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基于CAN總線的數字式傳感器群管理系統

作者: 時間:2013-04-13 來源:網絡 收藏

  CAN控制器與物理總線之間的接口由收發器82C250完成,它最初是為汽車高速通信的應用而設計的,該器件提供對總線的差動發送和接收的功能,它可以增強總線的驅動能力,同時起到保護總線的作用。
  由于作為下位機的節點比較多,單片機的選擇主要從成本考慮,如果選擇帶CAN和I2C總線(需要用I2C總線驅動)接口功能的高級單片機,則系統成本太高,故選擇AT89C51單片機,它片內含有4 K字節閃電存儲器,數據可保存10年,且編程速度快(全4 K字節編程只要3 s),還可以實現在線編程,也可以借助電話線進行遠距離編程。雖然AT89C51沒有I2C總線接口功能,但在系統中,AT89C51和是屬于單主機結構,在單主機結構中I2C總線數據傳送狀態非常簡單,沒有總線競爭與同步,只有單片機對I2C總線器件的讀寫操作,這就使通過I/O口用軟件來模擬I2C總線成為了可能。

5 系統軟件設計  
  上位機軟件采用基于Windows2000平臺的VC6.0編寫,具有系統參數設置、監控狀態設置、數據發送和接收、本機狀態查詢、節點狀態查詢、中斷接收數據管理等功能。上位機首先對適配卡及其自身初始化,然后發送命令通知特定的節點向上發送數據,通過CAN總線適配卡轉換后,再由上位機處理。上位機采用定時輪循方式向各個節點發命令,采用中斷方式接收數據。
  下位機部分采用匯編語言,主程序流程如圖3所示。程序首先初始化AT89C51和CAN控制器,然 后通過用I/O口軟件模擬I2C總線,初始化各個傳感器,設置它們的地址代碼(器件標識)、報警上下限、傳感器狀態等參數,接著程序進入等待上位機命令,同時也在監聽I2C總線,以中斷的方式響應I2C總線上的請求,對特定傳感器進行讀寫、啟動轉換、設置報警閾值等操作,接收各個傳感器發送的數據并進行處理,解決總線沖突,進行總線仲裁。

  

  在下位機軟件設計中,用普通I/O線模擬I2C總線數據傳送時,必須遵守I2C總線的時序,否則將造成混亂導致系統工作不正常。

6 結束語  
  系統采用分層管理的方法實現了對多的集中管理,在控制現場底層,由于采用了數字化傳感器并且掛接在I2C總線上,傳感器數目變化后,系統軟件只要稍加改動就能適應,所以添加和更換傳感器非常方便。同時在上層管理中,系統使用CAN總線技術,它以其獨特的設計思想、優良的性能和極高的可靠性提高了系統內部的通信速率、實時性,降低了誤碼傳送率。上位機使用PC,以圖形的方式方便直觀的對各個節點進行監控,保證了系統的可靠運行。該系統已經在汽車行駛發電恒速驅動檢測系統中投入運行,實際應用證明該系統具有控制效果好、可靠性高、控制靈活等優點。

參考文獻

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