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CAN总线智能节点设计

CAN 总线系统智能节点采用89C51 作为节点的微处理器,在CAN 总线通信接口中采用PHILIPS 公司的SJA1000 和82C250 芯片。SJA1000 是独立CAN 通信控制器,82C250 为高性能CAN 总线收发器。
电路主要由四部分所构成:微控制器89C51、 独立CAN 通信控制器SJA1000 、CAN 总线收发器82C250 和高速光电耦合器6N137 。微处理器89C51 负责SJA1000 的初始化,通过控制SJA1000 实现数据的接收和发送等通信任务。SJA1000 的AD0~ AD7 连接到89C51 的P0 口,CS 连接到89C51 的P2.0, P2.0 为0 的CPU 片外存贮器地址可选中SJA1000, CPU 通过这些地址可对SJA1000 执行相应的读写操作。SJA1000 的/RD、/ WR、ALE 分别与89C51 的对应引脚相连,/INT 接89C51 的/INT0。 89C51 也可通过中断方式访问SJA1000。
为了增强CAN 总线节点的抗干扰能力,SJA1000 的TX0 和RXO 并不是直接与82C250 的TXD 和RXD 相连,而是通过高速光耦6N137 后与82C250 相连,这样就很好的实现了总线上各CAN 节点间的电气隔离。不过应该特别说明的一点是光耦部分电路所采用的两个电源VCC 和VDD 必须完全隔离,否则采用光耦也就失去了意义。电源的完全隔离可采用小功率电源隔离模块或带多5V 隔离输出的开关电源模块实现。这些部分虽然增加了节点的复杂,但是却提高了节点的稳定性和安全性。
82C250 与CAN 总线的接口部分也采用了一定的安全和抗干扰措施。82C250 的CANH 和CANL 引脚各自通过一个5 的电阻与CAN 总线相连,电阻可起到一定的限流作用,保护82C250 免受过流的冲击。CANH 和CANL 与地之间并联了两个30P 的小电容,可以起到滤除总线上的高频干扰和一定的防电磁辐射的能力。另外在两根CAN 总线接入端与地之间分别反接了一个保护二极管,当CAN 总线有较高的负电压时,通过二极管的短路可起到一定的过压保护作用。82C250 的Rs 脚上接有一个斜率电阻,电阻大小可根据总线通讯速度适当调整一般在16K 140K 之间。
1.CAN-bus 网络采用总线式拓朴结构,在一个网络上至少需要有2个CAN-bus 节点 存在。在总线的2 个终端,各需要安装1 个120Ω 终端电阻;如果节点数目大于2, 中间节点就不要求安装120Ω 终端电阻。CAN 总线的连接电缆一般使用双绞线,对抗干扰要求较高可以使用屏蔽双绞线或者光纤。
2.can总线不需要HUB,理论上总线上的节点数最多可达110个。扩展can总线的设备有中继器、网桥等。
由于CAN总线具有通讯速率高、可靠性高、连接方便和性能价格比高等诸多特点, CAN的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。在自动化电子领域的汽车发动机控制部件、传感器、抗滑系统、工业自动化、建筑物环境控制、机床或电梯控制、医疗设备等领域得到了较为广泛的应用。

CAN 的信号传输采用短帧结构,每一帧的有效字节数为 8个,因而传输时间短、受干扰的概率低。当节点严重错误时,具有自动关闭的功能以切断该节点与总线的联系,使总线上的其它节点极其通信不受影响,具有较强的抗干扰能力和检错能力。CAN控制器支持四种不同的CAN协议类型:数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。

CAN 支持多主方式工作,网络上任何节点均可在任意时刻主动向其它节点发送信息,支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。它采用总线仲裁技术,当出现几个节点同时在网络上传输信息时,优先级高的节点可继续传输数据,而优先级低的节点则主动停止发送,从而避免了总线冲突。

 

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