CAN总线分布式系统中的组成部分的软硬件设计
93 浏览量
2021-01-19
21:15:24
上传
评论 1
收藏 426KB PDF 举报
CAN总线分布式系统中的组成部分的软硬件设计总线分布式系统中的组成部分的软硬件设计
1、 CAN总线分布式系统的结构 系统结构如图1所示。本系统由上位监控计算机、CAN总线适配卡和控制单
元三部分构成。其中上位监控计算机采用IBM-PC兼容机，主要负责对系统数据的接收与管理、控制命令的发送
以及各控制单元动态参数和设备状态实时显示。控制单元以单片机为，主要负责对现场环境参数和设备状态进
行检测，对采集来的数据进行处理，并对SJA1000进行操作和控制。CAN总线适配卡，可使PC机方便地连接到
CAN总线上。它内嵌微处理器、CAN总线控制器、CAN总线收发器和双口RAM。双口RAM作为PC机与CAN总
线适配卡的数据共享区，通过设备将其映射成PC机的物理内存，实现CAN与PC机的高速数
1、 CAN总线分布式系统的结构
系统结构如图1所示。本系统由上位监控计算机、CAN总线适配卡和控制单元三部分构成。其中上位监控计算机采用IBM-
PC兼容机，主要负责对系统数据的接收与管理、控制命令的发送以及各控制单元动态参数和设备状态实时显示。控制单元以
单片机为，主要负责对现场环境参数和设备状态进行检测，对采集来的数据进行处理，并对SJA1000进行操作和控制。CAN
总线适配卡，可使PC机方便地连接到CAN总线上。它内嵌微处理器、CAN总线控制器、CAN总线收发器和双口RAM。双口
RAM作为PC机与CAN总线适配卡的数据共享区，通过设备将其映射成PC机的物理内存，实现CAN与PC机的高速数据交换。
CAN总线适配卡上带有光电隔离，可增强系统在恶劣环境中的抗干扰能力。总线两端各有1个电阻R（约120Ω）起总线阻抗匹
配作用。
2 、CAN适配卡的设计
2.1 硬件设计
CAN适配卡的硬件组成框图如图2所示，由ISA接口、双口RAM、CPU、CAN通信控制器SJA1000、CAN总线接口
82C250等组成。由于带有片上CAN控制器的单片机都含较多的I/O线、定时/计数器、A/D等功能，往往较复杂，因此微处理器
使用价廉的AT89C51单片机。为了进一步提高抗干扰措施，在2个CAN器件之间使用了由高速隔离器件6N137构成的隔离电
路。光耦两侧应采用DC-DC隔离电源。硬件电路中使用82C250的目的是为了增大通信距离。要实现PC机和CAN控制器之间
的数据传送，必须在PC机和适配卡上的MPU之间建立起双向的数据交换通道。通过ISA总线实现单片机系统与主机之间的数
据交换有多种实现方法。本适配卡采用集成双口RAM实现数据交换。由于CAN信号传输采用短帧结构（8字节数据），双口
RAM的容量要求并不大，本卡选用2K×8位的带中断请求信号INT和忙信号BUSY的IDT7132。具体的连接电路如图3、图4所
示。上位PC机对双口RAM的寻址方式采用I/O寻址方式，使用的控制线为IOW和IOR。为避免产生读写错误，使用双口RAM的
关键是处理好争用现象。IDT7132提供了中断判优和硬件判优两种方式。当两端口争用同一地址单元时，由片内硬件电路，根
据两边的地址、片选、读写信号到达先后顺序，裁决哪个端口有使用权。如左端口优先使用，则自动将右端口的BUSYR信号
拉为低电平，通知右侧暂停读写操作。在本适配卡中，由于8031没有READY信号，可以将此信号接至8031的P1.0上。当
8031发出读写IDT7132命令时，根据P1.0口的值就可判断对IDT7132读写是否存在冲突。当P1.0的值为0时，存在冲突，必须
重发读写IDT7132的命令。由于ISA总线既没有READY信号，也没有通用的I/O引脚，因此将BUSYL信号通过三态门接至ISA
数据线的位D0。用ISA总线的一个空闲I/O端口打开三态门，通过D0读取BUSYL的状态。
评论0