基于AT89C52单片机CAN总线节点的设计

《基于AT89C52单片机CAN总线节点的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据现场总线与网络FieldBusandNetworks《自动化技术与应用》2009年第28卷第5期基于AT89C52单片机CAN总线宋清昆，蒋继成(哈尔滨理工大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150080)节点的设计摘要：介绍，基于AT89C52型单片机CAN总线的节点设计方法，详述了其硬件结构、软件设计和工作原理。重点对设计中的多种现场信号数据采集部分和节点实现过程中应注意的一些问题进行比较详细的介绍。本方案提出的节点，可供交流，参考。关键词：CAN总线{SJAl000；PCA82C250lAT89C52单片机中图分类号：TP336文献标识码：B文章编号

2、：1003—7241(2009)05—0055—05TheDesignofCAN．BUSNodesBasedOntheAT89C52SCMSONGQing-kun，JIANGJi-cheng(AutomationCollege．HarbinUniv．Sei．Tech,Had)in150080China)Abstract：ThispaperintroducesthedesignofCAN—BUSnodesbasedontheAT89C52SCM．Thedatacollectionmoduleanditsimplementationarediscussedin

3、detail．Thehardwareandsoftwareofthesystemarcalsopresented．Keywords：CAN—BUS；SJAl000；PCA82C250；SCMAT89C521引言人们称之为“自动化仪表与控制系统的一次革命”的现场总线技术自20世纪909代问世以来，引起国内外业界的广泛关注和重视，现场总线的工业工程智能自动化仪表和现代总线开放自动化系统构成了新一代开放自动化控制系统的体系结构17I。CAN是全数字式现场控制设备互连总线，它能有效的支持分布式控制和实时控制的串行通信网纠21。2CAN总线节点总体结构设计CAN总线

4、节点主要包括以下几部分：CAN总线协蚁控制器、CAN总线驱动器、控制节点任务的单片机。为了与原有设备兼容，本节点设计了Rs485的通信接121，为用于现有设备改造提供了方便，在本节点设计中考虑到在实际应用中现场信号的多样性，前端信号采集处理部分中的模拟信号采集部分可以适应多种信号如热电阻、热电偶、标准信号的输入，对热电阻、热电偶具有自动检测断线功能，对标准信号可以利用软件控制使其自动适应扣2响A或l～5v的现场信号，不需要硬件的任何改动。数瞎采集部钔敞堂雠E光电隔离静咻射晰骋越行隔离，通过光电辋合器对开关量进行隔离后，将现场信号转换为数字量后输入单片机，单

5、片机经CAN总线协议控制器rSJAl00曜到CAN总线上，收稿日期：2008—11—03●单片机同时接收CAN总线传来的数据。系统结构框图如图1所示。主刊cⅢ协议控制器肇eAN控制总线驱拿=》具体功能单元器勃器图1系统结构『框图主控制器是整个节点的控制中心，通过访问CAN协议控制器来实现对CAN总线的访问；同时，控制具体功能单元实现测量功能。根据节点所需实现功能的复杂程度和技术需要选择了AT89C52单片机。CAN总线仂议控制器实现CA愀的数据链路层和物理层功能，主控制器通过程序控制它的工作状态，进行数据的接受和发送，把应用层建立在它的基础之上。CAN总线

6、协议控制器sJAl000作为主控制器外围存储器映射的I／O-洲：。CAN总线驱动器提供CAN协议控制器与物理总线之间的接口，它的性能决定了总线长度和节点数，是影响整个总线通信网络性能的关键因素。具体功能单元实现采集现场信号和RS485通信。3节点硬件设计3．1数据采集部分万方数据《(自动化技术与应用》2009年第28卷第5期现场总线与网络FieldBusandNetworks图2模拟信号采集电路图(1)模拟信号采集部分如图2所示。全隔离，以提高节点的稳定性和抗干扰能力。本节点设计了8路热电偶，8路热电阻，8路标准信号输入端口，其中，热电阻输入部分采用了现在

7、工业现场广泛应用的3线制输入方式，能够去除导线电阻的影响。以其中l路为例说明数据采集过程，当采样开关KRl，KR2分别切换到各个回路时，可采样到Val，Vbl两个电压值，分压电阻尺5l和Vref为已知，14I热电阻值的计算公式为一f％1—2木％n心姐』5p需i嵩(1)从而可知所测的温度值。热电偶信号为直接毫伏输入，当采样开关DG508切换至lJK01后，测得第一路热电偶信号经过信号放大调理得到热电势值。标准信号为直接电信号，对于r20mA的电流信号，控制电流开关IRF540导通，在电阻R151上产生l'5V压降，对于l。5V的电压信号，控制电流开关IRF5

8、40关闭，电压值被电阻分压后得到测量值，电子开关由程序控制，使得电