1 CAN总线概述
CAN (Controller Area Network) ,即操控局域网,是 一种具有高可靠性、支撑分布式和实时操控的串行通 信网络。CAN为多主办法作业,网络上恣意节点均可 在恣意时间主动地向网络上其他节点发送信息,而不 分主从,且无需站地址等节点信息,通讯灵敏。CAN 协议模型结构只要3层,即只取OSI模型底层的物理 层、数据链路层和顶层的运用层。物理层运用双绞线, 数据链路层选用了具有优先级操控的载波侦听及抵触 查验机制(CSMA /CD) 。CAN 的最大特点是可靠性 高,其节点在过错严峻的情况下具有主动封闭总线的 功用,堵截与总线的联络,使总线上其他操作不受影 响。CAN总线的速率在40m内可达1Mbit/ s,最大传 输间隔为10km,最大传输间隔时的速率可达5kbit/ s。 每条CAN总线可挂接设备数最多可达110个,多条连 用时,容量根本不受约束。
2 CAN总线在船只中的运用
现在, CAN总线运用于船只的根本网络模型如图 1所示。
模型中网络分为2层结构,别离为上层网和基层 网(子网) ,子网经过网桥与上层网相衔接。选用这种 结构,网络中节点数理论上能够到达1000个,大大扩 充了CAN网络容量,彻底能够满意船只监控体系的需 要。
由于CAN协议自身没有考虑冗余的结构,所以各 CAN体系自行规划了冗余计划,其间常见的做法有2 种:一种是子网中每个CAN节点都有2个CAN通讯 模块,一起铺设2路总线,当一路总线呈现毛病时,自 动启用备用总线通讯;另一种是每个子网选用环形拓 扑结构,完结办法是只在CAN网桥与子网衔接的一端 保存2个CAN通讯模块(主干网可选用相似的办法) , 别离接子网总线的两头,构成环形,这样每个节点能够 在两个方向上与其他节点通讯,某一处总线断开不影 响体系正常作业。
3 CAN通讯模块的规划
下面结合所开发的模块实例,扼要介绍以CAN通 信模块开发的一般办法及软硬件问题的处理。
3. 1 下位节点的规划
本例中CAN网络节点的结构如图2所示。
其间, 80C196KC是Intel 16 位微操控器,内置有 16K ROM, 488B寄存器RAM,A /D转换器,看门狗守时 器等。其作业频率可达20MHz,适用于实时操控体系。 SJA1000是新式的CAN 独立通讯操控器, 支撑 CAN2. 0A和2. 0B两种规范,可完结物理层和数据链路 层的一切功用。通讯波特率最高可达1Mbit/ s。别的, PeliCAN扩展了许多新功用,包含:可读/写访问的错 误计数器;可编程的过错报警限值;最近一次过错代码 寄存器;详细操控位操控的位裁定丢掉;单次发送(失 败后无重发) ;支撑热插拔等。
82C250是CAN操控器与物理总线之间的接口部 件,可完结对总线的差动发送和接纳功用。82C250与 ISO /D IS 11898规范彻底兼容,具有抗瞬间搅扰、下降 射频搅扰、热维护、总线与电源及地之间的短路维护等 才能,可支撑多达110个节点相连。
本例中, 程序固化在EPROM 中, 80C196KC 与 SJA1000别离运用各自的外接晶振,传感器信号经过 收集电路处理后,接入80C196KC的A /D引脚。本系 统中, CAN总线通讯波特率为100kbit/ s,数据收集模 块每隔0. 5 s向网络发送一次数据。
3. 2 CAN网桥
CAN网桥的结构如图3所示。CAN的数据帧内 容由其头部的11位(CAN2. 0A)或许29位(CAN2. 0B) 标志符命名。标志符可用于描绘数据意义,每个接纳 器经过对标志符的挑选滤波确认此帧。网桥有2 个 CAN通讯操控器背对背相接而成,每个通讯操控器根 据所收到的数据帧的某2个标志位判别是否需求将其 向其他子网转发。
3. 3 CAN – PC接口卡
PC机与CAN 网络的衔接卡有2 种, 即内置式 卡———插在PC机的扩展插槽中,和外置式卡———与 PC机串口相连。当然,现在市场上现已能够买到此类 产品,不过,一般价格较高,并且,关于用户所要建立的 详细体系,不一定彻底适用。因而,用户彻底能够依据 自己的要求,开发自己的转接卡部件。
