基于CAN總線的家庭控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　在數(shù)據(jù)鏈路層中,規(guī)定了支持CAN協(xié)議的兩種幀類型：數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀。數(shù)據(jù)幀用來發(fā)送數(shù)據(jù),用于一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送信息到其它任一或所有節(jié)點(diǎn);遠(yuǎn)程幀用來“遠(yuǎn)程發(fā)送請求”,用于一個(gè)節(jié)點(diǎn)主動要求其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,兩種幀的具體格式如圖2所示。

　　硬件電路設(shè)計(jì)

　　家庭控制器硬件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)是由許多智能家庭控制器通過CAN總線相連而組成的一個(gè)控制器局部網(wǎng),因此,CAN總線的設(shè)計(jì)就顯得極為重要。其中,CAN控制器的選取、CAN收發(fā)器以及抗干擾措施將成為設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

　?、貱AN控制器的選取

　　為了系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展的需要,可選取支持CAN2.0B通信協(xié)議的SJA1000。SJA1000是PHILIPS公司最新生產(chǎn)的既支持CAN2.0B又支持 CAN2.0A的CAN控制器,它與僅支持CAN2.0A的CAN控制器PCA82C200在硬件上和軟件上完全兼容。

　?、贑AN收發(fā)器

　　PCA82C250是PHILIPS公司的CAN控制器和物理總線間的接口,提供對總線的差動發(fā)送和接收能力。它與ISO11898標(biāo)準(zhǔn)完全兼容,有三種不同的工作方式即高速、斜率控制和待機(jī),可根據(jù)實(shí)際情況選擇。

　③光電隔離
　　為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力,在控制器SJA1000和收發(fā)器PCA82C250之間增加了由高速隔離器件6N137構(gòu)成的隔離電路,電源采用DC-DC變換器。

　　硬件電路中使用PCA82C250是為了增大通信距離,提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力,保護(hù)總線,降低射頻干擾（RFI）,實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)等。

　　CAN器件與微處理器的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

CAN接口適配卡和CAN總線中繼器

　　CAN接口適配卡完成CAN-PC總線的通信。適配卡由單片機(jī)89C51、CAN控制器SJA100、CAN收發(fā)器89C250及其控制電路組成。

　　由于CAN收發(fā)器的限制,在一個(gè)CAN總線網(wǎng)絡(luò)中,最多只能有110個(gè)CAN節(jié)點(diǎn),最多只能有110個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)。利用中繼器可對CAN總線進(jìn)行擴(kuò)展,不但可使CAN節(jié)點(diǎn)總數(shù)達(dá)到2032個(gè),而且可使CAN通信距離成倍增加,同時(shí)也可以把兩個(gè)不同速率的CAN網(wǎng)連接在一起,組成更復(fù)雜的CAN網(wǎng)絡(luò)。