基于ADμC812的CAN总线智能节点的设计

　　1　引言

　　CAN(Controller Area Network)总线协议最初是以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，它是一种支持分布式实时控制系统的串行通信局域网。目前，CAN总线以其高性能、高可靠性、实时性等优点，而被广泛应用于控制系统中的检测和执行机构之间的数据通信中。CAN总线具有以下一些技术特性：

　　●多主方式工作，采用非破坏性的基于优先权的总线仲裁技术;

　　●借助接收滤波可实现多地址的帧传送;

　　●数据采用短帧结构，抗干扰性强，数据帧男畔ⅲ茫遥眯Q榧捌渌?砦蠹觳獯胧┩晟疲?/P>

　　●发送期间丢失仲裁或由于出错而遭破获的帧可以自动重发;

　　●严重错误时可自动关闭总线功能，以使总线其它操作不受影响。

　　CAN总线符合ISO11898标准，最大传输速率为1MB/s时?传输距离最大为40m;传输速率为5kB/s时的最大传输距离为10km。CAN总线的传输介质可为双绞线、同轴电缆等。由于CAN总线是一种很有发展前景的现场总线，因此得到了国际上很多大公司的支持，加之基于CAN总线的硬件接口简单，编程方便，系统容易集成。因此它特别适用于系统分布比较分散、实时性要求高、现场环境干扰大的场合。

　　2　系统结构

　　由于CAN总线采用多主方式工作，所以它具有与DCS控制系统不一样的拓扑结构。其控制系统的构成由计算机和智能节点组成，图1所示是其系统结构。该系统最大的特点就是所有的节点(包括上位PC机)都能以平等的地位挂接在总线上。一个CAN总线节点通常至少包括三个部分，即负责节点任务控制的单片机、CAN总线控制器以及CAN总线收发器。本文给出的就是一个可完成数据采集功能的CAN节点的设计方法。

　　3　CAN节点的硬件设计

　　本CAN节点的电路原理简图如图2所示。该电路的三个核心器件是单片机ADμC812?1、独立的CAN总线控制器SJA1000和CAN总线驱动器PCA82C250。其中SJA1000?2?和PCA82C250两者的组合应用已经在很多CAN总线节点的设计中用到，而本设计的特点就在于，它是根据要完成数据采集功能这一具体要求来选用微控制器ADμC812。图2中的串行接口芯片MAX232作为ADμC812与PC机的串口连接，它的使用是由该单片机的调试特点决定的。

　　ADμC812是高度集成、高精度12位数据采集系统，该产品在其内核中集成了带有片内可重编程非易失性闪速/电擦除程序存储器的高性能8位(与8051兼容)MCU和多通道(8个输入通道)12位ADC。

　　由于ADμC812只需要通过其串口模块和计算机的串口进行连接，而不需要额外的仿真器，因而可利用ADI公司的QUICKSTART软件来实现程序的在线下载、在线调试和在线仿真，从而极大地提高了工作效率。这也是本设计使用MAX232的原因。