基于LabVIEW的便攜式汽車儀表檢測儀的研制----設(shè)計方案與硬件結(jié)構(gòu)（二）

　　3.1.2數(shù)據(jù)通信(總線)

　　數(shù)據(jù)通訊是把數(shù)據(jù)的處理和傳輸合為-體，實現(xiàn)數(shù)字信息的接收、存儲、處理和傳輸，并對信息流加以控制、校驗和管理的-種通訊形式。

　　計算機(jī)與通訊線路及設(shè)備結(jié)合起來實現(xiàn)人與計算機(jī)、計算機(jī)與計算機(jī)之間的通訊，不僅使各用戶計算機(jī)的利用率大大提高，而且極大地擴(kuò)展了計算機(jī)的應(yīng)用范圍，并使各用戶實現(xiàn)計算機(jī)軟硬件資源與數(shù)據(jù)資源的共享。對計算機(jī)的遠(yuǎn)距離實時控制和對數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離收集等項工作，也都可以利用數(shù)據(jù)通訊來進(jìn)行。

　　用于數(shù)據(jù)通訊的通訊網(wǎng)，稱為數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。它分為專用數(shù)據(jù)網(wǎng)和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)。專用網(wǎng)發(fā)展較早，目前仍普遍使用。在20世紀(jì)70年代前，公用數(shù)據(jù)通訊-般使用原有的公共電話網(wǎng)或電報網(wǎng)。70年代以來，隨著數(shù)據(jù)通訊迅速發(fā)展，開始建立公用數(shù)據(jù)網(wǎng)。而局域網(wǎng)則是-種專用的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。

　　公用數(shù)據(jù)網(wǎng)-般采用分組交換和電路交換兩種交換方式。分組交換能提高電路的利用率，更靈活地滿足實時數(shù)據(jù)通訊的要求。分組交換網(wǎng)是-種主要的公用數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。

　　在現(xiàn)代信息社會中，政府機(jī)關(guān)及各個部門要實現(xiàn)高效率的管理，數(shù)據(jù)通訊是-種至關(guān)重要的手段。

　　在通訊發(fā)達(dá)的國家，用戶只要攜帶-臺袖珍式電腦，與國際長途直撥電話線相連，就可以與全球任何地方進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換。

　　現(xiàn)場總線是指以工廠內(nèi)的測量和控制機(jī)器間的數(shù)字通訊為主的網(wǎng)絡(luò)，也稱現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。也就是將傳感器、各種操作終端和控制器間的通訊及控制器之間的通訊進(jìn)行特化的網(wǎng)絡(luò)。原來這些機(jī)器間的主體配線是ON/OFF、接點信號和模擬信號，通過通訊的數(shù)字化，使時間分割、多重化、多點化成為可能，從而實現(xiàn)高性能化、高可靠化、保養(yǎng)簡便化、節(jié)省配線(配線的共享)。

　　CAN全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之-。最初是德國的Bosch公司為了汽車監(jiān)控和控制系統(tǒng)設(shè)計了CAN總線，現(xiàn)在，世界上許多的著名汽車制造廠商都已經(jīng)開始采用CAN總線來實現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢鋇l和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。由于CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，CAN總線被廣泛應(yīng)用于汽車、火車、輪船、機(jī)器人、智能樓宇、機(jī)械制造、數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械、醫(yī)療器械、消防管理、傳感器、自動化儀表等領(lǐng)域。CAN己經(jīng)形成國際標(biāo)準(zhǔn)，并已經(jīng)被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之-。1993年，150組織頒布了CAN國際標(biāo)準(zhǔn)15011898，為控制器局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化和廣泛應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

　　CAN總線使用的通信介質(zhì)為雙絞線及其它電纜，傳輸速率可達(dá)IMbPs.鑒于其突出的可靠性和獨特的設(shè)計以及高速率，傳輸距離較長的特點，特別適合工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的互聯(lián)，根據(jù)不同的需要或以主從方式，或以多主方式工作.概括起來，它具有如下特點：

　　(l)通信方式靈活。CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任-節(jié)點均可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從，且無需站地址等節(jié)點信息，利用這-特性可方便的構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)。

　　(2)CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km(速率5KbPs以下)，通信速率最高可達(dá)1MbPs(此時通信距離最長為40m)。

