CAN总线智能传感器节点设计
基于82527的CAN总线智能传感器节点设计
摘要：介绍一种以8051微操纵器和82527独立CAN总线操纵器为核心组成的CAN总线智能传感器节点的设计方法，并给出其硬件原理图和初始化程序。
关键词：CAN总线 82527 单片机 数据采集 智能节点
引言
CAN（Controller Area Network，操纵局域网）属于工业现场总线，是德国Bosch公司20世纪80年代初作为解决现代汽车中众多的操纵与测试仪器间的数据交换而开发的一种通信协议。1993年11月，ISO正式颁布了高速通信操纵局域网（CAN）的国际标准（ISO11898）。CAN总线系统中现场数据的采集由传感器完成，目前，带有CAN总线接口的传感器种类还不多，价格也较贵。本文给出一种由8051单片机和82527独立CAN总线操纵器为核心构成的智能节点电路，在一般传感器基础上形成可接收8路模拟量输入和智能传感器节点。
1 独立CAN总线操纵器82527介绍
82527是Intel公司生产的独立CAN总线操纵器，可通过并行总线与Intel和Motrorola的操纵器接口；支持CAN规程2.0B标准，具有接收和发送功能并可完成报文滤波。82527采纳CHMOS 5V工艺制造，44脚PLCC封装，使用温度为-44～+125℃，其引脚的排列和定义参见参考文献[1]。
（1）82527的时钟信号
82527的运行由2种时钟操纵：系统时钟SCLK和寄存器时钟MCLK。SCLK由外部晶振获得，MCLK对SCLK分频获得。CAN总线的位定时依据SCLK的频率，而MCLK为寄存器操作提供时钟。SCLK频率能够等于外部晶振XTAL，也能够是其频率的1/2；MCLK的频率能够等于SCLK或是其频率的1/2。系统复位后的默认设置是SCLK=XTAL/2，MCLK=SCLK/2。
（2）82527的工作模式
82527有5种工作模式：Intel方式8位分时复用模式；Intel方式16位分时复用模式；串行接口模式；非Intel方式8位分时复用模式；8位非分时复用模式。本文应用Intel方式8位分时复用模式，现在82527的30和44脚接地。 （3）82527的寄存器结构[2]
82527的寄存器地址为00～FFH.下面依照需要对寄存器给予介绍。
①操纵寄存器（00H）：
7 6 5 4 3 2 1 0
0 CCE 0 0 EIE SIE IE INIT
CCE——改变配置同意位，高电平有效。该位有效时同意CPU对配置寄存器1FH、2FH、3FH、4FH、9FH、AFH写操作。
EIE——错误中断同意位，高电平有效。该位一般置1，当总线上产生异常数量的错误时中断CPU。
SIE——状态改变中断同意位，高电平有效。该位一般置0。
IE——中断同意位，高电平有效。 INIT——软件初始化同意位，高电平有效。该位有效时，CAN停止收发报文，TX0和TX1为隐性电平1。在硬件复位和总线关闭时该位被置位。
②CPU接口寄存器（02H）：
7 6 5 4 3 2 1 0
RSTST DSC DMC PWD SLEEP MUX 0 CEN
RSTST——硬件复位状态位。该位由82527写入，为1时硬件复位激活，不同意对82527访问；为0时同意对82527访问。
DSC——SCLK分频位。该位为1，SCLK=XTAL/2；为0，SCLK=XTAL。
DMC——MCLK分频位。该位为1，MCLK=SCLK/2；为0，MCLK=SCLK。
PWD——掉电模式使能位，高电平有效。
SLEEP——睡眠模式使能位，高电平有效。 MUX——低速物理层复用标志位。该位为1，ISO低速物理层激活，PIN24=VCC/2，PIN11=INT#（＃表示取反）；该位为0，PIN24=INT#，PIN11=P2.6。
CEN——时钟输出同意位，高电平有效。
③标准全局屏蔽寄存器（06～07H）。该寄存器用于具有标准标识符的报文，或XTD置0的报文寄存器。该方式称为报文接收滤波。当某位为1时，报文标识符的相应位必须匹配；为0时，不必匹配。
④扩展全局屏蔽寄存器（08～0BH）。该寄存器用于扩展报文格式，或XTD置1的报文寄存器，其作用与③相同。
7 6 5 4 3 2 1 0
0 COBY POL 0 DCT1 0 DCR1 DCR0
⑤总线配置寄存器（2FH）：
COBY——旁路输入比较器标志位，高电平有效。 POL——极性标志位。为1，假如旁路输入比较器，RX0的输入逻辑1为显性，逻辑0为隐性；为0，则反之。
