基于LabVIEW的便攜式汽車(chē)儀表檢測儀的研制----設計方案與硬件結構（二）

　　3.1.2數據通信(總線(xiàn))

　　數據通訊是把數據的處理和傳輸合為-體，實(shí)現數字信息的接收、存儲、處理和傳輸，并對信息流加以控制、校驗和管理的-種通訊形式。

　　計算機與通訊線(xiàn)路及設備結合起來(lái)實(shí)現人與計算機、計算機與計算機之間的通訊，不僅使各用戶(hù)計算機的利用率大大提高，而且極大地擴展了計算機的應用范圍，并使各用戶(hù)實(shí)現計算機軟硬件資源與數據資源的共享。對計算機的遠距離實(shí)時(shí)控制和對數據的遠距離收集等項工作，也都可以利用數據通訊來(lái)進(jìn)行。

　　用于數據通訊的通訊網(wǎng)，稱(chēng)為數據通訊網(wǎng)。它分為專(zhuān)用數據網(wǎng)和公用數據網(wǎng)。專(zhuān)用網(wǎng)發(fā)展較早，目前仍普遍使用。在20世紀70年代前，公用數據通訊-般使用原有的公共電話(huà)網(wǎng)或電報網(wǎng)。70年代以來(lái)，隨著(zhù)數據通訊迅速發(fā)展，開(kāi)始建立公用數據網(wǎng)。而局域網(wǎng)則是-種專(zhuān)用的數據通訊網(wǎng)。

　　公用數據網(wǎng)-般采用分組交換和電路交換兩種交換方式。分組交換能提高電路的利用率，更靈活地滿(mǎn)足實(shí)時(shí)數據通訊的要求。分組交換網(wǎng)是-種主要的公用數據通訊網(wǎng)。

　　在現代信息社會(huì )中，政府機關(guān)及各個(gè)部門(mén)要實(shí)現高效率的管理，數據通訊是-種至關(guān)重要的手段。

　　在通訊發(fā)達的國家，用戶(hù)只要攜帶-臺袖珍式電腦，與國際長(cháng)途直撥電話(huà)線(xiàn)相連，就可以與全球任何地方進(jìn)行數據信息的交換。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)是指以工廠(chǎng)內的測量和控制機器間的數字通訊為主的網(wǎng)絡(luò )，也稱(chēng)現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )。也就是將傳感器、各種操作終端和控制器間的通訊及控制器之間的通訊進(jìn)行特化的網(wǎng)絡(luò )。原來(lái)這些機器間的主體配線(xiàn)是ON/OFF、接點(diǎn)信號和模擬信號，通過(guò)通訊的數字化，使時(shí)間分割、多重化、多點(diǎn)化成為可能，從而實(shí)現高性能化、高可靠化、保養簡(jiǎn)便化、節省配線(xiàn)(配線(xiàn)的共享)。

　　CAN全稱(chēng)為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之-。最初是德國的Bosch公司為了汽車(chē)監控和控制系統設計了CAN總線(xiàn)，現在，世界上許多的著(zhù)名汽車(chē)制造廠(chǎng)商都已經(jīng)開(kāi)始采用CAN總線(xiàn)來(lái)實(shí)現汽車(chē)內部控制系統與各檢鋇l和執行機構間的數據通信。由于CAN總線(xiàn)的數據通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，CAN總線(xiàn)被廣泛應用于汽車(chē)、火車(chē)、輪船、機器人、智能樓宇、機械制造、數控機床、紡織機械、醫療器械、消防管理、傳感器、自動(dòng)化儀表等領(lǐng)域。CAN己經(jīng)形成國際標準，并已經(jīng)被公認為幾種最有前途的現場(chǎng)總線(xiàn)之-。1993年，150組織頒布了CAN國際標準15011898，為控制器局域網(wǎng)的標準化和廣泛應用打下了基礎。

　　CAN總線(xiàn)使用的通信介質(zhì)為雙絞線(xiàn)及其它電纜，傳輸速率可達IMbPs.鑒于其突出的可靠性和獨特的設計以及高速率，傳輸距離較長(cháng)的特點(diǎn)，特別適合工業(yè)現場(chǎng)監控設備的互聯(lián)，根據不同的需要或以主從方式，或以多主方式工作.概括起來(lái)，它具有如下特點(diǎn)：

　　(l)通信方式靈活。CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò )上任-節點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò )上其他節點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，且無(wú)需站地址等節點(diǎn)信息，利用這-特性可方便的構成多機備份系統。

