一種新型CAN總線(xiàn)冗余電路設計與研究
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
本文采用帶在片CAN控制器的單片機P80C3592，節點(diǎn)電路連接圖如圖6所示。CAN控制器的發(fā)送輸出端CTX0接CD4053的第二路模擬開(kāi)關(guān)輸出端Y；CAN控制器的接收輸入端CRX0接CD4053的第一路模擬開(kāi)關(guān)輸出端X。CD4053的第一路模擬開(kāi)關(guān)的輸入端X0、X1分別接兩個(gè)總線(xiàn)驅動(dòng)器的接收輸出端RXD；CD4053的第三路模擬開(kāi)關(guān)的輸出端Z與其輸入端Z0連接后，然后將第二路與第三路模擬開(kāi)關(guān)的輸入端Y0、Y1和Z0、z1對應連接，再對應連接兩個(gè)總線(xiàn)驅動(dòng)器的發(fā)送輸入端TXD。CD4053三獨立選通由單片機的P1口低三位控制。這樣就使得雙總線(xiàn)可供選擇的工作方式增加。對于單一節點(diǎn)來(lái)說(shuō)，雙總線(xiàn)所有可能的運行方式如表1所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/181007.htm
對于所有節點(diǎn)來(lái)說(shuō)，雙CAN總線(xiàn)有同時(shí)運行和熱備份兩種運行方式。由于采用雙驅動(dòng)器冗余，只有一個(gè)總線(xiàn)控制器，所以每個(gè)節點(diǎn)不能同時(shí)從兩路總線(xiàn)接收數據，故本文的驅動(dòng)器冗余方式不能實(shí)現嚴格意義上的同時(shí)運行方式。另外，同時(shí)運行方式功耗大，總線(xiàn)通信利用率低。
若采用圖3所示的電路，只能實(shí)現表1中的方式5和6，若采用圖4所示的電路，只能實(shí)現表1中的方式1和4。方式2和3具有非常特殊的作用：a．雙總線(xiàn)同時(shí)運行時(shí)，可以為兩個(gè)不同的節點(diǎn)傳遞報文，提高總線(xiàn)通信利用率；b．可能實(shí)現單節點(diǎn)調試。因為單節點(diǎn)采用其他方式調試時(shí)，報文發(fā)送后由于得不到應答而會(huì )檢測到錯誤并不斷重發(fā)報文，節點(diǎn)轉為被動(dòng)出錯節點(diǎn)。
3 軟件編程
CAN總線(xiàn)節點(diǎn)的通信程序主要包括初始化、報文發(fā)送和報文接收三部分。
(1)CAN節點(diǎn)初始化主要是配置控制組寄存器。在初始化前，必須確保CAN控制器進(jìn)入復位模式。初始化主要有：配置總線(xiàn)定時(shí)器BTR0和BTR1，設定總線(xiàn)通信波特率；配置輸出控制寄存器OCR，設定控制器輸出管腳CTXO和CTX1的輸出模式；配置驗收碼寄存器ACR和驗收屏蔽碼寄存器AMR，設定驗收碼和驗收屏蔽碼。
(2)報文發(fā)送程序將報文(目標節點(diǎn)ID、數據長(cháng)度和數據)送入發(fā)送緩沖器，然后啟動(dòng)發(fā)送指令即可，CAN控制器能自動(dòng)報文發(fā)送過(guò)程。報文發(fā)送可通過(guò)中斷和查詢(xún)兩種方式實(shí)現，但是中斷方式效率高，采用較多。
(3)報文接收程序是從CAN控制器的接收緩沖器讀取節點(diǎn)需要的數據并保存。數據接收也可通過(guò)中斷和查詢(xún)兩種方式實(shí)現，普遍采用效率高的中斷方式。
4 結 論
本文所設計的驅動(dòng)器冗余電路簡(jiǎn)單，能較好地提高硬件可靠性，相對降低了成本，同時(shí)，為雙總線(xiàn)運行提供了更多的方式，使得編程更加靈活，可以提高總線(xiàn)通信利用率。除此之外，在報文發(fā)送出現沖突時(shí)，還可以通過(guò)軟件轉移負荷，平衡雙總線(xiàn)的通信負荷。
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