DCT1——TX1输出切断操纵位。为1，TX1输出不被驱动，该模式用于1根总线的情况，2根差分导线短路；为0，TX1输出被驱动。
DCR1——RX1输入切断操纵位。为1，RX1与输入比较器的反相端断开，接至VCC/2；为0，RX1接至输入比较器反相端。
DCR0——RX0输入切断操纵位。作用与DCR1相同，现在RX0接至比较器同相端。
7 6 5 4 3 2 1 0
SJW BRP
⑥位定时寄存器0（3FH）；
SJW——同步跳转宽度位场，编程值1～3。
BRP——波特率分频位场，编程值0～63。 7 6 5 4 3 2 1 0
SPL TSEG2 TSEG1
⑦位定时寄存器1（4FH）：
SPL——采样模式标志位。1表示每位采样3次；0表示每位采样1次。
TSEG1——时刻段1位场，编程值2～15。
TSEG1——时刻段2位场，编程值1～7。
波特率=XTAL/[(DSC+1)*(BRP+1)*（3+TSEG1+TSEG2）]
⑧报文寄存器（把每个寄存器的第1字节地址作为基址BASE）。
7 6 5 4 3 2 1 0
BASE+0 MSGVAL TXIE RXIE INTPND
BASE+1 RMTPND TXRQST MSGLST/CPUUPD NEWDAT
◇操纵寄存器0，1（BASE+0，BASET+1） MSGVAL——报文寄存器有效标志位，高电平有效。10置位，01复位。
TXIE——发送中断同意标志位，高电平有效。10置位，01复位。
RXIE——接收中断同意标志位，高电平有效，10置位，01复位。
INTPND——中断申请标志位，高电平有效。10置位，01复位。
RMTPND——远程帧申请标志位，高电平有效。10置位，01复位。
TXRQST——请求发送标志位，高电平有效。10置位，01复位。
MSGLST——报文丢失标志位，只用于接收报文寄存器。10表示未读报文被新报文覆盖，01表示未覆盖。 CPUUPD——CPU更新标志位，只用于发送报文寄存器。10报文不被发送，01报文可发送。
NEWDAT——新数据标志位。10表示向寄存器写入了新数据，01表示无新数据写入。
◇仲裁寄存器0，1，2，3（BASE+2-BASE+5）
存储报文标识符。
7 6 5 4 3 2 1 0
DLC DIR XTD 保留
◇报文配置寄存器（BASE+6）
DLC——数据长度编码，编程值0～8。
DIR——方向标志位。1发送，0接收。
XTD——标准/扩展标识符标志位。1扩展标识符，0标准标识符。 ◇数据寄存器（BASE+7-BASE+14）
82527存储报文时，8个数据字节均被写入，未用到的字节数据是随机的。
2 硬件电路设计
智能节点的电路如图1所示（图中6264略去）。
在硬件设计中，由ADC0809完成对8路模拟置的转换，与8051的信息交换采纳查询方式，地址BFF8～BFFFH，其时钟可由ALE二分频获得；82527完成与CAN总线的信息交换。本设计中，旁路了输入比较器，与8051的信息交换采纳中断方式，地址7F00～7FFFH，能够用82527的P1口和P2口对开关量采集或对继电器进行操纵。82C250提供82527和物理总线间的接口，提高接收和发送能力。可依照需要扩展程序存储器。
3 软件设计 本设计软件采纳MCS-51汇编语言编写，程序框图如图2所示。
82527的初始化程序如下：
INT：MOV DPTR，＃0FF02H
MOV A，＃00H
MOVX @DPTR，A ；SCLK=XTAL
；MCLK=SCLK,CLKOUT无效
MOV DPTR，＃0FF00H
MOV A，＃41H
MOVX @DPTR，A ；置位CCE，INIT
MOV DPTR，＃0FF2FH
MOV A，＃48H
基于冗余CAN总线设计的智能化复合传感器
１０８ 传感器与微系统（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ） ２０１２年第３１卷第７期
基于冗余ＣＡＮ总线设计的智能化复合传感器
唐胜武 ，王冰 ，段成丽 ，张娠 （１．中国电子科技集团公司第四十九研究所。黑龙江哈尔滨１５０００１； ２．中国国防科技信息中心，北京１００１４２）
摘要：设计了一种基于冗余ＣＡＮ总线的智能化复合传感器，用于流体温度、压力、流量测量，三种敏感 元件及其处理电路与结构集成于一体，采用ＸＣ８８６ＣＬＭ单片机进行数据的采集处理与ＣＡＮ总线通信管 理，通过信号过采样设计与多传感器数据融合提高了整体测量精度，并实现ＣＡＮ总线故障诊断与冗余切 换管理。 关键词：ＣＡＮ总线；冗余设计；多参数测量；ＸＣ８８６单片机 中图分类号：ＴＰ２１２．１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－９７８７（２０１２）０７－０１０８－０３
Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｍｐｏｕｎｄ－ｓｅｎｓｏｒ ｂａｓｅｄ ０ｎ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ
ＣＡＮ ｂｕｓ ｄｅｓｉｇｎ
ＴＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ．ＷＵ ，ＷＡＮＧ Ｂｉｎｇ ，ＤＵＡＮ Ｃｈｅｎｇ．．．１ｉ，ＺＨＡＮＧ Ｘｕａｎ （１．Ｔｈｅ ４９ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｈａｒｂｉｎ １５０００１．Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｎａ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ．Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１４２．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｍｐｏｕｎｄ—ｓｅｎｓｏｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ＣＡＮ ｂｕｓ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄ ｆｌｏｗ，ｔｈｅｓｅ ｔｈｒｅｅ ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｒｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ． Ｕｓｉｎｇ ＸＣ８８６ＣＬＭ ＭＣＵ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｒｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ＣＡＮ ｂｕｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ ｏｖｅｒｓａｍｐｌｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍｕｈｉ—ｓｅｎｓｏｒ ｄａｔａ ｆｕｓｉｏｎ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ ＣＡＮ ｂｕｓ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｓｗｉｔｃｈ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｒｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＡＮ ｂｕｓ；ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｄｅｓｉｇｎ；ｍｕｌｔｉ—ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ＸＣ８８６ ＭＣＵ
符合CAN总线规范的热敏电阻传感节点设计
符合CAN总线规范的热敏电阻传感节点设计
杨中兴
【摘 要】热敏电阻是具有测温准确、性能良好等优点,在测控领域被大量作为测量温度的传感器使用.本文讨论热敏电阻的特性及线性化方法,并以热敏电阻作为感温元件,设计一种符合CAN总线规范的热敏电阻传感节点,以利于实现温度的大规模智能化、分布式检测和控制.
【期刊名称】《传感器世界》
【年(卷),期】2016(022)003
【总页数】5页(P17-21)
【关键词】热敏电阻;传感器;CAN总线;结点
【作 者】杨中兴
【作者单位】辽宁建筑职业学院自动控制系,辽宁辽阳111000
【正文语种】中 文
【中图分类】TP212
一、引言
