控制器局域网CANControllerAreaNetwork是一种多主方式

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CAN总线通讯

CAN总线通讯

基于单片机的CAN总线通讯实现摘要CAN总线是控制器局域网总线(Controller Area Network)的简称。

属于现场总线的范畴,是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线,是国际上应用最广泛的现场总线之一,现已被应用到各个自动化控制系统中,从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN总线。

本文重点就基于单片机的CAN总线通信设计的实现进行介绍,通过CAN控制器以及CAN收发器把串口发送来的数据转换成CAN 通信的数据,然后又把数据转换成串口通信数据回发给计算机,实现数据的自发自收。

关键词:CAN总线;AT89S52;SJA1000;PCA82C250Abstract:CAN-bus,which is controller LAN-bus (contro1ler Area Network) for short.,belongs to the category of field bus, which is a kind of effective support distributed control or real-time control of serial communication network. CAN-bus is a main way more than the serial communication bus, which is one of the most widely used international field bus. It has been used in various automatic control system, from the network to the low price of multi-channel wiring CAN. This paper,which focuses on the CAN bus communication design, is based on the MCU to achieve . Through the CAN controller and CAN transceiver, the data is converted to the serial port to send the CAN communication data, and then put the data into the serial communications data back to the computer of spontaneous self-received.Key words:CAN- bus; AT89S52 devices; SJA1000; PCA82C250第一章前言1.1 概述控制器局域网(CAN-Controller Area Network)属于现场总线(Fieldbus)的范畴,是众多的属于现场总线标准之一,它适用于工业控制系统,具有通信速率高、可靠性强、连接方便、性能价格比高等诸多特点。

CAN总线简介(2024版)

CAN总线简介(2024版)
目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN, 一条用于驱动系统的高速CAN,速率达到500kb/s; 另一条用于车身系统的低速CAN,速率是100kb/s。
驱动系统的高速CAN
• 驱动系统CAN主要连接对象是发动机控制器 (ECU)、ABS控制器、安全气囊控制器、 组合仪表等等,它们的基本特征相同,都是 控制与汽车行驶直接相关的系统。
倍。这种传统布线方法不能适应汽车的发展。CAN总线可有效减少线束,节省空间。
例如某车门-后视镜、摇窗机、门锁控制等的传统布线需要20-30 根,应用总线 CAN 则
只需要 2 根。(3)关联控制在一定事故下,需要对各ECU进行关联控制,而这是传统
汽车控制方法难以完成的表1 汽车部分电控单元数据发送、接受情况
• (5)直接通信距离最远可达10km(速率5Kbps以下)。
• (6)通信速率最高可达1MB/s(此时距离最长40m)。
• (7)节点数实际可达110个。
• (8)采用短帧结构,每一帧的有效字节数为8个。
• (9)每帧信息都有CRC校验及其他检错措施,数据出错 率极低。
• (10)通信介质可采用双绞线,同轴电缆和光导纤维,一 般采用廉价的双绞线即可,无特殊要求。
可靠性高:传输故障(不论是由内部还是外部引起 的)应能准确识别出来 使用方便:如果某一控制单元出现故障,其余系统 应尽可能保持原有功能,以便进行信息交换 数据密度大:所有控制单元在任一瞬时的信息状态 均相同,这样就使得两控制单元之间不会有数据偏 差。如果系统的某一处有故障,那么总线上所有连 接的元件都会得到通知。 数据传输快:连成网络的各元件之间的数据交换速 率必须很快,这样才能满足实时要求。
• (2)网络上的节点(信息)可分成不同的优先级,可以满 足不同的实时要求。

