基于51單片機的CAN總線(xiàn)系統設計
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本系統由單片機外圍電路、CAN總線(xiàn)硬件電路和USB-CAN轉換電路組成。單片機外圍電路包括電源電路模塊、復位電路模塊、串口通信模塊。CAN總線(xiàn)硬件電路包括電氣隔離模塊、光耦隔離模塊、CAN驅動(dòng)器電路。USB-CAN轉換電路包括CH375與單片機接口電路模塊和USB接口電路模塊。
C8051F040單片機內部的控制器局域網(wǎng)(CAN)控制器是一個(gè)協(xié)議控制器，不提供物理層驅動(dòng)器(即收發(fā)器)，需要外部重新接入物理層驅動(dòng)器。本處采用TJ1050，TJA1050是控制器區域網(wǎng)絡(luò )(CAN)協(xié)議控制器和物理總線(xiàn)之間的接口，是一種標準的高速CAN收發(fā)器。TJA1050可以為總線(xiàn)提供差動(dòng)發(fā)送性能，為CAN控制器提供差動(dòng)接收性能。
TJA1050是PCA82C250和PCA82C251高速CAN收發(fā)器的后繼產(chǎn)品。其功能框圖如圖2所示。
2．1 CAN總線(xiàn)抗干擾設計
(1)總線(xiàn)阻抗匹配CAN總線(xiàn)的末端必須連接2個(gè)120 Ω的電阻，它們對總線(xiàn)阻抗匹配有著(zhù)重要的作用，不可省略。否則，將大大降低總線(xiàn)數據通信時(shí)的可靠性和抗干擾性，甚至有可能導致無(wú)法通信。
(2)在TJA1050的CANH、CANI。端與地之間并聯(lián)2個(gè)30 pF的小電容，以濾除總線(xiàn)上的高頻干擾，防止電磁輻射。
(3)在TJA1050的CANH、CANL端與CAN總線(xiàn)之間各串聯(lián)1個(gè)5 Ω的電阻，以限制電流，保護TJA1050免受過(guò)流沖擊。
(4)在TJA1050、TLP113等集成電路的電源端與地之間加入1個(gè)100 nF的去耦合電容，以降低干擾。
3 系統軟件設計
系統軟件設計主要包括CAN通信程序和CAN-USB轉換程序設計。此外為了采集CAN節點(diǎn)的數據并發(fā)送到上位機顯示，還加入了采集單片機內部溫度傳感器數據程序。CAN通信程序主要完成各節點(diǎn)的CAN數據傳輸，既能向其他節點(diǎn)發(fā)送數據，又能接收其他節點(diǎn)發(fā)來(lái)的數據以控制相應的LED的亮滅。CAN-USB轉換程序主要完成數據的中轉，既能接收上位機發(fā)來(lái)的數據并打包成CAN協(xié)議相應的數據，又能將CAN協(xié)議數據發(fā)到上位機。溫度傳感器采集主要是對內部的熱敏電阻上的電壓經(jīng)過(guò)ADC0進(jìn)行AD轉換并轉換成實(shí)際的溫度。
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