CAN總線在多機通信中的應(yīng)用

摘要：設(shè)計了多個CAN總線的通信節(jié)點，通過PCI9810-CAN適配卡上的CAN總線，組成一個局域通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了PC機對各個節(jié)點的監(jiān)控和通信以及節(jié)點間的自由通信。
關(guān)鍵詞：CAN總線；多機通信；CAN控制器

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(lǐng)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(jié)構(gòu)。CAN總線技術(shù)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(luò)，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(shù)。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(luò)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(quán)，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(shè)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(shè)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(yīng)的處理，從而實現(xiàn)通信功能，如圖1所示。

在設(shè)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(jié)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(yīng)為兩個高速光電耦合隔離器件6N137，由于6N137輸出引腳的驅(qū)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(qū)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。
(4)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。
(5)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。