基于LabVIEW的便攜式汽車儀表檢測(cè)儀的研制----設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)數(shù)字信息的接收、存儲(chǔ)、處理和傳輸，并對(duì)信息流加以控制、校驗(yàn)和管理的-種通訊形式。

　　計(jì)算機(jī)與通訊線路及設(shè)備結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通訊，不僅使各用戶計(jì)算機(jī)的利用率大大提高，而且極大地?cái)U(kuò)展了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍，并使各用戶實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟硬件資源與數(shù)據(jù)資源的共享。對(duì)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)控制和對(duì)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離收集等項(xiàng)工作，也都可以利用數(shù)據(jù)通訊來(lái)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(bào)網(wǎng)。70年代以來(lái)，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(shí)時(shí)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(huì)中，政府機(jī)關(guān)及各個(gè)部門要實(shí)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(guó)家，用戶只要攜帶-臺(tái)袖珍式電腦，與國(guó)際長(zhǎng)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(chǎng)總線是指以工廠內(nèi)的測(cè)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(chǎng)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(lái)這些機(jī)器間的主體配線是ON/OFF、接點(diǎn)信號(hào)和模擬信號(hào)，通過(guò)通訊的數(shù)字化，使時(shí)間分割、多重化、多點(diǎn)化成為可能，從而實(shí)現(xiàn)高性能化、高可靠化、保養(yǎng)簡(jiǎn)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(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之-。最初是德國(guó)的Bosch公司為了汽車監(jiān)控和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(lái)實(shí)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(shí)時(shí)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(dòng)化儀表等領(lǐng)域。CAN己經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并已經(jīng)被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之-。1993年，150組織頒布了CAN國(guó)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(dú)特的設(shè)計(jì)以及高速率，傳輸距離較長(zhǎng)的特點(diǎn)，特別適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(lái)，它具有如下特點(diǎn)：

　　(l)通信方式靈活。CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任-節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，且無(wú)需站地址等節(jié)點(diǎn)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(shí)通信距離最長(zhǎng)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(bào)文標(biāo)識(shí)符上，CAN上的節(jié)點(diǎn)可分成不同的優(yōu)先級(jí)，可以滿足不同的實(shí)時(shí)要求，優(yōu)先級(jí)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(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)退出發(fā)送，而高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)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(shí)間，尤其是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況。

　　(6)CAN只需通過(guò)報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、-點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳播接收數(shù)據(jù)，無(wú)需專門的“調(diào)度”。

　　(7)CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá)110個(gè)，報(bào)文標(biāo)識(shí)符可達(dá)2032種(CAN2.0A)，而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)(CAN2.0B)的報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受限制。

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

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

　　(10)CAN總線上的節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)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(diǎn)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(duì)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(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等多項(xiàng)工作。

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

　　總線在這里起到傳輸從各個(gè)儀表采集的信號(hào)，還有比對(duì)過(guò)反饋的信號(hào)，汽車儀表信號(hào)有模擬信號(hào)還有數(shù)字信號(hào)，所有的信號(hào)的輸出與輸入都是通過(guò)總線來(lái)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(hào)發(fā)生板卡PM-536：

　　特性

　　計(jì)數(shù)器部分：

　　使用器件：82C54

　　計(jì)數(shù)通道數(shù)：12路

　　最大計(jì)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(dòng)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(duì)濕度：40%-80%

　　存貯溫度：-45℃-+150℃

　　外形尺寸：長(zhǎng)*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(jì)，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(diǎn)，是程控電阻的-種實(shí)用方法。

　　CAN通訊板卡PCI841：

　　支持windows98/2000漢P驅(qū)動(dòng)程序和工具直接存儲(chǔ)映射，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)訪問(wèn)狀態(tài)收發(fā)有指示燈顯示，方便調(diào)試每個(gè)端口可自由選擇中斷，中斷號(hào)：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(gè)互相獨(dú)立的CAN接口，每個(gè)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(gè)自動(dòng)變速箱重復(fù)功能總線仲裁和錯(cuò)誤檢測(cè)。這大大降低了數(shù)據(jù)丟失的機(jī)會(huì)，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(yùn)行兩個(gè)獨(dú)立的CAN控制器在同-時(shí)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。