CAN總線隔離器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

CAN報(bào)文的接收與發(fā)送相同，由CAN控制器自動(dòng)完成，接收程序只需從接收緩存器中讀取所接收的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行相應(yīng)處理。其方法與發(fā)送程序基本一致，這里不再贅述。

6 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)分析
6．1 冗余設(shè)計(jì)
工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)狀況復(fù)雜，因外力所致的電纜接觸故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于節(jié)點(diǎn)的故障率，一旦電纜發(fā)生故障，總線就會(huì)失去通信能力，并導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，對(duì)工控系統(tǒng)的健壯性構(gòu)成威脅。解決這一故障最簡(jiǎn)單、有效的辦法是對(duì)故障率較高的物理介質(zhì)進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。即使用2條總線電纜、2個(gè)CAN總線收發(fā)器，但只用1個(gè)總線控制器。仲裁電路自動(dòng)監(jiān)測(cè)總線狀態(tài)，并自適應(yīng)選擇正常的電纜完成通信任務(wù)。發(fā)生電纜故障時(shí)，設(shè)備自動(dòng)報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行檢修。檢修過(guò)程中，設(shè)備使用備用電纜繼續(xù)工作。電纜冗余設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)與通常的CAN總線通訊系統(tǒng)代碼級(jí)兼容。仲裁電路設(shè)置于總線控制器與2個(gè)總線收發(fā)器之間，監(jiān)測(cè)CAN總線電纜狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)切換和報(bào)警。設(shè)備向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文時(shí)，總線控制器向2條總線同時(shí)發(fā)送相同的報(bào)文；而接收?qǐng)?bào)文時(shí)，仲裁電路在無(wú)電纜故障時(shí)，一直使用總線1(主總線)進(jìn)行報(bào)文接收。如果總線2(從總線)出現(xiàn)故障，故障監(jiān)測(cè)電路就向主控計(jì)算機(jī)發(fā)出中斷信號(hào)報(bào)故障，同時(shí)處于正常狀態(tài)的總線1仍承擔(dān)正常通訊任務(wù)；如果總線1出現(xiàn)故障，故障監(jiān)測(cè)電路在向主控計(jì)算機(jī)發(fā)出中斷信號(hào)的同時(shí)，自動(dòng)切換成總線2，以保證設(shè)備正常工作。總線切換動(dòng)作只會(huì)出現(xiàn)在正在使用的電纜發(fā)生故障時(shí)，這樣可提高通訊的穩(wěn)定性，降低應(yīng)答失敗的幾率。
6．2 接收數(shù)據(jù)時(shí)ID不濾波的實(shí)現(xiàn)
在CAN總線的接收過(guò)程中，一般實(shí)現(xiàn)的都是發(fā)送ID和接收ID相匹配的方式，也就是說(shuō)在接收方要進(jìn)行接收，而ID濾波，而本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)任意接收方式，只要有數(shù)據(jù)就開(kāi)始接收不進(jìn)行ID號(hào)的濾波，這樣可更好進(jìn)行測(cè)試，例如某個(gè)設(shè)備所攜帶的ID號(hào)，由于各種原因與接收方所接收的ID不匹配，這樣就可判斷出所發(fā)設(shè)備可能收到干擾，或者所發(fā)設(shè)備自身出現(xiàn)了問(wèn)題。這種ID號(hào)不過(guò)濾的方法主要通過(guò)對(duì)接收設(shè)備的命令請(qǐng)求寄存器、消息掩碼寄存器、仲裁寄存器、消息控制寄存器和命令掩碼寄存器的設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)。其實(shí)現(xiàn)程序如下：

7 結(jié)論
本文提出一種CAN總線隔離器的實(shí)現(xiàn)方案。利用具有CAN總線控制器的C8051F系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了CAN智能節(jié)點(diǎn)，增加CAN節(jié)點(diǎn)的冗余設(shè)計(jì)，提高通訊的穩(wěn)定性，降低應(yīng)答失敗的幾率；實(shí)現(xiàn)不濾波的CAN數(shù)據(jù)接收，可更好測(cè)試系統(tǒng)的可靠性和監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)接收到不是已知設(shè)備發(fā)來(lái)的消息時(shí)，能夠準(zhǔn)確定位設(shè)備故障的位置。此方案實(shí)現(xiàn)的CAN總線隔離器已成功應(yīng)用于某型號(hào)飛行器的地面測(cè)試臺(tái)中，經(jīng)測(cè)試和調(diào)試后，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。并且由于采用內(nèi)嵌的CAN總線控制器，可為以后的系統(tǒng)升級(jí)預(yù)留大量空間。