基于can总线的模块设计

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1、成都航空职业技术学院学报2O06年12月第4期(总第69期)Journalof0Ael~nauficVo1．22No．4(SerialNo．69)2OO6Vocational＆Technicalc0le铲基于CAN总线通讯模块的设计与实现曾友州胡莹2曾伟一(1．2．3．成都航空职业技术学院四川成都610021)摘要：本文以CAN总线协议、SJAIO00和89C51为基础设计一种通用的CAN总线通讯模块。该文讨论了模块的整体结构和设计过程，对软硬件功能作了详细的说明，并给出了详细的硬件线路图和模块的软件框图。关键词：CAN总线现场总线89C511000中图分类号：TP387文献标识码：A文章编

2、号：1671—4024(2006)04—39—4一应的判断和处理，将检测到的数据通过CAN总线传、前言‘CAN总线是控制器局域网(ControllerAreaNet．输至上位机进行信息收集，并调用相应的处理程序。work)总线的简称，属于现场总线范畴，是一种有效所以本通讯模块的通用性和扩展性非常好，能够根支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。由于据使用者的要求自行配置信号处理环节。CAN总线具有通信速率高、可靠性高、连接方便及性能价格比高等诸多特点，在众多现场中占有较大的市场份额，所以CAN总线是目前国外最普及和实时性最高的现场总线，基于C总线的电子产品有极为广泛的用途。目前，具有CAN通

3、讯功能的模块虽然功能很齐全，但是价格高昂，不为一般的开发者所能接受。笔者开发制作的Q总线通讯在满足功能的情况下，价格比较适合，并且具有很强的实用性，易为各种类型的开发者所接受。二、通讯模块设计要求和总体结构(一)设计要求图1系统结构框图本通讯模块主要是完成对生产现场各种需要监(二)总体结构测信号的采集，现场的监测信号可以是模拟或数字每个通讯节点都应在保证系统可靠工作和降低的温度信号、气体浓度信号、红外线信号及声音信号成本的条件下，具有通用性、实时性和可扩展性等特等。数字信号直接和单片机相连，模拟信号只需在点，整个系统结构采用网络拓扑结构中的总线式结单片机前向通道增加A／D转换即可实现。在通讯

4、构。选用CAN总线连接各个通讯模块，形成多主机模块检测到某一功能的信号输入时，通讯模块作相控制器局域网。信息的传输采用CAN通信协议。收稿日期：2006—03—30作者简介：曾友州(1980一)，男，l~tJIl万源人，助理讲师，从事电气自动化和电力电子技术的教学和研究；胡莹(1980一)，女，贵州遵义人，助理讲师。从事微机控制技术和自动化理论的教学和研究；曾伟一(1956一)，男，l~tJIl成都人，副教授。从事电气自动化、微机控制技术和无线通信技术的教学和研究。·39-基于CAN总线通讯模块的设计与实现传输介质采用双绞线，如果需要进一步提高系统的坏情况下具有稳定工作能力，在设计中SJA1

5、000与抗干扰能力，还可以在控制器和传输介质之间加光89C51分别使用时钟晶振源。电隔离。采用本文设计的CAN通讯模块可以构成在硬件电路中使用PCA82C250的目的是为了一种基于CAN控制器多机系统，从本质上实现了任增大CAN的通信距离，提高CAN总线节点系统的意两机之间的直接相互通信，从而克服了“主从式”瞬间抗干扰能力、保护总线，降低射频干扰(RFI)，实多机通信的缺点。系统总体结构框图如图1所示。现热防护等。由于系统数据通信量小、距离短，所以三、硬件设计本系统选择低速通信速率，只在PCA82C250的8脚(一)CAN总线通信接口斜率控制端接入了一个47K的电阻。系统中的每个节点可以分成

6、3个部分。一是总为了提高节点的稳定性和安全性，电源采用小线接口部分，包括总线收发器和总线控制器，对于所功率电源隔离模块或带多5V隔离输出的开关电源有的模块，这部分是相同的；_Z-是传感器或控制器接模块实现。光耦部分电路采用的两个电源VCC和口部分，不同的接口，将模块分成不同的类型；另一VDD必须完全隔离。是将它们连接成一个有机整体的单片机软、硬件系PCA82C250与CAN总线的接口部分也采用了统及其外围接口部分。不同的模块要求单片机系统一定的安全和抗干扰措施。PCA82(2250的CANH和有不同的功能。CANL引脚各自通过一个5t2的电阻与CAN总线相从图2中可以看出，本节点电路主要由四

7、部分连，电阻可起到一定的限流作用，保护PCA82C250所构成：微控制器89C51、独立CAN通信控制器免受过流的冲击。CANH和CANL与地之间并联了SJA1000、CAN总线收发器PCA82C250和高速光电耦两个30P的小电容，可以起到滤除总线上的高频干合器6N137。扰和一定的防电磁辐射的能力。另外在两根CAN该现场控制通讯模块以单片机89C51为核心，总线接入端与地之间分别反接了一个保护二极管，主要