　　(3)CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。

　　(4)在報文標(biāo)識符上，CAN上的節(jié)點可分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實時要求，優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)最多可在134ps內(nèi)得到傳輸。

　　(5)CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，當(dāng)多個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時，優(yōu)先級較低的節(jié)點會主動退出發(fā)送，而高優(yōu)先級的節(jié)點可以不受影響地繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時間，尤其是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下也不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況。

　　(6)CAN只需通過報文濾波即可實現(xiàn)點對點、-點對多點及全局廣播等幾種方式傳播接收數(shù)據(jù)，無需專門的“調(diào)度”。

　　(7)CAN上的節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅(qū)動電路，目前可達(dá)110個，報文標(biāo)識符可達(dá)2032種(CAN2.0A)，而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)(CAN2.0B)的報文標(biāo)識符幾乎不受限制。

　　(8)報文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯率極低。

　　(9)CAN的每幀信息都有cRc校驗及其他檢錯措施，具有極好的檢錯效果。

　　(10)CAN總線上的節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下，具有自動關(guān)閉總線的功能，退出網(wǎng)絡(luò)通訊，保證總線上其它節(jié)點的操作不受影響。

　　(11)CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等多項工作。

　　(12)CAN在發(fā)送期間若丟失仲裁或由于出錯而遭破壞的幀可自動重發(fā)送，而且可以進(jìn)行暫時錯誤和永久性故障節(jié)點的判別以及故障節(jié)點的自動脫離。

　　總線在這里起到傳輸從各個儀表采集的信號，還有比對過反饋的信號，汽車儀表信號有模擬信號還有數(shù)字信號，所有的信號的輸出與輸入都是通過總線來完成傳輸工作的，總線就相當(dāng)于我們生活中的交通工具，又相當(dāng)于我們?nèi)梭w的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，都起到傳輸?shù)淖饔谩?/p>

　　3.1.3板卡介紹

　　頻率脈沖信號發(fā)生板卡PM-536：

　　特性

　　計數(shù)器部分：

　　使用器件：82C54

　　計數(shù)通道數(shù)：12路

　　最大計數(shù)頻率：IOM

　　內(nèi)部晶震頻率：6M(用戶可以定制)

　　開關(guān)量部分：

　　電平方式：TTL

　　輸入通道數(shù)：16路

　　輸出通道數(shù)：16路

　　輸出驅(qū)動能力：IOmA

　　電源功耗：+SV500mA

　　使用環(huán)境要求：

　　工作溫度：-40℃-70℃(寬溫)0℃-60℃(普通)

　　相對濕度：40%-80%

　　存貯溫度：-45℃-+150℃

　　外形尺寸：長*高=91mm*96mm

　　可編程網(wǎng)絡(luò)電阻：可編程標(biāo)準(zhǔn)電阻發(fā)生器電路是為產(chǎn)生可編程標(biāo)準(zhǔn)電阻而設(shè)計，電路采用CMOS集成電路控制，電阻按8421編碼方式輸出的精密可編程的電阻網(wǎng)絡(luò)，具有數(shù)字化，可編程，電阻可任意組合等特點，是程控電阻的-種實用方法。

　　CAN通訊板卡PCI841：

　　支持windows98/2000漢P驅(qū)動程序和工具直接存儲映射，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)訪問狀態(tài)收發(fā)有指示燈顯示，方便調(diào)試每個端口可自由選擇中斷，中斷號：3，4，5，6，7，9，10，11，等1000VDC的光電隔離保護(hù)，極大提高可靠性地址可從C800到EFOO調(diào)整，共占用4KB的地址空間支持兩個互相獨立的CAN接口，每個接口最大速率可達(dá)50OK.PCI-841是專用的通訊卡，提供了控制器局域網(wǎng)絡(luò)連接到您的PC.憑借其內(nèi)置的CAN控制器，的PCI-841提供了-個自動變速箱重復(fù)功能總線仲裁和錯誤檢測。這大大降低了數(shù)據(jù)丟失的機(jī)會，并確保系統(tǒng)的可靠性。板載CAN控制器位于內(nèi)存在不同的位置。您可以運行兩個獨立的CAN控制器在同-時間。在PCI-841工作在波特率高達(dá)1MbPs，可以在PC機(jī)擴(kuò)展槽上。