　　(2)CAN的直接通信距離最遠可達10km(速率5KbPs以下)，通信速率最高可達1MbPs(此時(shí)通信距離最長(cháng)為40m)。

　　(3)CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光纖，選擇靈活。

　　(4)在報文標識符上，CAN上的節點(diǎn)可分成不同的優(yōu)先級，可以滿(mǎn)足不同的實(shí)時(shí)要求，優(yōu)先級高的數據最多可在134ps內得到傳輸。

　　(5)CAN采用非破壞性總線(xiàn)仲裁技術(shù)，當多個(gè)節點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級較低的節點(diǎn)會(huì )主動(dòng)退出發(fā)送，而高優(yōu)先級的節點(diǎn)可以不受影響地繼續傳送數據，從而大大節省了總線(xiàn)沖突仲裁時(shí)間，尤其是在網(wǎng)絡(luò )負載很重的情況下也不會(huì )出現網(wǎng)絡(luò )癱瘓情況。

　　(6)CAN只需通過(guò)報文濾波即可實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)、-點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳播接收數據，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的“調度”。

　　(7)CAN上的節點(diǎn)數主要取決于總線(xiàn)驅動(dòng)電路，目前可達110個(gè)，報文標識符可達2032種(CAN2.0A)，而擴展標準(CAN2.0B)的報文標識符幾乎不受限制。

　　(8)報文采用短幀結構，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，保證了數據出錯率極低。

　　(9)CAN的每幀信息都有cRc校驗及其他檢錯措施，具有極好的檢錯效果。

　　(10)CAN總線(xiàn)上的節點(diǎn)在錯誤嚴重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線(xiàn)的功能，退出網(wǎng)絡(luò )通訊，保證總線(xiàn)上其它節點(diǎn)的操作不受影響。

　　(11)CAN總線(xiàn)通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對通信數據的成幀處理，包括位填充、數據塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等多項工作。

　　(12)CAN在發(fā)送期間若丟失仲裁或由于出錯而遭破壞的幀可自動(dòng)重發(fā)送，而且可以進(jìn)行暫時(shí)錯誤和永久性故障節點(diǎn)的判別以及故障節點(diǎn)的自動(dòng)脫離。

　　總線(xiàn)在這里起到傳輸從各個(gè)儀表采集的信號，還有比對過(guò)反饋的信號，汽車(chē)儀表信號有模擬信號還有數字信號，所有的信號的輸出與輸入都是通過(guò)總線(xiàn)來(lái)完成傳輸工作的，總線(xiàn)就相當于我們生活中的交通工具，又相當于我們人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，都起到傳輸的作用。

　　3.1.3板卡介紹

　　頻率脈沖信號發(fā)生板卡PM-536：

　　特性

　　計數器部分：

　　使用器件：82C54

　　計數通道數：12路

　　最大計數頻率：IOM

　　內部晶震頻率：6M(用戶(hù)可以定制)

　　開(kāi)關(guān)量部分：

　　電平方式：TTL

　　輸入通道數：16路

　　輸出通道數：16路

　　輸出驅動(dòng)能力：IOmA

　　電源功耗：+SV500mA

　　使用環(huán)境要求：

　　工作溫度：-40℃-70℃(寬溫)0℃-60℃(普通)

　　相對濕度：40%-80%

　　存貯溫度：-45℃-+150℃

　　外形尺寸：長(cháng)*高=91mm*96mm

　　可編程網(wǎng)絡(luò )電阻：可編程標準電阻發(fā)生器電路是為產(chǎn)生可編程標準電阻而設計，電路采用CMOS集成電路控制，電阻按8421編碼方式輸出的精密可編程的電阻網(wǎng)絡(luò )，具有數字化，可編程，電阻可任意組合等特點(diǎn)，是程控電阻的-種實(shí)用方法。

　　CAN通訊板卡PCI841：

　　支持windows98/2000漢P驅動(dòng)程序和工具直接存儲映射，實(shí)現高速數據訪(fǎng)問(wèn)狀態(tài)收發(fā)有指示燈顯示，方便調試每個(gè)端口可自由選擇中斷，中斷號：3，4，5，6，7，9，10，11，等1000VDC的光電隔離保護，極大提高可靠性地址可從C800到EFOO調整，共占用4KB的地址空間支持兩個(gè)互相獨立的CAN接口，每個(gè)接口最大速率可達50OK.PCI-841是專(zhuān)用的通訊卡，提供了控制器局域網(wǎng)絡(luò )連接到您的PC.憑借其內置的CAN控制器，的PCI-841提供了-個(gè)自動(dòng)變速箱重復功能總線(xiàn)仲裁和錯誤檢測。這大大降低了數據丟失的機會(huì )，并確保系統的可靠性。板載CAN控制器位于內存在不同的位置。您可以運行兩個(gè)獨立的CAN控制器在同-時(shí)間。在PCI-841工作在波特率高達1MbPs，可以在PC機擴展槽上。