基于DSPIC30F3013的CAN總線(xiàn)數據采集系統方案

　　MCP2515與MCU的接口可以靈活配置?？赏ㄟ^(guò)引腳（如TXORTS）與MCU的數字I／O腳直接相連，利用數字I／O的讀寫(xiě)功能控制MCP2515的狀態(tài)；也可以直接使用MCP2515的SPI指令集來(lái)實(shí)現所有的功能。用于控制MCP2515的SPI指令集如表1所列。

　　dsPIC30F3013通過(guò)SPI接口與MCP2515進(jìn)行通信，dsPIC30F3013的SPI模塊工作在主控模式，MCP2515工作在從動(dòng)模式。dsPIC30F3013通過(guò)調用SPI指令來(lái)訪(fǎng)問(wèn)MCP2515的內部寄存器。

　　MCP2551是一個(gè)可容錯的高速CAN收發(fā)器，它完全符合ISO-11898標準，包括能滿(mǎn)足24 V電壓要求。它的工作速率可高達1 Mb／s。

　　2 軟件設計

　　dsPIC30F3013作為控制核心，它承擔著(zhù)數據采集處理和CAN通信的任務(wù)。數據采集部分的工作流程如圖4所示。

　　dsPIC30F3013的12位ADC模塊包含一塊ADCBUFO至ADCBUFF的16字雙口只讀緩沖區，對ADC轉換結果進(jìn)行緩沖。本應用采樣3路信號，并用掃描輸入，經(jīng)過(guò)12次ADC轉換后，每次轉換的數據依次寫(xiě)入ADCBUF0至ADCBUFB。即代號為0、3、6、9的AD-CBUF中存放的是同一個(gè)信號的不同時(shí)間的采樣值，將這4個(gè)緩沖器的結果相加，然后再右移2位，即可實(shí)現該信號的4次平均值數字濾波。其他兩個(gè)信號存放在與之相關(guān)的ADCBUF中，處理方法與此相同。

　　MCP2515的SPI接口支持0，0和1，1運行模式。外部數據和命令通過(guò)SI引腳傳送到器件中，且數據在SCK時(shí)鐘信號的上升沿傳送進(jìn)去，在SCK的下降沿通過(guò)SO引腳傳送出去。CS片選引腳設置為低電平后，MCP2515希望收到的第一個(gè)字節是指令／命令字節，這就要求在調用一個(gè)命令時(shí)，要先把CS引腳拉升為高電平然后再降低為低電平。使用裝載TX緩沖器指令，取消了一般寫(xiě)命令所需的8位地址，只需選擇地址指針設置的6個(gè)地址之一，便可快速地將數據寫(xiě)入發(fā)送緩沖器。

　　下面以MCP2515的裝載TX緩沖器為例來(lái)說(shuō)明數據的發(fā)送過(guò)程。裝載TX緩沖器的時(shí)序如圖5所示。本應用有3路信號，每一路信號都要求精確到小數點(diǎn)后2位，所以經(jīng)過(guò)處理后的數據格式使用浮點(diǎn)型。一個(gè)浮點(diǎn)數需要占用4字節，為了使監控中心易于管理，用包含4字節數據長(cháng)度的標準數據幀來(lái)發(fā)送數據?，F以裝載TX緩沖器0為例說(shuō)明一次數據發(fā)送操作，如圖6所示。

　　dsPIC30F3013的SPI模塊在數據發(fā)送和接收時(shí)有8位和16位兩種工作模式可選。MCP2515的SPI指令、內部寄存器地址及數據都是8位的，所以在初始化SPI模塊時(shí)，清零MODE16（SPI1CON《10》），將通信數據配置為8位寬度。

　　結語(yǔ)

　　本文介紹了一種以Microchip公司dsPIC30F3013為控制核心，以MCP2515為CAN控制器和以MCP2551作為CAN收發(fā)器的數據采集系統。該系統與傳感器組成一個(gè)CAN節點(diǎn)，有效地改善了工控系統中監控部分線(xiàn)路布局范圍廣、布線(xiàn)凌亂、抗干擾能力差的現狀，同時(shí)，使整個(gè)監控系統更易于擴展。實(shí)踐證明，這種設計是可靠的、高性能的