隨著微處理器的發(fā)展，利用微處理器對工業(yè)生產(chǎn)過程進行控制已成為趨勢。在工業(yè)控制過程中，由于大量數(shù)據(jù)信息的共享和傳輸，傳統(tǒng)的串行通信模式已不能滿足要求。在工業(yè)控制領域中，需要一種抗干擾性強、可靠性高、傳輸速度快和傳輸距離長的總線結構。CAN總線技術不僅滿足上述要求，而且還能實現(xiàn)多點間的信息傳遞。本文使用PCI9810-cAN適配卡上的CAN總線組成局域網(wǎng)絡，實現(xiàn)多微處理器間的信息傳遞和PC機對多處理器的檢控、通信。

　　1 CAN總線簡介

　　CAN（Controller Area Networks）總線，最早是由德國Bosch公司開發(fā)用于局域網(wǎng)控制的總線技術。CAN總線采用傳統(tǒng)的雙線串行通信方式，具有診斷能力，抗電磁干擾，其最陜傳輸速率可達1 Mb·s-1，最長通信距離可達10 km（此時的傳輸速率大約為40 kb·s-1）。在CAN總線組成的局域網(wǎng)絡中，通信節(jié)點之間不采用主從方式，而是具有總線訪問優(yōu)先權，通信方式靈活，可實現(xiàn)點對點，一點對多點及廣播方式傳輸數(shù)據(jù)。

　　2 系統(tǒng)通信模塊的硬件設計

　　CAN總線是由PCI9810-CAN適配卡提供，本文主要完成通信節(jié)點的設計。通信節(jié)點不僅可以和PC機進行信息交換，還可獨立與其他各節(jié)點通信。微處理器在需要和主機或其它節(jié)點通信時，其通過P0口向SJA1000T的寄存器發(fā)送信息，再由PCA82C250把信息傳遞到CAN總線上。主機和其他通信節(jié)點判斷接收報文的標識符，將對接收到的信息作相應的處理，從而實現(xiàn)通信功能，如圖1所示。

?

圖1 系統(tǒng)通信接點的原理

　　在設計過程中，為了滿足多微處理器間通信的實時性和可靠性要求，結合CAN控制器的特點，對圖1作簡單介紹：

　　（1）收發(fā)器PCA82C250的引腳8（Rs）有3種工作方式：高速，斜率控制和待機。斜率控制方式具有抗射頻干擾的功能，所以采用47 kΩ的電阻連接引腳8，實現(xiàn)斜率控制方式。

　　（2）圖1中應為兩個高速光電耦合隔離器件6N137，由于6N137輸出引腳的驅動能力不夠，需要連接一個約390 Ω的上拉電阻，以增加輸出引腳的驅動能力。兩個光電耦合隔離器件6N137的電源信號采用5 V的DC-DC隔離模塊WRA0505P，以增強系統(tǒng)的抗干擾能力。

　　（3）收發(fā)器PCA82C250的CANH和CANL引腳各自由通過一個5 Ω的電阻與CAN總線相連，電阻起到一定的限流作用，保護PCA82C250免受CAN總線上的過流沖擊。

　?。?）收發(fā)器PCA82C250的CANH和CANL引腳與電源地之間分別反接一個保護二極管和30 pF的電容，可以起到CAN總線的過壓保護作用和過流沖擊。

　?。?）CAN控制器SJA1000T輸入方式有2種：Intel輸入方式和Motorola輸入方式。在此采用Intel輸入方式，所以SJA1000T的MODE引腳接高電平。

　?。?）設計僅用到TX0和RX0引腳，根據(jù)SJA1000T通信協(xié)議所要求的輸入／輸出邏輯電平關系，SJA1000T的TX1腳懸空，RX1引腳的電位必須維持在0.5 Vcc以上，所以在TX1引腳接上約6.8 kΩ和3.6 kΩ分壓電阻。

　　（7）微處理器C51的引腳P2.7接CAN控制器SJA1000T的片選信號／CS，可知CAN控制器SJA1000T的寄存器首地址為8000H。處理器C41和CAN控制器SJA1000T共用12 MHz的晶振，以提高通信速率。

　　通過上述分析，設計的電路原理圖，如圖2所示。

?

圖2 通信節(jié)點的電路原理圖

　　3 系統(tǒng)通信模塊的軟件設計

　　通信模塊的軟件由3部分組成：初始化程序，發(fā)送程序和接受程序。僅這3部分程序，就能完成通信節(jié)點間信息的傳遞。要將CAN總線應用于更復雜的通信系統(tǒng)中，還要考慮CAN總線的錯誤處理，超載處理等功能和節(jié)點間的計算方法。由于每個通信節(jié)點都有自己的MCU，所以它們之間可以自由通信。通過CAN收發(fā)器PCA82C250的引腳CANH和CANL對總線輸出，使總線表現(xiàn)“顯性”，這時可發(fā)送信息。判斷總線表現(xiàn)為“顯性”時，就要為接受信息做好準備。