热敏电阻器（Thermally Sensitive Resistor， 简 称Thermistor）是一类常见的敏感元件，其典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。热敏电阻具有外形小、加工优秀、阻抗值大、阻抗温度系数大、相对于1℃的温度变化阻抗变化量大、信号层次高、电路简单、价格便宜等诸多优点。在所有温敏元件中，热敏电阻占有极为重要的位置，占整个温敏元件总量的几乎40%。[1]
按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。通常所说的热敏电阻指的是负温度系数的热敏电阻器。NTC热敏电阻是一种以过渡金属氧化物为主要原材料经高温烧结而成的半导体陶瓷元件，它具有非常大的负温度系数，电阻随环节温度变化，即在一定的测量功率下，电阻值随温度上升而迅速下降。利用这一特性，可通过测量NTC热敏电阻的阻值来确定相应的温度，从而达到检测和控制温度的目的。
控制器局域网（Controller Area Network, CAN）是一种串行通信协议，其传输速率可达1Mbps，能够有效支持具有高安全等级的分布式实时控制。CAN总线标准由德国BOSCH公司开发，并最终成为国际标准（ISO 11898），其应用范围非常广泛，从高速的网络到低价位的多路配线都可以使用CAN。CAN总线技术规范的目的是为了在任何两个CAN器件之间建立电气特性和数据解释的层面的兼容性，实现设计的透明度和实施的灵活性。
基于CAN现场总线技术的智能测控系统的设计
第２４卷第２期轻工韶掰 Ｖｏ１．２４．Ｎｏ．２ ２００６年６月ＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙＭａｃｈｉｎｅｒｙ Ｊｕｎｅ．．２００６
（浙江科技学院机械与汽车工程学院，浙江杭州３１００１２）
摘 要：介绍了基于ＣＡＮ总线技术的工业过程控制体系结构中现场智能测控系统的设计方法。首先对控制器局城网 （ｃＡＮ）总线技术作了简单介绍，接着对以Ｐ８０Ｃ５９２单片机为核心的智能测拉系统的功能模块组成，各模块的工作原理， 硬件设计，软件设计及它们的实现方法进行了较深入的探讨和详细的论述。整个系统的设计在保证可靠性的基础上具有 通用性，实时性和可扩展性 关键词：控制器局域网ｌ现场总线；智能测控节点ｌＰ８０Ｃ５９２ ＳＪＡ１０００￣通信接口适配卡 ’ 中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５—２８９５（２００６）０２—０１０３—０４ ０ 引 言 在造纸、化工生产过程中，传统的控制系统模式大 多采用ＤＤＣ或ＤＣＳ控制系统，通过模拟仪表对生产过 程进行检测和控制。由于模拟仪表采用的是ｌ～５ Ｖ或 ４～２Ｏ ｍＡ的直流模拟信号，而且模拟信号的传输需 要采用一对一的连接，因而结构复杂，同时信号变换 慢，抗干扰能力差。 随着计算机技术和网络通信技术的发展，基于现 场总线控制技术的系统ＦＣＳ（Ｆｉｅｌｄｂｕｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）在过程控制中得到了广泛的应用。它采用了 具有数字通信能力的仪表作为现场设备，用一对双绞 线连接多个现场设备，形成总线式分布结构（见图１）， 因而结构简单，抗干扰能力强，控制精度高。为此，本文 给出了一种基于ＣＡＮ现场总线技术的智能测控系统 的设计原理和结构，并对应用程序的设计提出了方案。 １ ＣＡＮ总线技术 １．１ ＣＡＮ网络通信协议 ＣＡＮ是控制器局域网（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）的简称。ＣＡＮ协议是一种串行数据通信协 议。其模型结构有３层，相应于ＯｓＩ模型底层的物理 层、数据链路层和顶层的应用层。物理层可以使用双绞 线、同轴电缆或光导纤维。数据链路层采用具有优先级 控制的载波侦听及冲突检测（ｃｓＭＡ／ｃＤ）机制。通信 信号使用差分电压传送，２条信号线分别被称为 智能自 智能自 智能自 治节点 治节点 治节点 远程传感器 远程传感器 和执行元件 和执行元件 （ａ）集教控制系统（ＤＣＳ） （ｂ）现场总线控制系统（ＦＣＳ） 图Ｉ 传统控制系统与现场总线控制系统图 “ＣＡＮ—Ｈ”和“ＣＡＮ—Ｌ”。 ＣＡＮ协议具有以下特性： （１）数据通信的可靠性ＣＡＮ总线ＭＡＣ层采用 ＣＳＭＡ／ＣＤ协议及非破坏性优先权的逐位仲裁规则实 现对媒体的访问，总线状态取决于显性位“０”，而不是 取决于隐性位“１”。因此，当２个节点同时向网络上发 送报文时，优先级低的报文主动停止发送，而不影响优 先级高的报文的发送。同时，ＣＡＮ协议采用ＣＲＣ校 验，具有错误检测与出错帧自动重发功能。此外，ＣＡＮ 节点还具有识别永久性故障，并自动关闭总线的功能， 以切断故障节点与总线上其他节点的联系，使总线上 其他操作免受影响。 （２）数据通信的实时性ＣＡＮ总线数据传输速率 收稿日期；２００６—０２—０９ 作者简介：高俊（１９６５－－），男，浙江长兴人，浙江工业大学在读硕士研究生，浙江科技学院讲师，主要从事自动化仪表及控制 的教学与研究。