canbus协议

canbus协议

canbus协议CAN(Controller Area Network)总线是一种串行通信协议,广泛应用于汽车和工业控制系统中。

它是一种多主、多从、广播、冲突检测和冲突处理的通信系统。

CAN总线协议的设计目标是实现高可靠性和实时性的数据传输。

CAN总线采用双线双向通信方式,允许多个控制器同时传输数据。

它的低成本、高可靠性和强大的抗干扰能力,使得CAN总线得以广泛应用于汽车领域。

CAN总线的通信是基于帧(Frame)的。

每一帧由起始位(Start Bit)、标识符(Identifier)、控制位(Control)、数据域(Data)和校验位(CRC)组成。

其中标识符是帧的唯一标识,用于区分不同的帧。

数据域用于承载实际的数据。

CAN总线使用广播模式进行通信,即发送一条消息的控制器将消息发送到总线上,其他控制器都可以收到这条消息,但只有匹配标识符的控制器才会处理这条消息。

这种广播模式的通信方式使得CAN总线可以实现高效的数据交互,提高系统的实时性。

CAN总线还具有强大的冲突检测和冲突处理能力。

当两个控制器同时发送消息时,CAN总线可以检测到冲突,并采用非破坏性的冲突处理算法将两个消息进行合并。

这种冲突处理机制使得CAN总线可以在高负载的环境下保持良好的通信性能。

另外,CAN总线还具有较高的容错性和抗干扰能力。

CAN总线采用了差分信号传输方式,能够抵抗较强的电磁干扰。

此外,CAN总线还通过CRC校验位来验证数据的正确性,提高了通信的可靠性。

CAN总线的数据传输速率可以根据实际需求进行调整。

标准CAN总线的速率通常为1Mbps,而高速CAN总线的速率可以达到10Mbps。

通过调整总线速率,可以满足不同场景下的数据传输需求。

总之,CAN总线协议是一种高可靠性、实时性和抗干扰能力强的串行通信协议。

它的广泛应用使得汽车和工业控制系统得以实现高效的数据交互和实时的数据传输。

CAN总线在现代汽车中广泛应用,可以实现车内各个控制模块之间的信息交流,提高整车的性能和安全性。

CAN简述

CAN简述

CAN 全称为Controller Area Network,即控制器局域网,由德国Bosch 公司最先提出,是国际上应用最广泛的现场总线之一。

CAN 是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率、高抗电磁干扰性,而且要能够检测出总线的任何错误。

当信号传输距离达10Km 时CAN 仍可提供高达50Kbit/s 的数据传输速率。

CAN 具有十分优越的特点:A、较低的成本与极高的总线利用率;B、数据传输距离可长达10Km,传输速率可高达1Mbit/s;C、可靠的错误处理和检错机制,发送的信息遭到破坏后可自动重发;D、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;E、报文不包含源地址或目标地址仅用标志符来指示功能信息和优先级信息;由于人为、自然、其它外界环境的影响和人们对公交系统的安全可靠性、真实、实时性的追求,使得我们对通信方式,通信设备有了更高的要求,基于CAN总线的网络则成为我们最佳的选择什么是CAN总线现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。

它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性:首先,CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。

而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差;其次,CAN总线通过CAN控制器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。

CAN总线

CAN总线

CAN总线:CAN 是控制器局域网总线(CAN,Controller Area Network),是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的现场总线之一。

CAN协议由德国的Robert Bosch公司开发,用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束。

该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。

CAN 协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。

CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电子干扰性,并且能够检测出产生的任何错误。

CAN总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等领域。

CAN总线特点:(1) 数据通信没有主从之分,任意一个节点可以向任何其他(一个或多个)节点发起数据通信,靠各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序,高优先级节点信息在134μs通信;(2) 多个节点同时发起通信时,优先级低的避让优先级高的,不会对通信线路造成拥塞;(3) 通信距离最远可达10KM(速率低于5Kbps)速率可达到1Mbps(通信距离小于40M);(4) CAN总线传输介质可以是双绞线,同轴电缆。

