新型CAN总线通信控制节点的开发和应用.pdf

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1、·40·煤矿机电2010年第1期新型CAN总线通信控制节点的开发和应用陈一平，张逸群，刘永忠(煤炭科学研究总院上海分院。上海200030)摘要：针对煤矿长运距带式输送机的头、尾部的信号采集或控制设备的需要，开发了新型CAN总线通讯控制节点的总体设计方案。重点介绍了基于PICl8F458单片机和CTMl050收发器的CAN总线通讯节点的总体设计方案，硬件结构和软件流程。作为一种通用远距离通讯数据采集控制平台，不必进行协议转换，实现了信号采集与控制，在煤矿应用中取得了良好的效果。关键词：PICl8F45

2、8单片机；CTMl050收发器；CAN总线；通讯；煤矿自动化中图分类号：TP336文献标识码：B文章编号：1001—0874(2010)01一0040一05DevelopmentandApplicationofaNewCAN-busCommunicationandControINodesChenYi-ping，ZhangYi—qun，LiuYong-zhong(ShanghaiBranchofChinaCoalResearchImtitute，Shanghai200030，China)Abstrac

3、t：Tomeetrequirementsofthesignalacquisitionfromthedriveheadunitanddriveendunitoflong—distancebeltconveyor，andcontrollingequipment，developstheoveralldesignscheme，hardwarestructureandsoftwareflowchartofanewtypeofCANbuscommunicationandcontrolnode．Introduce

4、smainlytheoveralldesignprogramofCANbustocommunicateandcontrolnodesbasedonPICl8F458SingleChipMicrocomputerandCANbusreceiver／transmitter．Itachievessignalacquisitionandcontrol，goodresultsofapplicationincoalmineasauniversaldataacquisitionandcontrolplatform

5、forlong-distancecommunicationwithoutperformingprotocolconversion．Keywords：PICl8F458SingleChipMicrocomputer；CTMl050receiver／transmitter；CAN-bus：communication；mineautomation1概述CAN(controllerareanetwork)总线具有较强的纠错能力，支持差分收发，适用于高噪声环境，具有较远的传输距离，其通信速率可达114bit／

6、s。是总线型结构的一种适合工业现场自动控制的计算机局域网络。出于对实时性和降低成本等考虑，CAN总线只采用了开放式互连(OSI)7层参考模型中第一层和第二层，即物理层和数据链路层。CAN总线网络模型如图1所示⋯。一个CAN总线通信系统由若干个CAN节点组成它可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层ISO／OSI参考模型l数据链路层l2l物理层IlCAN总线网络模型圈lCAN总线网络模型在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而且不分主从。典型的CAN总

7、线通信系统如图2所示。使用单片机(PICl8F458)和收发器(CTMl050)的CAN总线通信控制节点，现具有CAV完成灵活2010年第1期煤矿机电·4l·可靠的优点，又能在单片机基础上，进一步开发软件应用系统，其应用前景是广阔的。CANHCAN总线CANHCAN收发器lCAN收发器CAN控制器lCAN控制器控制器(MCL输入输出等应用电路控制器(MCU)输入输出等应用电路CAN节点1CAN节点2CAN收发器CAN控制器⋯⋯l控制器(MCUI输入输出等I应用电路I．．．．．．．．．．．．．．．．．

8、．．．．．．．．．．．．．．．一CAN节点打图2CAN总线通信系统2CAN总线通信控制节点硬件设计CAN总线通信控制节点由电源、控制器(MCU)、CAN控制器、CAN收发器以及应用电路等组成。电源负责节点内部供电以及电平转换；控制器(MCU)在整个CAN节点中负责运行程序，控制外部设备，实现节点的应用功能；CAN控制器与CAN收发器是CAN总线通信节点实现CAN总线通信的关键设备，前者是一个通信控制器，由协议驱动和信息缓冲与控制构成，控制器(MCU)的信息经CAN控制