基于CAN总线的智能温室控制系统的设计与实现
噩 翮现场总线技术
基于ＣＡＮ总线的智能温室控制系统的设计与实现
侯建华
（菏泽学院机电工程系，山东菏泽 ２７４０３０）
［摘要］ＣＡＮ总线是一种有效地支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络。作为一种技术先进、可靠性高、功
能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，ＣＡＮ总线已广泛应用于各个自动化控制系统中。本文介
绍基于ＣＡＮ总线的智能温室控制系统的基本原理和软硬件构成，实现了多传感器的实时监控与分布式
处理。
关键词ＣＡＮ总线智能节点智能温室
１系统总体设计方案
１．１系统总体结构
本系统总体结构如图１。上位机是整个系统的中心，
负责接收各个节点发来的数据，便于工作人员实时监控
前端工作数据情况，发生意外时能及时处理。同时，节
点也可以接收ＣＡＮ总线上的数据。本设计选用的
ＬＰ０２２９４是ＰＨＩＬＩＰＳ公司新推出的一款功能强大的超
低功耗的具有ＡＲＭ７ＴＤＭＩ内核的３２位微控制器。其内
部集成有４路ＣＡＮ控制器，符合ＣＡＮ规范ＣＡＮ２．０Ｂ，
ＩＳＯ １ １９８９—１标准，通过ＣＡＮ总线与带ＣＡＮ总线接口
卡的上位机通信，构成测控网络。
作为本设计的核心部件，ＬＰＣ２２９４不仅担起主控制
器的作用，同时还作为ＣＡＮ网络的节点控制器，与网络
中的其它节点实现数据传输与交换。
系统原理如图１，使用智能节点采集传感器信号和
控制外部设备动作，智能节点通过ＣＡＮ分散的现场总
线控制系统。
１．２传感器选型
１＿２＿１温、湿度传感器ＲＳＹ一２Ｂ
ＲＳＹ一２Ｂ型温湿度仪是采用高分子薄膜湿敏电容为
湿敏元件、铂
电阻为温敏
元件，再配以
３．５位ＬＥＤ显
示系统而构
成的便携式
数字显示温
湿度测量仪。
该仪器温湿
度量程范围
宽、精度高、
响应时间短、
使用方便、寿 命长，是目前温湿度测量仪器中较为理想的产品。
１．２，２光照强度传感器
光照强度传感器采用Ｎ—Ｓｉ硅光电池，它具有性能稳
定、寿命长、光谱相应范围宽、频率特性好、耐高温的
基于英飞凌的CAN总线数据采集网络节点的设计
２００８年第７期 （总第１０７期） 大众科技 ＤＡＺＨＯＮＧ ＫＥＪｌ Ｎｏ．７。２００８ （Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ Ｎｏ．１ ０７）
基于英飞凌的ＣＡＮ总线数据采集网络节点的设计
李松，胡玉兰 （沈阳理工大学信息科学与工程学院，辽宁、沈阳１１０１６８）
【摘要】文章提出了一种基于英飞凌微控制器ＸＣ１６４ＣＳ的ＣＡＮ总线分布式智能测控节点的设计，给出了系统硬件框图、 软件流程图、电路原理图，所设计节点实现方法简单，外扩器件少，结构合理，可靠性高，且节点扩展方便，已用于某工业现 场，波特率为１０Ｋｂｐｓ。 【关键词】ＣＡＮ总线；ＸＣ１６４ＣＳ；英飞凌微控制器；网络节点；ＣＡＮ通信 【中图分类号】ＴＰ３９ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８－１１５１（２００８）０７－００３５－０３ 在工业现场，如何将采集到的数据及时安全地传送给数 据监控与处理系统是工业控制系统首要解决的一个实际问 题。对于这一实际问题通常采用现场总线技术，控制器局域 网（ＣＡＮ）属于总线的范畴，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。ＣＡＮ总线与一般的通信总线相比， 它的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于ＣＡＮ 本身的特点，其应用范围目前己不再局限于汽车行业，而扩 展到了机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、 医疗器械、家用电器及传感器等领域发展，ＣＡＮ总线己成为工 业采集领域中首选的现场总线之一。 （一）ＣＡＮ总线系统的组成模式 １．ＣＡＮ总线特点 （１）ＣＡＮ采用多主方式工作，不分主从。 （２）ＣＡＮ采用非破坏总线仲裁技术，大大节省了总线冲 突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下，也不会出现 网络瘫痪情况。 （３）在速率５ｋｐｂｓ以下时，ＣＡＮ的直接通信距离最远可 达１０ｋｍ￣在通信距离为４０ｍ以下时，ＣＡＮ的通信速率最高可 达ｌｍｂｐｓ；ＣＡＮ上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可 达１１０个。 （４）ＣＡＮ总线数据段长度最多为８个字节，因此可保证 很短的传输时间，而且实时性强，受干扰的概率低，ＣＡＮ的每 帧信息都有ＣＲＣ校验，具有极好的检错效果，能够满足工业 领域中对一个工作点的控制命令或数据采集的要求。 （５）ＣＡＮ总线节点在严重错误的情况下，可自动切断与 总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。 ２ ＣＡＮ总线系统的组成模式 ＣＡＮ总线技术的控制系统一般采用总线式网络拓扑结构， 其组成模式如图１所示。主要由监控站和若干智能测控节点 构成，上位监控站选用ＰＣ机，它是整个系统的中心，可实现 强大的监控、管理功能。ＣＡＮ通信卡通过串口与ＰＣ机通讯， 承担上位机和ＣＡＮ节点之间的数据转发任务。 主控胄Ｉ事务 Ｈ 蛳嘲 。 ≥ ： 氟 ｎ ｎ ｎ 镧鞫譬糍囊蹲 ： 簧麓 。。。｝ｊ智能节点Ｎ １ 图１ ＣＡＮ总线系统结构框图
基于CAN总线的车载智能终端硬件设计
基于CAN总线的车载智能终端硬件设计
随着智能汽车技术的不断发展，车载智能终端在汽车中的应用越来越广泛。CAN总线作为车载通信网络的核心，是车载智能终端必不可少的硬件设计之一、本文将介绍基于CAN总线的车载智能终端硬件设计。
1.硬件架构设计
车载智能终端硬件设计的基本架构包括主控制单元、CAN总线模块、外围接口模块和电源管理模块。
主控制单元通常选择高性能的ARM处理器，具有丰富的外设接口和强大的计算能力。主控制单元负责处理各种传感器数据和外部通信，控制车载智能终端的各项功能。
CAN总线模块是连接主控制单元与车载CAN总线网络的桥梁，负责CAN总线数据的收发和解析。CAN总线模块通常由CAN控制器和CAN收发器组成，能够实现高速稳定的数据传输。
外围接口模块包括各种传感器接口、视频输入输出接口、音频输入输出接口等，可以实现车载智能终端与外部设备的连接和数据传输。
电源管理模块负责为车载智能终端提供稳定的电源输入和管理电源开关，确保车载智能终端的正常工作。
2.硬件设计要点
在设计基于CAN总线的车载智能终端硬件时，需要考虑以下要点：
（1）稳定性与可靠性：在车载环境下，硬件设备需要经受严格的振动、温度、湿度等不利条件，因此硬件设计必须具有出色的稳定性和可靠性。 （2）电源管理：车载智能终端需要长时间工作，因此电源管理模块的设计至关重要，要能有效管理电源供应，确保终端的稳定工作。
（3）通信接口：CAN总线是车载通信网络的核心，因此CAN总线模块的设计必须考虑数据传输速度、稳定性、抗干扰能力等因素，确保数据的可靠传输。
（4）外围接口设计：要考虑到车载智能终端需要与多种外部设备进行连接和数据交换，因此外围接口模块的设计要充分满足各种接口需求。
3.硬件设计实例
一种基于CAN总线的车载智能终端硬件设计实例如下：
主控制单元采用Cortex-A53架构的ARM处理器，集成CAN控制器；CAN总线模块采用高速CAN收发器，支持CAN2.0B协议；外围接口模块包括数字摄像头接口、USB接口、HDMI接口等；电源管理模块采用高效稳定的DC-DC变换器，支持宽电压输入。
混合式CAN总线智能监控系统的设计
第３４卷第ｌ期 河北联合大学学报（自然科学版）
２０１２年１月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｔｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１２
文章编号：２０９５－２７１６（２０１２）０１－００３２－０４ ●
混合式ＣＡＮ总线智能监控系统的设计
徐慧
（河北联合大学电气工程学院，河北唐山０６３００９）
