xiàn))進(jìn)行報文接收。如果總線(xiàn)2(從總線(xiàn))出現故障，故障監測電路就向主控計算機發(fā)出中斷信號報故障，同時(shí)處于正常狀態(tài)的總線(xiàn)1仍承擔正常通訊任務(wù)；如果總線(xiàn)1出現故障，故障監測電路在向主控計算機發(fā)出中斷信號的同時(shí)，自動(dòng)切換成總線(xiàn)2，以保證設備正常工作?？偩€(xiàn)切換動(dòng)作只會(huì )出現在正在使用的電纜發(fā)生故障時(shí)，這樣可提高通訊的穩定性，降低應答失敗的幾率。
6．2 接收數據時(shí)ID不濾波的實(shí)現
在CAN總線(xiàn)的接收過(guò)程中，一般實(shí)現的都是發(fā)送ID和接收ID相匹配的方式，也就是說(shuō)在接收方要進(jìn)行接收，而ID濾波，而本設計實(shí)現任意接收方式，只要有數據就開(kāi)始接收不進(jìn)行ID號的濾波，這樣可更好進(jìn)行測試，例如某個(gè)設備所攜帶的ID號，由于各種原因與接收方所接收的ID不匹配，這樣就可判斷出所發(fā)設備可能收到干擾，或者所發(fā)設備自身出現了問(wèn)題。這種ID號不過(guò)濾的方法主要通過(guò)對接收設備的命令請求寄存器、消息掩碼寄存器、仲裁寄存器、消息控制寄存器和命令掩碼寄存器的設置來(lái)實(shí)現。其實(shí)現程序如下：

7 結論
本文提出一種CAN總線(xiàn)隔離器的實(shí)現方案。利用具有CAN總線(xiàn)控制器的C8051F系列單片機實(shí)現了CAN智能節點(diǎn)，增加CAN節點(diǎn)的冗余設計，提高通訊的穩定性，降低應答失敗的幾率；實(shí)現不濾波的CAN數據接收，可更好測試系統的可靠性和監測功能，當接收到不是已知設備發(fā)來(lái)的消息時(shí)，能夠準確定位設備故障的位置。此方案實(shí)現的CAN總線(xiàn)隔離器已成功應用于某型號飛行器的地面測試臺中，經(jīng)測試和調試后，系統工作穩定，達到設計要求。并且由于采用內嵌的CAN總線(xiàn)控制器，可為以后的系統升級預留大量空間。