基于CAN总线的多机通信中的设计应用

　　随着微处理器的发展，利用微处理器对工业生产过程进行控制已成为趋势。在工业控制过程中，由于大量数据信息的共享和传输，传统的串行通信模式已不能满足要求。在工业控制领域中，需要一种抗干扰性强、可靠性高、传输速度快和传输距离长的总线结构。CAN总线技术不仅满足上述要求，而且还能实现多点间的信息传递。本文使用PCI9810-cAN适配卡上的CAN总线组成局域网络，实现多微处理器间的信息传递和PC机对多处理器的检控、通信。

　　1 CAN总线简介

　　CAN(Controller Area Networks)总线，最早是由德国Bosch公司开发用于局域网控制的总线技术。CAN总线采用传统的双线串行通信方式，具有诊断能力，抗电磁干扰，其最陕传输速率可达1 Mb·s-1，最长通信距离可达10 km(此时的传输速率大约为40 kb·s-1)。在CAN总线组成的局域网络中，通信节点之间不采用主从方式，而是具有总线访问优先权，通信方式灵活，可实现点对点，一点对多点及广播方式传输数据。

　　2 系统通信模块的硬件设计

　　CAN总线是由PCI9810-CAN适配卡提供，本文主要完成通信节点的设计。通信节点不仅可以和PC机进行信息交换，还可独立与其他各节点通信。微处理器在需要和主机或其它节点通信时，其通过P0口向SJA1000T的寄存器发送信息，再由PCA82C250把信息传递到CAN总线上。主机和其他通信节点判断接收报文的标识符，将对接收到的信息作相应的处理，从而实现通信功能，如图1所示。

图1 系统通信接点的原理

　　在设计过程中，为了满足多微处理器间通信的实时性和可靠性要求，结合CAN控制器的特点，对图1作简单介绍：

　　(1)收发器PCA82C250的引脚8(Rs)有3种工作方式：高速，斜率控制和待机。斜率控制方式具有抗射频干扰的功能，所以采用47 kΩ的电阻连接引脚8，实现斜率控制方式。

　　(2)图1中应为两个高速光电耦合隔离器件6N137，由于6N137输出引脚的驱动能力不够，需要连接一个约390 Ω的上拉电阻，以增加输出引脚的驱动能力。两个光电耦合隔离器件6N137的电源信号采用5 V的DC-DC隔离模块WRA0505P，以增强系统的抗干扰能力。

　　(3)收发器PCA82C250的CANH和CANL引脚各自由通过一个5 Ω的电阻与CAN总线相连，电阻起到一定的限流作用，保护PCA82C250免受CAN总线上的过流冲击。

　　(4)收发器PCA82C250的CANH和CANL引脚与电源地之间分别反接一个保护二极管和30 pF的电容，可以起到CAN总线的过压保护作用和过流冲击。

　　(5)CAN控制器SJA1000T输入方式有2种：Intel输入方式和Motorola输入方式。在此采用Intel输入方式，所以SJA1000T的MODE引脚接高电平。