CAN总线适用于大数据量短距离通信或者长距离小数据量,实时性要求比较高,多主多从或者各个节点平等的现场中使用。

CAN总线在工控领域主要使用低速-容错CAN即ISO11898-3标准,在汽车领域常使用500Kbps的高速CAN。

某进口车型拥有,车身、舒适、多媒体等多个控制网络,其中车身控制使用CAN网络,舒适使用LIN网络,多媒体使用MOST网络,以CAN网为主网,控制发动机、变速箱、ABS等车身安全模块,并将转速、车速、油温等共享至全车,实现汽车智能化控制,如高速时自动锁闭车门,安全气囊弹出时,自动开启车门等功能。

can总线的工作原理

can总线的工作原理

can总线的工作原理CAN(Controller Area Network,控制器局域网)总线是一种多节点、分布式的串行通信协议,用于在不同的设备(如汽车电子控制单元)之间进行通信。

其工作原理如下:1. 总线结构:CAN总线包括两个主要组成部分:控制器和节点。

控制器负责管理总线上的通信,而节点则是实际的设备。

2. 通信速率:CAN总线使用串行通信方式,在一个时间周期内传输一位的数据。

通信速率可以根据需求进行调整,常见的有125kbps、250kbps和500kbps等。

3. 帧格式:CAN通信使用帧格式进行数据传输。

一个帧包括标识符、控制位、数据段和校验位等。

标识符用于确定帧的优先级和发送者的身份,控制位用于控制数据的传输方式,数据段用于传输实际的数据,校验位用于检查数据的完整性。

4. 预定位位:CAN总线使用预定位位来确保总线上的节点在发送数据之前处于同一状态。

当节点准备好发送数据时,首先发送一个断开位(Dominant),然后等待总线上所有节点一起发送一个随机位(Arbitration)。

节点在发送随机位时会检测总线上的信号,如果发现有其他节点同时发送了同样的位,则会停止发送,并等待下一个时间周期再次发送。

5. 碰撞检测:如果两个或多个节点同时发送数据,会发生碰撞(Collision)。

CAN总线通过监听总线上的信号来检测碰撞,并使用位优先级来解决冲突。

发送高优先级的节点会优先发送数据,低优先级的节点则会停止发送。

6. 增强型CAN(CAN FD):为了提高数据传输速率,增强型CAN通过增加数据段长度和引入一些新的特性来实现更高的传输速率。

总的来说,CAN总线的工作原理是通过预定位位和碰撞检测来保证多个节点间的通信正常进行,从而实现数据的可靠传输。

CAN总线的工作原理

CAN总线的工作原理

CAN总线的工作原理控制器局域网总线(CAN,Controller Area Network)是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的现场总线之一。

CAN 协议由德国的Robert Bosch 公司开发,用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束。

该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。

CAN 协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11 位的寻址以及检错能力。

CAN 总线是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电子干扰性,并且能够检测出产生的任何错误。

CAN 总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等领域。

CAN 总线的特点1、具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点;2、采用双线串行通信方式,检错能力强,可在高噪声干扰环境中工作;3、具有优先权和仲裁功能,多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上,形成多主机局部网络;4、可根据报文的ID 决定接收或屏蔽该报文;5、可靠的错误处理和检错机制;6、发送的信息遭到破坏后,可自动重发;7、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;8、报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。

CAN 总线的工作原理CAN 总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s 的速率在40m 的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。

CAN 与I2C 总线的许多细节很类似,但也有一些明显的区别。

当CAN 总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。

对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。

每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方。

MSCAN应用

MSCAN应用

控制局域网CAN (controllerareanetwork)是国际上应用最广泛的现场总线之一,是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种通讯协议,它作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。

