基于avr单片机的can总线设计

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1、万方数据基于AVR单片机的CAN总线设计张涛，赵向阳(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083)摘要：CAN总线是几种最有前途的现场总线之一．但是CAN总线开发需要一定的技术基础，如何在较短的时间内开发出一套可靠性高、实时性好的cAN系统，成为众多电子开发人员十分关注的问题。采用AVR单片机作为微处理器，设计一个用于气体监测的CAN总线网络，给出了基本CAN节点的硬件原理图和程序流程图，阐述CAN总线调试过程一些细节和经验。1关键词：CAN总线；AVR单片机}RIsCI应用屡协议中图分类号：TN602，TN913．24文献标识码：B文章编号：1004—373

2、X(2007)10一12l—04D鹤ignofCANB鹏BasedonAVRSingleChipZHANGTao，ZHAOXiarIgyang(Sch∞lofAutomatbn，BeihB唱Un；ve珏jty。Be妇吣．100083，China)AbstracttCANbusisapromisingfieldbus，itrequires∞metechnoIogyknowledgetodesignaCANbusapplicationsys—tem．s0，howt0developaCANbusprovidedwithexcellentreliabiIitybecomesaver

3、yhotproblemwhichmanyelectronicde—veloperscare．Adesignmethodofgasmonitoringsystemispresentedinthisthesis．AVRsinglechipisusedasthemicropro—cessorandCANbusisadoptedtoconstructthecommunicationf坨twork．Forotherpeoplereference，theauthordetailedlyprovidsthehardwareinterfaceandsoftwareflowchanofbas

4、icCANiunction．Thedetailsandtheauthor，sexperienceinthedebuggingofCANbusareaIsointmduced．Keywords：CANbus，AVRsinglechip，RISC，appIicationIayerprotocol目前，在我国应用的分布式实时测控系统中，多采用RS485半双工、全双工异步通信总线组网。但是由于RS485总线本身存在的许多局限性，随着科技的发展，RS485的总线效率低、系统的实时性差、通讯的可靠性低、后期维护成本高、网络工程调试复杂、传输距离不理想(小于1．5km)、单总线可挂接的节

5、点少、应用不灵活等先天性缺点慢慢的暴露出来。而CAN总线在通信能力、可靠性、实时性、灵活性、易用性、传输距离远、成本低等方面有着明显的优势，以CAN总线代替RS485构建分布测控系统将是许多厂矿企业的首选。当前在我国市场上最容易购买到、人们最常用的独立CAN控制器是sJAlooO。虽然他可以与多种类型的单片机接口，但是一款结构合适、性能优良的单片机无疑会使CAN总线的开发工作事半功倍。AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置FLASH的精简指令集CPU(ReducedInstruc—tionsetCPU，RlSC)高速8位单片机，可靠性高、功能强、速度快、

6、功耗小、价位低，现已得到越来越广泛的应用[1】。。AVR单片机+CAN”，目前国内这种应用的例子为收稿日期：2006—10—21数并不多，从而使其更具有一定的研究价值。将二者优势互相结合，共同组成一个数据采集准确、通讯稳定可靠的工业监测系统，在工业测量和控制领域将具有广阔的应用前景。lCAN系统组成简介CAN系统主要有4部分组成：主控制器、CAN控制器、CAN总线驱动器和通讯介质。主控制器即微处理器是CAN系统中必不可少的器件，只有在他的控制下，独立的CAN控制器才能运行。而CAN控制器的内部寄存器对CPU来说是以外部寄存器形式编址的片内存储器。CAN控制器有两种状态模式分

7、别称为操作模式和复位模式，处在这两种不同状态的模式中，对寄存器的访问功能是不同的口]。CAN总线驱动器可以提供对总线的差动发送和接收功能，是CAN控制器与物理总线之间的接口，是影响系统网络性能的关键因素之一。通讯介质是CAN信号传输的通道，可以是双绞线、同轴电缆或光纤。CAN系统使用的最典型网络拓扑结构是“总线型拓扑”，而实际应用中系统网络结构可以是“树型拓扑”。在实际接线过程中，应该遵循站点至总线的连线应尽可能短的原则。·图1(a)在节点A离总线很远的情况下是】21万方数据不正确的连接方法，应改为图1(b)的接线