关键词：ＣＡＮ；ＲＳ－４８５；智能监控 摘要：根据故障诊断监控项目的需要，针对现场分散设备在线监测问题本文给出了一种基于
ＣＡＮ总线和ＲＳ－４８５总线的混合式智能监控系统，并对该系统的整体结构，硬件，软件设计做
了详细介绍。
中图分类号：ＴＰ３０６文献标志码：Ａ
在工业现场如何将采集到的数据实时、安全、准确地传给数据处理系统是该监控系统需要解决的首要问 题，对于这一实际问题通常采用现场总线技术…。ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＣＡＮ）Ｅ２ ３，即控制器局域网
是应用最广泛的现场总线之一，与一般的通信总线相比，具有突出的灵活、实时和可靠性，便于实现更高水平
的监控。目前现场智能仪器大多都配有Ｒ．Ｓ－４８５接口，从而使得ＲＳ－４８５总线通信更为方便，这点较ＣＡＮ总 线通信来说有很大的优势。基于以上分析设计了一种混合式ＣＡＮ总线智能监控系统，该系统以ＣＡＮ总线 为主，当部分数据量较大或需要双通道数据通讯时，节点间采用一个或多个ＲＳ－４８５总线组成铺助子网作为
ＣＡＮ总线的有力补充 。
１ 总体设计思路
在本设计中主控节点（上位机）通过ＣＡＮ总线 可与智能数据采集节点（下位机）进行信息交换并负
责对整个系统实施监控。ＣＡＮ总线智能数据采集节
点把采集到的现场信号处理后，经总线网络传给主控 节点，主控节点对终端传感器检测到的现场信号做进
一步的分析处理来实现对系统的在线检测，计算分析 等。主控节点配有ＲＳ－４８５通信口并采用ＭＯＤＢＵＳ
基于CAN总线的温度检测节点设计
第２５卷第３期
Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．３ 重庆工商大学学报（自然科学版）
Ｊ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｕｎｉｖ．（Ｎａｔ Ｓｃｉ Ｅｄ） ２００８年６月
Ｊｕｎ．２００８
文章编号：１６７２—０５８Ｘ（２００８）０３—０２６２—０３
基于ＣＡＮ总线的温度检测节点设计
林吉海 ，何为 ，张占龙
（１．重庆大学电气学院，重庆４ＯＯＯ４４；２．重庆工商大学计算机科学与信息工程学院，重庆４０００６７）
摘要：针对温度检测的特殊要求，结合ＣＡＮ总线的优点，提出了一种基于ＣＡＮ总线的温 度检测节点的设计方案；以８９Ｃ５１为核心，采用高精度数字温度传感器ＤＳ１８２０进行现场采集，
通过ＣＡＮ总线与上位机（操作站）进行远程通讯，从而实现现场智能节点间的温度传递及将温
场信号的快速、准确上传。
关键词：ＣＡＮ总线；８９Ｃ５１；ＤＳ１８Ｂ２０ 中图分类号：ＴＰ ２７３ 文献标识码：Ａ
由于温场地域分布广、采集数据量大，对实时性、快速性要求高，因此温度节点从功能上应保证准确、 及时采集温度并可靠上传。现场总线技术用于测量控制仪表中，使其具有数字计算和数字通信的能力，
成为能独立承担检测、控制和通信任务的网络节点。ＣＡＮ总线是现场总线的一种，它具有结构简单、实时 性好、可靠性高、抗干扰能力强和成本低等显著优点，是具有国际标准的现场总线¨－３】。采用数字温度传
感器，将现场温度信号直接转换成数字信号供微处理器处理，将处理信息通过ＣＡＮ总线上传，此方式简化
了系统的电路设计，系统可靠性高、扩展容易。
ｌ节点设计方案
以８９Ｃ５ １作为微处理器，ＤＳ１８Ｂ２０实现温度检测 引，利用ＣＡＮ协议转换器ＳＪＡ１０００完成节点与上位
机的通讯，实现自动温场检测并上传、以及节点间的数据通讯 。节点的结构原理如图１所示。其中
ＭＣＵ是本系统的核心部分，主要进行现场温度采集；当传感器出现故障时，控制故障显示电路进行显示；
基于ARM的CAN总线智能节点在织机中的设计与应用
第２６卷第５期 ２００６年ｌ０月 辽宁工学院学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．２６．Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．２００６
基于ＡＲＭ的 ＣＡＮ总线智能节点
在织机中的设计与应用
刘雪靖，冯丽
（辽宁工学院信息科学与工程学院，辽宁锦州 １２１００１）
摘要：介绍了一种基于ＡＲＭ的ＣＡＮ总线控制网络技术在织机中的应用，提出织机生Ｊ妊线Ｊ：的嵌入式微 控制器的设计方案，着重讨论摹于ＣＡＮ现场总线的智能节点的设计实现，给出了系统整体结构。
关键词： ＣＡＮ总线；ＡＲＭ：织机；智能节点