比如:发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中,均嵌入CAN控制装置。

CAN是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电磁干扰性,而且能够检测出产生的任何错误。

当信号传输距离达到10Km时,CAN仍可提供高达50 kbit/s的数据传输速率。

它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。

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、抗滑系统等应用中,CAN的位速率可高达1 Mbps。

CAN网络具有反映快,可靠度高的特性,应用于要求实时处理的场合,例如汽车刹车防锁死系统安全气囊等。

今天此项通信协议已得到广泛应用,成为现代汽车设计中必须采用的装置,奔驰、宝马、大众、沃尔沃及雷诺汽车都将CAN作为控制器联网的手段。

1 CAN总线的特点及通讯协议1.1 CAN总线的特点CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

其通讯介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。

在汽车发动机控制部件、传感器等应用中,总线的位速率最大可达1Mbit/s。

CAN总线具有以下主要特性:a. 无破坏性的基于优先权竞争的总线仲裁b. 可借助接收滤波的多地址帧传送c. 具有错误检测与出错帧自动重发功能d. 数据传送方式可分为数据广播式和远程数据请求式1.2 CAN总线帧格式[1]CAN总线通信协议包括CAN2.0A和CAN2.0B两种,它们的帧格式如下:(1)CAN2.0A通信协议规定了4种不同的帧格式:数据帧用于节点间传递数据,是网络信息的主体,其帧格式依次包括:帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、ACK场和帧结束。

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控制器局域网CAN(Controller Area Network)是一种多主方式的串行通信总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电磁干扰性,而且能够检测出产生的任何错误。

CAN在汽车上的应用,具有很多行业标准或者是国际标准,比如国际标准化组织(ISO)的ISO11992、ISO11783以及汽车工程协会(Societyof Automotive Engigeers)的SAE J1939。

CAN总线已经作为汽车的一种标准设备列入汽车的整车设计中。

CAN通信协议规定了4种不同的帧格式,即数据帧、远程帧、错误帧和超载帧。

基于以下几条基本规则进行通信协调:总线访问、仲裁、编码/解码、出错标注和超裁标注。

CAN遵从OSI模型。

按照OSI基准模型只有三层:物理层、数据链路层和哀告层,但应用层尚需用户自己定义。

CAN总线作为一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络,应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。

如:CAN在汽车中的发动机控制部件、ABS、抗滑系统等应用中的位速率可高达1Mbps。

同时,它可以廉价地用于交通运载工具电器系统中,例如电气窗口、灯光聚束、座椅调节等,以替代所需要的硬件连接。

其传输介制裁为双绞线,通信速率最高可达1Mbps/40m,直接传输距离最远可达10km/5kbps,挂接设备数最多可达110个。

CAN为多主工作方式,通信方式灵活,无需站地址等节点信息,采用非破坏性总线仲裁技术,满足实时要求。

另外,CAN采用短帧结构传输信号,传输时间短,具有较强的抗干扰能力。

CAN总线与其它通信协议的不同之处主要有两方面:一是报文传送不包含目标地址,它是以全网广播为基础,各接收站根据报文中反映数据性质的标识符过滤报文,其特点是可在线上网下网、即插即用和多站接收;另外一个方面就是特别强化了数据安全性,满足控制系统及其它较高数据要求系统的需求。

在现代汽车的设计中,CAN总线已经成为构建汽车网络的一种趋势;而汽车网络作为直接与汽车内部各个ECU连接并负责命令的传递、数据的发送及共享,其可靠性和稳定性与整车的性能紧密相关。

本文的设计开发是在基于试验条件下搭建的仿真平台,节点之间的通信是通过对等的CAN通信节点进行的。

试验表明其运行性能稳定可靠,但实用化仍需要进一步的研究和改进,且程序的通信处理能力、纠错和容错能力有待进一步的提高.比如:把CAN总线融合到嵌入式平台中,在其ARM-EP9315和ARM-S3C2440嵌入式平台上都做到了CAN总线功能的实现!ARM嵌入式控制平台,具有开放、集成度高、尺寸小、可扩展性强、低功耗等特点,非常适合与数字家电、车载设备、通信终端、网络设备等的应用。

如今有了CAN总线的实现,使其在此方面的应用更为有效!CAN总线协议学习笔记(2009-09-17 12:47:49)1,基本概念:(1),报文:总线上的信息以不同格式的报文发送,但长度有限。

当总线开放时,任何连接的单元均可开始发送一个新报文。

(2),信息路由:在CAN系统中,一个CAN节点不使用有关系统结构的任何信息,这里包含一些重要的概念:系统灵活性——节点可以在不要求所有节点及其应用层改变任何软件或硬件的情况下,被接于CAN网络。

