基于sja1000的高可靠can总线通讯智能单元设计

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1、基于SJA1000的高可靠CAN总线通讯智能单元设计【摘要】CAN（ControllerAreaNetwork）总线是一种现场总线，由于其具有可靠性高、抗干扰能力强和实时性强的特点，而被广泛应用于工业控制领域。本文介绍了一种基于SJA1000的高可靠CAN总线智能单元的设计方案。该总线智能单元可以独立或者配合AT96总线和主控制器协同工作，易于系统扩展、优化和改进，利用微处理器完成数据发送/接受和错误诊断处理，降低主控制器的信息处理负担。测试表明，该高可靠CAN总线智能单元的设计是可行的。【关键词】高可靠；CAN总线；智能单元ABSTR

2、ACT：CANbusisafieldbuswhichiswidelyusedinindustrialcontrolfieldbecauseofitsadvantagesinhighreliability，stronganti-jammingandhighreal-timecharacteristic.Thispaperintroducesadesignofhigh-reliabilityintelligentCANcommunicationunitbaseonSJA1000.TheintelligentCANunitmayworkind

3、ependentlyorwiththesupervisorcomputerbyAT96bus.Itiseasyforsystem’sexpansion，optimizationandamelioration.Theunitcompletesthedatatransferring/receivingand10theerrordiagnosingbythemicroprocessor，thusdecreasestheloadfactorofthesupervisorcomputer.Experimentalresultsshowthatth

4、edesignofintelligentandhigh-reliabilityCANcommunicationunitiseffective.KEYWORDS：high-reliability；CANbus；intelligentunit0.引言随着核动力装置仪控系统数字化水平的不断提高，仪控系统设备内部、设备之间以及设备与现场仪表之间信息交换都将采用网络通讯技术，因此网络的安全性、可靠性都对核动力仪控系统正常完成其设计功能具有非常重要的意义。CAN（ControllerAreaNetwork）总线，是一种可以有效支持分布式实时控制的串

5、行通讯网络，由于其具有可靠性高、抗干扰能力强和实时性强的特点而在工业控制、汽车电子控制、船舶运输和航空航天领域得到了广泛的应用[1]。因此，CAN总线是适合反应堆仪控系统应用的一种总线协议，需要研制一种应用于核动力装置仪控系统中的高可靠CAN总线智能单元。1.CAN总线简介1.1CAN总线特点具有统一国际标准ISO11898定义的CAN（Co-ntroller10AreaNetwork）总线是全数字式现场控制设备互连总线，能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络。与其它总线网络不同，在CAN总线通讯协议中废除了传统的站地址编码，而是

6、支持基于数据的工作方式，因此CAN总线通讯面向的是数据而不是节点，加入或者撤销节点都不会影响通讯网络的正常工作[2]。其主要特点如下：1）多主工作方式：网络上的任意节点均可在任意时刻主动向其它节点发送信息，而不分主从，通讯方式灵活；2）实时性：采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低；网络上的节点信息可被分成不同的优先级，满足不同的实时要求，高优先级的数据最快可在134us内完成传输；3）可靠性：采用非破坏性总线仲裁技术，多个节点同时向总线发送数据时，优先级较低的节点会主动退出发送，高优先级节点可不受影响的继续传输数据，大大节省了总线冲突

7、仲裁时间。1.2CAN分层结构CAN按照ISO/OSI标准模型划分为两层：数据链路层（包括逻辑链路控制子层LCC和媒体访问控制子层MAC）和物理层。CAN的分层结构如图1所示[2]。逻辑链路控制子层（LCC）的功能是为数据传输和远程数据请求提供服务，确认由LCC子层接受的报文实际已被接受，并为恢复管理和通知超载提供信息。10媒体访问控制子层（MAC）是CAN协议的核心，其功能是传送规则，即控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定。MAC子层也要确定当开始一次新的传送时，总线是否开放或者是否马上开始接受。物理层的作用是在不同节点

8、之间根据所有的电气属性进行位的实际传输，同一网络的物理层对于所有的节点当然是相同的。尽管如此，在选择物理层方面还是很自由的。2.CAN协议控制器SJA1000SJA1000是一种独立CAN控制器，用于汽车和