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　　CAN總線最早是德國的BOSCH公司為解決汽車的監(jiān)測，控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。簡單介紹了CAN總線的特點(diǎn)與構(gòu)成。詳細(xì)介紹了主節(jié)點(diǎn)的工作過程和從節(jié)點(diǎn)硬件接口電路的搭建方法，并通過對微處理器的軟件編程，實(shí)現(xiàn)了CAN總線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)通信。整個節(jié)點(diǎn)通信系統(tǒng)工作穩(wěn)定，可以滿足現(xiàn)場環(huán)境要求。本文重點(diǎn)就模擬量輸入模塊和開關(guān)量輸入模塊的設(shè)計(jì)，采用具有CAN接口的C8051F550單片機(jī)作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的從節(jié)點(diǎn)，用來采集模擬量和開關(guān)量，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)中央控制器的通信。

　　1 CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

　　如圖1所示，本設(shè)計(jì)中通過帶有終端器(120歐電阻)的通信介質(zhì)(雙絞線)將上位機(jī)和底層模塊連接起來。實(shí)驗(yàn)中，終端電阻和雙絞線阻抗的匹配確保了數(shù)據(jù)信號不會在總線的兩端反射。上位機(jī)(主節(jié)點(diǎn))采用USB—CAN接口適配器(型號GYB507)，使PC機(jī)直接通過USB接口就可連入CAN總線網(wǎng)絡(luò)，成為一個標(biāo)準(zhǔn)的CAN節(jié)點(diǎn)。配合總線通信測試軟件CANtool的使用，可直接配置PC機(jī)的發(fā)送與接收狀態(tài)，通信速率和報(bào)文濾波功能等。同時(shí)，還可實(shí)時(shí)監(jiān)測顯示網(wǎng)絡(luò)中各從節(jié)點(diǎn)與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通信，應(yīng)用簡單、方便。

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　　2 智能節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

　　傳統(tǒng)的從節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是將CPU與CAN總線控制器和總線收發(fā)器相連后再連入總線網(wǎng)絡(luò)，這樣使CPU外圍電路復(fù)雜化，整個系統(tǒng)受外部影響較大。為了解決這一問題，很多單片機(jī)廠商都將CAN控制器集成在單片機(jī)上。本文中選用C8051F550該單片機(jī)，它是內(nèi)部集成的CAN控制器，完全按照BoshchCAN全功能的CAN模塊實(shí)現(xiàn)，符合CAN2.0B協(xié)議，工作位速率可達(dá)1Mpbs。控制器包含有一個CAN內(nèi)核，消息緩沖區(qū)，報(bào)文處理狀態(tài)機(jī)和CAN控制寄存器。通信控制器有32個消息對象，可以配置為發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)，消息對象及其標(biāo)識符存儲在CAN消息緩沖區(qū)中，能實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層的全部功能及物理層大部分功能。CIP-51CPU可通過特殊功能寄存器直接或間接訪問CAN控制寄存器(CANOCN)，測試寄存器(CANOTST)和狀態(tài)寄存器(CANOSTA)。所有其它寄存器只能通過CANOADR，CANODATH和CANOTAL寄存器以地址索引方式間接訪問。

　　CAN總線的驅(qū)動器采用隔離CAN總線收發(fā)器CTM1050，通信速率1Mbps，至少可連接110個節(jié)點(diǎn)。內(nèi)部集成的電氣輸入級隔離電路，可隔離高達(dá)2 500V的直流電壓。輸入級兼容3.3V和5V的CAN控制器，輸出級驅(qū)動具有溫度保護(hù)，內(nèi)部TVS管可防止總線過壓功能。與傳統(tǒng)的PCA82C250總線收發(fā)器相比，主要優(yōu)點(diǎn)是無需外加光耦可直接使用，外圍電路簡單，安全，可滿足工業(yè)現(xiàn)場惡劣條件的使用。圖2所示為C805117550與CTM1050的接口電路。