报文通信——一个报文的内容由其标示符ID命名,ID 并不指出报文的目的,但描述数据的含义,以便网络中的所有节点有可能借助报文滤波决定该数据是否使它们激活。

成组——由于采用了报文滤波,所有节点均可接受报文,并同时被相同的报文激活。

数据相容性——在CAN网络中,可以确保报文同时被所有的节点或者没有节点接受,因此,系统的数据相容性是借助于成组和出错处理达到的。

(3),位速率:CAN的数据传输率在不同的系统中是不同的,而在一个系统中是固定的速率。

(4),优先权:在总线访问期间,标示符定义了一个报文静态的优先权。

(5),远程数据请求:通过发送一个远程帧,需要数据的节点可以请求另一个节点发送相应的数据帧,该数据帧与对应的远程帧以相同的标示符ID命名。

(6),多主站:当总线开放时,任何单元均可以开始发送报文,发送具有最高优先权报文的单元会赢得总线的访问权。

(7),仲裁:当总线开放时,任何单元均可以开始发送报文,若同时有两个或者更多的单元开始发送,总线访问冲突运用逐位仲裁规则,借助标示符ID解决,这种仲裁规则可以使信息和时间均无损失,若具有相同标示符的一个数据帧和一个远程帧同时发送,数据帧优先于远程帧,仲裁期间,每个发送器都对发送位电平与总线上检测到的电平进行比较,若相同则该单元可以继续发送,当发送一个隐性电平,而在总线上检测为显性电平时,该单元退出仲裁,并不再传送后继位了。

(8),安全性:为了获得尽可能高的数据传输安全性,在每个CAN节点中均设有错误检测,标定和自检的强有力措施。

检测措施包括:发送自检,循环冗余校验,位填充,和报文格式检查。

(9),出错标注和恢复时间:已损坏的报文由检验出错的节点进行标注。

这样的报文将失效,并自动进行重发送。

如果不存在新的错误,从检出错误到下一个报文开始发送的恢复实践最多为29个位时间。

(10),故障界定:CAN节点又能力识别永久性的故障和暂时扰动,可自动关闭故障节点。

(11),连接:CAN串行通信链路是一条众多单元均可被连接的总线,理论上单元数目是无限的,实际上,单元总数受限于延迟时间和总线的电器负载。

(12),应答:所有接收器均对接收报文的相容性进行检查,回答一个相容的报文,并标注一个不相容的报文。

2,CAN的特点:属于串行通信网络,(1),通信方式灵活。

多主从方式工作,网络上任何节点均可以在任何时刻主动的向其他节点发送信息,不分主从。

无需站地址等节点信息。

可以构成多机备份系统。

(2),CAN网络上的节点信息分成不同的优先级,可以满足不同的实时要求。

(3),CAN采取非破坏性的总线仲裁技术,多个节点同时发送信息时,优先级低的节点会主动退出发送。

(4),CAN只需通过报文滤波就可以实现点对点,1点对多点及全局广播等几种方式传送接收,无需调度。

(5),CAN的直接通信距离最远可达10KM(5Kb/s),通信速率最高可达1Mb/s(40M)。

(6),CAN上的节点数目前可达110个;报文标示符可达2032种(CAN2.0A ),而CAN2.0B 报文标示符几乎不受限制。

(7),CAN通信采用短帧格式,传输时间短,抗干扰强,极好的验错效果,每帧最多8B 足以满足控制要求,不会占用过长总线时间,实时性强。

(8),CAN每帧都有CRC校验及其他验错措施。

(9),接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层。

(10),CAN的通信介质可为双绞线或同轴电缆,光纤。

(11),CAN节点在错误严重情况下具有自动关闭输出功能。

3,CAN总线基本规则:(1),总线访问:采用载波监听多路访问,CAN控制器之恩能够在总线空闲时,就是节点侦听到网络上至少存在3个空闲位(隐性位)时开始发送,采用硬同步,所有的控制器同步都为与帧的起始的前沿。

