CAN總線(xiàn)在測控系統中的應用研究

摘要：在測控系統中應用CAN總線(xiàn)，充分利用CAN總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，使系統龐大，應用環(huán)境復雜的測控系統中分系統之間的信息交換可靠地進(jìn)行，提高整個(gè)測控系統可靠性。提出了3種CAN總線(xiàn)節點(diǎn)實(shí)現方法，在比較各種實(shí)現方法的基礎上，選擇了DSP芯片的方法。在某雷達設備改造中，分系統之間的通信采用CAN總線(xiàn)，CAN總線(xiàn)的靈活性、高穩定性、強的抗干擾能力都得到了充分的體現。
關(guān)鍵詞：CAN總線(xiàn)；測控系統；DSP；DSP芯片

0 引言
CAN總線(xiàn)是德國B(niǎo)osch公司為現代汽車(chē)電子應用率先推出的一種多主機局域網(wǎng)現場(chǎng)總線(xiàn)，在汽車(chē)制造、工業(yè)控制、醫療器械、建筑和環(huán)境控制等領(lǐng)域中已得到廣泛應用，成為自動(dòng)化領(lǐng)域最具有應用前景的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。
當前，工業(yè)現場(chǎng)設備過(guò)程控制已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的階段，現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的普遍應用和基于嵌入式微處理器的智能化設備是主要特征。

1 CAN總線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)
CAN總線(xiàn)之所以在各行各業(yè)得到了廣泛的應用，是因為它具有許多的突出優(yōu)點(diǎn)，主要有如下幾個(gè)方面：短幀結構，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，適于復雜環(huán)境；每幀信息都采用CRC校驗及其他檢錯措施，數據出錯率極低；通信介質(zhì)選擇靈活，可以是雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光纖；不會(huì )出現因個(gè)別節點(diǎn)出問(wèn)題而影響整個(gè)總線(xiàn)正常工作；任一節點(diǎn)可在任一時(shí)刻主動(dòng)發(fā)送，這是CAN總線(xiàn)靈活通信方式的基礎；信息以標識符分為不同的優(yōu)先級，可滿(mǎn)足不同的實(shí)時(shí)性要求；速率最高可達1Mb／s，最遠可達10km；節點(diǎn)數可達110個(gè)。

2 CAN總線(xiàn)在測控系統應用設想
2．1 總體設想
目前，測控系統突出的特點(diǎn)是數字化、模塊化、小型化和智能化等。通常情況下，測控系統可分為如下幾個(gè)分系統：發(fā)射分系統、高頻接收分系統、基帶分系統、伺服分系統、時(shí)頻分系統、監控分系統等。作為測控系統的一部分，這些分系統之間需要進(jìn)行通信，甚至分系統內部也需要交換信息。作為抗干擾能力特別強的CAN總線(xiàn)，非常適合這樣的應用環(huán)境和場(chǎng)合。圖1為CAN總線(xiàn)在測控系統的應用框圖。

2．2 CAN總線(xiàn)節點(diǎn)設計與實(shí)現
CAN總線(xiàn)節點(diǎn)設計主要依據是CAN總線(xiàn)協(xié)議，每個(gè)節點(diǎn)必須實(shí)現CAN協(xié)議規定的各種功能。目前，CAN總線(xiàn)的實(shí)現方法主要有3種：一種是用專(zhuān)用器件實(shí)現，這些器件主要有SJA1000和PCA82C250。其中，SJA1000器件完成CAN協(xié)議的所有功能，PCA82C250器件完成CAN總線(xiàn)物理層電平轉換的功能。另一種方法是用于大規模集成電路上集成的CAN接口模塊，這些芯片有DSP芯片和ARM芯片等，可以用這些芯片實(shí)現CAN控制器功能，完成CAN協(xié)議規定的各種要求，這種方法也需要PCA82C250等器件完成CAN總線(xiàn)物理層電平轉換功能。第三種方法是用現場(chǎng)可編程邏輯器件來(lái)實(shí)現，如FPGA芯片。這種方法需要用戶(hù)實(shí)現CAN協(xié)議要求的功能，難度比較大，但這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是靈活，可以根據用戶(hù)要求有針對性地實(shí)現所需要的功能。圖2為用DSP芯片實(shí)現的一個(gè)CAN總線(xiàn)節點(diǎn)。