基于单片机测控系统的can网络设计

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1、第2期常州轻工职业技术学院学报2011年6月ChangzhouInstituteofLightIndustryTechnology基于单片机测控系统的CAN网络设计刘雷礼韩迎辉杨文新（常州轻工职业技术学院江苏常州213164）[摘要]本文主要针对基于单片机测控系统的CAN网络系统设计，详细分析了CAN网络系统的设计方案、CAN用户通讯协议的设计以及通讯节点硬件及软件的设计方法，通过CAN总线使该系统中各站点之间实现了高性能、可靠、快速的通信。[关键词]CAN总线单片机测控系统0前言本文主要针对CAN总线在测控技术方面的应CA

2、N技术最初被设计应用在汽车行业，是一用。以我院省级电工电子实验示范中心的一套自种高性能、高可靠性、易开发和低成本的现场总动生产线为改造对象，将原来的PLC控制改造成线，在全球得到广泛应用，也是最早在我国应用单片机控制，并应用CAN总线实现测控系统的网的现场总线之一。由于CAN总线自身的特点，其络化控制。应用领域已由汽车行业扩展到过程控制、机械制1测控系统简介造、机器人和楼宇自动化等领域，并且在众多总本文描述的自动生产线被广泛应用在工业加线中最早成为国际标准。工制造领域，是一个集机、电、控制于一体的综CAN总线可提供高达1Mb

3、it/s的数据传输速合性的自动化测控系统。该自动生产线由六个生率，使实时控制变得易于实现，由于CAN总线具产加工单元(工作站)组成，每个站由一个单片机有很高的实时性能，因此已被广泛运用到各种自控制器控制。动化控制系统中。图1测控系统工作站组成项目来源：2009省大学生实践创新立项项目（CAN现场总线在单片机控制自动线上的应用开发）刘雷礼（1989—），男，江苏省淮安市人，常州轻工职业技术学院电气自动化技术专业（计算机控制方向）08级学生。韩迎辉（1973—），男，南大本科计算机应用专业，工程师。杨文新（1968—），女，太原

4、重型机械学院电气自动化专业，副教授。-20-基于单片机测控系统的CAN网络设计工件在生产线上从一站到另一站的物流加工CPU采用宏晶科技的51系列增强型STC单片的传递过程如下：上料检测站将大工件按顺序排机，51系列单片机应用范围较广，软硬件开发资好后提升传递，同时检测工件颜色，通知后站，源丰富。本项目采用三总线方式构筑单片机控制搬运站将工件从上料检测站搬至加工站，加工站系统，用两片8255进行I/O的扩展，将输入/输出将对工件进行加工并检测被加工的工件，产生成点数扩展到48点。输入/输出电路均采用隔离技品或废品信息，通知下站

5、，安装搬运站将成品送术，以提高抗干扰能力。本项目的单片机控制系至安装工位，安装站再对工件进行安装，最后，统具有较高的性价比。由安装搬运站将安装好的工件送至分类站，分类(3)串口通信电路的功能设置站将工件按颜色类型送入相应的料仓并统计工件采用MAX232实现单片机与计算机之间的串的数量和总量，如加工站有废品产生，则安装搬口通信，既可通过串口向单片机下载程序，又运站将废品直接送入废品收料站。可以通过此串口与单片机进行实时通信，方便调各工作站之间的信息(如准备好、忙、完成试。等)通过CAN总线进行相互传递，每个工作站成2)软件方案

6、设计为CAN总线上的一个节点。(1)软件结构设计2测控系统总体方案设计软件设计采用从上到下的模块化方式设计，1)硬件方案设计可方便多人协同编程，提高编程的效率和速度。(1)CAN通信电路设计在调试时利用串口了解单片机的运行情况，提高针对本项目控制对象的特点，系统由六个节软件调试的效率。点构成，节点相互之间采用CAN通信进行数据交(2)软件可靠性设计换，考虑到控制系统的通用性，CAN总线协议输入/输出的信号采用类似PLC循环扫描的处理器与CPU独立，本项目中选用NXP公司的方式进行处理，提高系统的可靠性。CAN总线采SJA10

7、00(SJA1000T)作为CAN总线控制器，另选用中断方式进行接收，提高CPU的及时响应性和用PCA82C250作为CAN总线收发器，两款芯片工作效率。货源充足，性价比较高，与CPU芯片的兼容性较3CAN网络结构好，是构建CAN总线通信节点的较好选择。本系统CAN网络结构如图2所示，与总线连单片机P1口用于通信状态的显示，CAN总接的每一个节点中包含了CAN控制器和CAN驱线采用P3口的INT0引脚进行中断接收。动收发器。(2)CPU系统板+I/O电路结构设计图2CAN网络结构总线采用差分传输方式，以提高总线的可PCA82

8、C250。靠性和传输速率。CAN总线控制器选用PhilipsCAN控制器和CAN驱动收发器的接口电路半导体公司的产品SJA1000，CAN收发器选用如下图所示：-21-基于单片机测控系统的CAN网络设计图3CAN通信接口电路4CAN通讯节点的软件设计准帧包含11位标识符，扩展帧包含29位标