过了一定时间,并在一定条件后,重同步。

(2),仲裁:各节点向总线发电平时,也对总线上电平进行读取,并于自身发送的电平进行比较,相同则发下一位,直至全部发完。

不同则说明网络上有更高优先级的信息帧正在发送,即停止发送,退出竞争。

(3),编码/解码:帧起始域,仲裁域,控制域,数据域和CRC序列均使用位填充技术进行编码,就是5个连续的同状态电平插入一位与它相补的电平,还原时每5个同状态的电平后的相补电平被删除。

(4),出错标注:当检测到位错误,填充错误,形式错误或应答错误时,检测出错条件的CAN控制器将发送一个出错标志。

(5),超载标注,一些控制器会发送一个或多个超载帧以延迟下一个数据帧或远程帧的发送编码器的CAN总线接口及其在光电跟踪系统中的应用1 引言绝对式光电轴角编码器是一种数字测角装置,实时测量转轴所处的角位置及角速度,它把轴角信息转换成度、分、秒形式的数字代码,与控制系统中的总线连接可实现实时测量。

它具有工作可靠性高,抗干扰能力强,精度高,断电记忆等优点。

在靶场设备、数字经纬仪、雷达及一些大型军用设备等数字化测量跟踪和定位系统中得到广泛应用。

在这些实际应用的控制系统中由于各分系统传感器和探测器输出的数据结构不同,绝对式光电轴角编码器会用到不同的内部数据通信方式,主要有RS232、RS485/488串口,并口等。

但在具体工程应用项目中,上述通信方式常会受到传输距离、通信速率等方面限制。

近几年来串行通信快速发展,出现了多种控制系统现场总线形式,CAN总线就是其中应用最为广泛的一种,它是控制器局域网总线的简称,是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。

由于CAN总线的高性能、高可靠性及独特的设计,已成为目前国内外普及和实时性最高的现场总线。

控制系统中内部通信方式的发展变化,使得用作测量角位移和角速度的编码器要提供CAN总线接口以满足整个控制系统的现场总线设计要求。

2 编码器工作原理和数据传输2.1工作原理编码器由数据采集装置和数据处理装置两部分组成。

结构原理框图如1所示。

单片机是编码器电路系统的核心部分,它将编码器的信号(粗码、中精码、精码)采集到后,经精码细分、码道校正、数字量相加、电调零、度分秒转换等软件处理,最后显示及实现与控制系统接口。

2.2数据传输编码器与控制系统的数据传输可以采用并行和串行两种方式。

并行传输通过并口传递数据,每位数据需要数据电缆一芯,例如对于24位分辨率的编码器就需要一根24芯的电缆,因此使用空间受到限制,仅适用于短距离传输和特殊要求的场合。

串行传输,数据信息通过一根双绞线实现串行传送,根据不同通信协议再加些附加位实现纠错等功能,这一功能可扩大应用于数据总线系统中。

串行传输用线少,硬件少,成本低,传输距离远,数据安全可靠。

2.3 提出编码器CAN总线接口在对各种现场总线的综合比较中,基于CAN总线构建的通信系统具有很多优异的特性:数据信号采用差分电压传输;总线传输介质可用双绞线、同轴电缆和光纤;可以多主方式工作,通信方式灵活;可以点对点、点对多点及全局广播方式传送接收数据;网络上的节点信息可分成不同的优先级,满足不同的实时要求;采用非破坏性总线仲裁技术;数据采用短帧结构,每一帧为8Byte,数据出错率低;通信协议中数据链路层的MAC子层具有严格的错误检测能力;具有国际标准,开放性好。

因此,在对光电跟踪系统内部通信方式改造中采用CAN总线作为数据通信总线结构,进而提出编码器CAN总线接口。

3 编码器CAN总线接口在光电跟踪系统中的应用3.1编码器用于光电跟踪系统位置检测绝对式光电轴角编码器是光电跟踪系统中光电跟瞄架测量方位角和俯仰角角度传感器,将光电跟踪系统内部总线结构改造为CAN总线通信方式,编码器的CAN总线接口发挥其接口灵活,节省线路的特点,同时它本身带有微处理器,可以作为系统中的一个智能节点,直接向其他设备发送远程帧,实现智能控制。

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