采用CAN總線的工業(yè)自動化平臺

---系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)要求概述
---演示平臺意味著它應(yīng)當(dāng)能夠展示如何通過CAN總線控制幾種子系統(tǒng)，所選子系統(tǒng)應(yīng)類似典型的工業(yè)或車載子系統(tǒng)。子系統(tǒng)分布在三個電子板上。
---由于許多DSP與微處理器都在向3.3V操作移植，因此將德州儀器（TI）的3.3V CAN收發(fā)器組合到平臺中，從而顯示其如何與標(biāo)準(zhǔn)5V CAN收發(fā)器進(jìn)行互操作。由于這一點，該平臺既包括3.3V CAN收發(fā)器，也包括5V CAN收發(fā)器。
---許多處理器都包括集成的CAN控制器。本演示選擇了三種處理器，覆蓋了低端控制（TMS320LF2406A）、高端控制（TMS320F2810）及普通微處理器（TMS470R1VF338——ARM7處理器）市場。
---要展示總線的仲裁工作情況，即多于一個節(jié)點需要同時向總線傳輸時總線如何反應(yīng)，就要添加流量發(fā)生器以對總線加壓。
---本演示包括了以下子系統(tǒng)：
---* 風(fēng)扇/溫度控制。
---在溫度設(shè)定值發(fā)送至使用風(fēng)扇控制目標(biāo)溫度的溫度控制系統(tǒng)情況下，該系統(tǒng)將用做工業(yè)控制應(yīng)用的模型。舉例而言，它可以仿真HVAC系統(tǒng)，也可以仿真任何在節(jié)點上根據(jù)CAN總線另一節(jié)點的命令設(shè)定值進(jìn)行本地控制的子系統(tǒng)。

---* 馬達(dá)控制
---該系統(tǒng)用于仿真流行的工業(yè)馬達(dá)控制應(yīng)用。此處的馬達(dá)速度和/或位置由CAN總線上的遠(yuǎn)程節(jié)點控制，而實際的馬達(dá)控制則由節(jié)點之一本地進(jìn)行。
---* CAN總線訛誤器（corrupter）
---該系統(tǒng)允許向CAN總線注入各種故障，以顯示總線如何檢測錯誤并在錯誤移除時無故障恢復(fù)。
---* 總線負(fù)載因數(shù)控制
---該子系統(tǒng)產(chǎn)生額外的CAN總線流量?，F(xiàn)有兩種流量發(fā)生器，第一種為額外流量，馬達(dá)速度決定其速率。第二種為完全基于微控制器的流量發(fā)生器。其目的在于用額外的流量進(jìn)行總線加載，從而導(dǎo)致發(fā)生總線仲裁，以顯示CAN總線對高總線負(fù)載的強(qiáng)大可靠性。在高總線負(fù)載下，優(yōu)先級較低的數(shù)據(jù)包傳送延遲，而優(yōu)先級較高的數(shù)據(jù)包將使用總線。我們已設(shè)定平臺使之在低優(yōu)先級數(shù)據(jù)包延遲時給出音響提示。圖2是各種子系統(tǒng)及其分布。

---在總線上通信
---CAN總線處理器之間的通信由專門的CAN控制器處理，其作為每個處理器器件的一部分。上述控制器支持CAN協(xié)議的2.0B版本。雖然三個處理器之間的硬件相似，但可用的控制器有所不同，見表1。
---消息通過“郵箱”從處理器發(fā)送到處理器。這些郵箱經(jīng)過配置可接收或傳輸含確定消息標(biāo)志符的消息。發(fā)送消息時，每個處理器的控制器參與確認(rèn)消息已正確發(fā)送。隨后，如果消息標(biāo)志符與郵箱的消息標(biāo)志符相匹配，則存儲消息以備處理。如果不匹配，則放棄消息。
3.3V與5V的互操作性
---ISO 11898所描述的CAN物理層基本為5V系統(tǒng)，使信號線偏置為2.5V。使用5V部分作為CAN收發(fā)器似乎很自然，這也是傳統(tǒng)的做法。但是，大多數(shù)電子系統(tǒng)都在向3.3V或更低的操作移植。理想的CAN收發(fā)器將允許采用3.3V電源的操作。TI提供一系列在3.3V上工作的CAN收發(fā)器（SN65HVD23x），但允許在傳統(tǒng)的5VCAN總線上工作。該平臺使用5V與3.3VCAN收發(fā)器的混合，顯示了兩種類型器件之間的互操作性。