基于CAN總線的數(shù)據(jù)通信采集系統(tǒng)設(shè)計
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CAN(Controller Area Network)即控制器局域網(wǎng)，主要用于各種設(shè)備檢測及控制的一種現(xiàn)場總線。20 世紀80 年代初，德國BOSCH 公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換， 開發(fā)了一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，即CAN 總線。
1.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計:
由于TI 公司的TMS320F2812 型DSP 在軍事上已有應(yīng)用， 且根據(jù)各種性能的比較， 本系統(tǒng)采用TMS320F2812 型DSP 作為導(dǎo)航計算機，進行下位機的數(shù)據(jù)發(fā)送，其中eCAN 模塊是TMS320F2812 DSP 片上的增強型CAN 控制器， 其性能較之已有的DSP 內(nèi)嵌CAN 控制器有較大的提高， 數(shù)據(jù)傳輸更加靈活方便，數(shù)據(jù)量更大，可靠性更高，功能更加完備。
上位機采用工控機， 其中由ADLINK 的PCI/cPCI-7841CAN 總線接口卡進行數(shù)據(jù)接收。該卡可同時操作兩個獨立的CAN 網(wǎng)絡(luò)，可編程傳輸速率可高達1 Mb/s，通過直接內(nèi)存映射能夠快速訪問CAN 控制器，PCI 總線即插即用， 其總線控制器為SJA1000，電氣接口為82C250。
信息采集系統(tǒng)的信息通信利用CAN 總線完成， 其CAN總線接口電路如圖2 所示， 其中獨特之處是在收發(fā)器PCA82C250 的輸出引腳CANH 和CANL 之間并聯(lián)一個終端電阻R 為120 Ω，解決了遠近端阻抗不匹配的影響。
如圖1 所示，由TMS320F2812 DSP 的eCAN 模塊發(fā)送陀螺組合數(shù)據(jù)及溫度值等， 上位機的PCI/cPCI-7841 型CAN 總線接口卡進行數(shù)據(jù)接收，從而完成整個信息采集及監(jiān)測過程。
1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計:
系統(tǒng)軟件主要完成基于CAN 總線的數(shù)據(jù)通信， 并在接收數(shù)據(jù)之后按要求對采集的導(dǎo)航數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)換成實際所需數(shù)據(jù)類型，對陀螺組合的狀態(tài)進行監(jiān)測。
本系統(tǒng)CAN 總線通信報文格式采用CAN2.0B 擴展模式，通信數(shù)據(jù)格式主要是對CAN 總線協(xié)議中的(仲裁場ArbitrationField)和(數(shù)據(jù)場Data Field)進行定義，要求數(shù)據(jù)傳輸速率為500 Kb/s。協(xié)議幀格式如圖3 所示。
系統(tǒng)的接收軟件設(shè)計流程圖如圖4 所示。
在使用CAN 接口卡之前首先要對卡進行波特率、傳輸報文格式等參數(shù)的初始化。
1) 初始化CAN 總線的傳輸報文格式為提供29 位地址的CAN2.0B 擴展模式;2) 初始化CAN 總線的波特率為500 Kb/s。
利用PCI/cPCI -7841CAN 接口卡的CanOpen-Driver () 函數(shù)打開CAN 端口， 用CanConfigPort () 函數(shù)進行初始化，用CanSendMsg()函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)包，用Can-RcvMsg()函數(shù)接收數(shù)據(jù)包，用CanCloseDriver () 函數(shù)關(guān)閉端口[3]。創(chuàng)建接收線程，接收數(shù)據(jù)之后按要求對數(shù)據(jù)進行處理。應(yīng)用MFC 制作通信界面。注意，線程函數(shù)只能是靜態(tài)成員函數(shù)，或者是在類外面聲明的一個函數(shù)。[!--empirenews.page--]
初始化程序如下：
系統(tǒng)軟件界面如圖5 所示。
2 實驗結(jié)果:
經(jīng)過實驗驗證，該信息采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過通信后不變，確保了信息采集的可靠、準確。
3 結(jié)束語:
由于基于CAN 總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，同時由于TMS320F2812 DSP 的eCAN 模塊使數(shù)據(jù)傳輸更加靈活方便，數(shù)據(jù)量更大，可靠性更高，功能更加完備，用該DSP 進行下位機的數(shù)據(jù)發(fā)送，PCI/cPCI CAN 接口卡進行數(shù)據(jù)接收，從而完成信息采集，并對采集的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理，對陀螺組合的狀態(tài)進行監(jiān)測，這對衛(wèi)星等的導(dǎo)航有著重要意義。
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