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基于AVR处理器at90can128的CAN总线应用

2012年03月19日 ?? 收藏0
1 前 言

  现场总线是当前工业总线领域中最活跃的一个领域, CAN 总线是工业数据总线领域重要的现场总线之一。CAN 是Contro ller Area N etw ork的缩写, 是国际标准化的串行通信协议。在当今的汽车产业中, 出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求, 各种各样的电子控制系统被开发出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同, 由多条总线构成的情况很多, 线束的数量也随之增加。为减少线束的数量、通过多个LAN进行大量数据的高速通信, 1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。而今CAN 在欧洲已是汽车网络的标准协议。CAN 的初衷是为了解决汽车里多种复杂数据的通信, 后来证实在很多工业领域也能应用自如。

   2 CAN 总线特性及当今状况

  CAN 总线与其他通讯网络的不同之处在于: 报文传送中不包括目标地址, 以全网广播为基础, 各接收站根据报文中反映数据性质的标识符过滤报文;强化了对数据安全性的关注, 满足控制系统较高的数据需求。它具有如下显着特征: 极高的总线利用率、低成本、高速的数据传输速率、远距离传输、可靠的错误处理和检错机制、可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文, 节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能等等。

  CAN 总线所需完善的通信协议可由CAN 控制器芯片和接口芯片实现, 大大降低了系统的开发难度、组成成本、缩短了开发周期, 其高性能高可靠性以及灵活的设计受到人们的重视, 应用也越来越广泛。目前比较流行的控制器芯片是飞利浦公司的SJA1000和收发器芯片TJA1050。

  由于近几年来CAN 总线技术逐步在我国推广开来, CAN 总线技术的独特特点 传输数据的可靠性和实时性, 已获得国际自动化控制领域的认可,其应用前景十分光明。国内推动CAN 总线技术进步的应用事例不断扩展, 积极促进了我国自动化技术的进步。由于CAN 总线本身的特点, 其应用范围己经扩展到过程工业、机械工业、数控机床、医疗机械、家用电器及传感器等领域, 而在电梯控制系统中, 主板需要接收不同楼层呼梯、轿厢里呼梯、调整电梯运行参数等多路信号, 因此CAN 总线的优势明显。如图1所示。

图1 CAN总线应用拓扑结构
图1 CAN总线应用拓扑结构

   3 集成CAN 控制器的ARM 微处理器

  CAN 总线基于一组严格的协议, 一般来说在主CPU 外接一个专用CAN 控制器以实现。由于近年来微处理器的迅速发展, 出现了很多功能强大的集成CAN 控制器的CPU, 使得在CAN 总线应用上又简便了一些。而在价格上, 集成CAN 总线的微处理器和一般处理器加上专用CAN 控制器芯片的价格相当, 所以, 集成CAN 总线的微处理器必然成为今后CAN 总线应用的趋势。NXP 公司生产的ARM结构LPC2294就是其中一款流行的带CAN 总线控制器的CPU。它是基于一个支持实时仿真和跟踪的32位ARM7TDM I- S CPU 的微控制器, 并带有256k字节嵌入的高速Flash 存储器。极低的功耗、多个32位定时器、8路10位ADC、4路CAN以及多达9个外部中断使它们特别适用于工业控制, 因此,LPC2294也可作为电梯控制系统的主控制器。

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