中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—１０９０（２００６）０５—０２９１—０３
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＡＮ Ｂｕｓ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｎｏｄｅ ｉｎ Ｌｏｏｍ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＭ
ＬＩＵ Ｘｕｅ－ｊｉｎｇ，ＦＥＮＧ Ｌｉ （Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ．Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｎｚｈｏｕ １２１００１，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＡＮ ｂｕｓ；ＡＲＭ：ｌｏｏｍ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｎｏｄｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＡＮ ｂｕｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｔｈｅ ｌｏｏｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＭ ｗａｓ
ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｎ ｌｏｏｍ ｐｒｏｄｕｃｔ ｌｉｎｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ
ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｎｏｄｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣＡＮ ｂｕｓ ｗａｓ ｓｔｒｅｓｓｅｄ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ
ARM的CAN总线控制系统智能数据采集节点的设计
第２１卷第４期 湖南科技大学学报（自然科学版） ２００６年 １ ２月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖ０１．２１ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２ｏｏ６
ＡＲＭ的ＣＡＮ总线控制系统智能数据采集节点的设计
刘晓莉，高 军，赵延明
（湖南科技大学信息与电气工程学院。湖南湘潭４１１２０１）
摘要：提出了一种基于ＡＲＭ７微控制器ＬＰＣ２２９２的ＣＡＮ总线分布式控制系统智能数据采集节点的设计，给出了系统硬件 框图，数据采集、ＣＡＮ通信初始化、数据发送和数据接收等部分的程序设计流程图，所设计节点实现方法简单，外扩器件少，蛄构 合理，可靠性高，且节点扩展方便，已用于某工业现场，波特率为１０Ｋｂｐｓ．图７，参８． 关键词：ＣＡＮ总线；ＬＰＣ２２９２；ＡＲ．Ｍ７微控制器：数据采集节点；ＣＡＮ通信 中图分类号：ＴＰ２７３￣．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—９１０２（２００６）０４—００７９—０４
在工业现场，如何将采集到的数据及时安全地传
送给数据监控与处理系统是工业控制系统首要解决
的一个实际问题．对于这一实际问题通常采用现场总
线技术，控制器局域网（ＣＡＮ）【‘嘱于总线的范畴，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［１】．ＣＡＮ总线与一般的通信总线相比，它的数据通信
具有突出的可靠性、实时性和灵活性．由于ＣＡＮ总线 本身的特点，其应用范围目前已不再局限于汽车行
业，而扩展到了机械工业、纺织机械、农用机械、机器
人、数控机床、医疗器械、家用电器及传感器等领域发
展，ＣＡＮ总线已成为工业采集领域中首选的现场总线 之一闭．
１ 总体设计思路
１．１ ＣＡＮ总线系统的组成模式
ＣＡＮ总线技术的控制系统一般采用总线式网络
拓扑结构，其组成模式如图１所示．主要由监控站和
若干智能测控节点构成．上位监控站选用工控ＰＣ机，