摘要：在測控系統(tǒng)中應(yīng)用CAN總線，充分利用CAN總線的優(yōu)點，使系統(tǒng)龐大，應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜的測控系統(tǒng)中分系統(tǒng)之間的信息交換可靠地進行，提高整個測控系統(tǒng)可靠性。提出了3種CAN總線節(jié)點實現(xiàn)方法，在比較各種實現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，選擇了DSP芯片的方法。在某雷達設(shè)備改造中，分系統(tǒng)之間的通信采用CAN總線，CAN總線的靈活性、高穩(wěn)定性、強的抗干擾能力都得到了充分的體現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：CAN總線；測控系統(tǒng)；DSP；DSP芯片

0 引言
    CAN總線是德國Bosch公司為現(xiàn)代汽車電子應(yīng)用率先推出的一種多主機局域網(wǎng)現(xiàn)場總線，在汽車制造、工業(yè)控制、醫(yī)療器械、建筑和環(huán)境控制等領(lǐng)域中已得到廣泛應(yīng)用，成為自動化領(lǐng)域最具有應(yīng)用前景的現(xiàn)場總線之一。
    當(dāng)前，工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備過程控制已經(jīng)進入了一個新的階段，現(xiàn)場總線技術(shù)的普遍應(yīng)用和基于嵌入式微處理器的智能化設(shè)備是主要特征。

1 CAN總線優(yōu)點
    CAN總線之所以在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，是因為它具有許多的突出優(yōu)點，主要有如下幾個方面：短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時間短，受干擾概率低，適于復(fù)雜環(huán)境；每幀信息都采用CRC校驗及其他檢錯措施，數(shù)據(jù)出錯率極低；通信介質(zhì)選擇靈活，可以是雙絞線、同軸電纜或光纖；不會出現(xiàn)因個別節(jié)點出問題而影響整個總線正常工作；任一節(jié)點可在任一時刻主動發(fā)送，這是CAN總線靈活通信方式的基礎(chǔ)；信息以標(biāo)識符分為不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實時性要求；速率最高可達1Mb／s，最遠(yuǎn)可達10km；節(jié)點數(shù)可達110個。

2 CAN總線在測控系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)想
2．1 總體設(shè)想
    目前，測控系統(tǒng)突出的特點是數(shù)字化、模塊化、小型化和智能化等。通常情況下，測控系統(tǒng)可分為如下幾個分系統(tǒng)：發(fā)射分系統(tǒng)、高頻接收分系統(tǒng)、基帶分系統(tǒng)、伺服分系統(tǒng)、時頻分系統(tǒng)、監(jiān)控分系統(tǒng)等。作為測控系統(tǒng)的一部分，這些分系統(tǒng)之間需要進行通信，甚至分系統(tǒng)內(nèi)部也需要交換信息。作為抗干擾能力特別強的CAN總線，非常適合這樣的應(yīng)用環(huán)境和場合。圖1為CAN總線在測控系統(tǒng)的應(yīng)用框圖。

2．2 CAN總線節(jié)點設(shè)計與實現(xiàn)
    CAN總線節(jié)點設(shè)計主要依據(jù)是CAN總線協(xié)議，每個節(jié)點必須實現(xiàn)CAN協(xié)議規(guī)定的各種功能。目前，CAN總線的實現(xiàn)方法主要有3種：一種是用專用器件實現(xiàn)，這些器件主要有SJA1000和PCA82C250。其中，SJA1000器件完成CAN協(xié)議的所有功能，PCA82C250器件完成CAN總線物理層電平轉(zhuǎn)換的功能。另一種方法是用于大規(guī)模集成電路上集成的CAN接口模塊，這些芯片有DSP芯片和ARM芯片等，可以用這些芯片實現(xiàn)CAN控制器功能，完成CAN協(xié)議規(guī)定的各種要求，這種方法也需要PCA82C250等器件完成CAN總線物理層電平轉(zhuǎn)換功能。第三種方法是用現(xiàn)場可編程邏輯器件來實現(xiàn)，如FPGA芯片。這種方法需要用戶實現(xiàn)CAN協(xié)議要求的功能，難度比較大，但這種方法的最大優(yōu)點是靈活，可以根據(jù)用戶要求有針對性地實現(xiàn)所需要的功能。圖2為用DSP芯片實現(xiàn)的一個CAN總線節(jié)點。

2．3 在某雷達伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用
    某雷達伺服系統(tǒng)改造中使用了CAN總線完成伺服分系統(tǒng)內(nèi)部的信息交換。該伺服系統(tǒng)由伺服控制分系統(tǒng)(ACU)、天線驅(qū)動分系統(tǒng)(ADU)和軸角編碼分系統(tǒng)(PDU)組成。其中，天線驅(qū)動分系統(tǒng)分為方位驅(qū)動和俯仰驅(qū)動2個部分，框圖如圖3所示。

    ACU是整個伺服系統(tǒng)的控制中心，也是整個伺服系統(tǒng)信息中心。它收集其他分系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后，再發(fā)往其他分系統(tǒng)。ACU的CAN節(jié)點由一塊CAN接口卡實現(xiàn)，方位和俯仰驅(qū)動部分CAN節(jié)點由DSP芯片實現(xiàn)，軸角編碼分系統(tǒng)CAN節(jié)點由FPGA和SJA1000芯片實現(xiàn)。

3 結(jié)語
    CAN總線作為一種抗干擾能力強的現(xiàn)場總線，具有許多良好的性能。通常情況下，伺服系統(tǒng)的電磁環(huán)境復(fù)雜，對信號造成很大干擾，嚴(yán)重時，使系統(tǒng)無法正常工作，CAN總線應(yīng)用于伺服系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到極大的改善。