基于C164單片機的自動攤鋪機通信模塊的設計

　　6．CAN總線通信軟件設計

　　6.1 C164CI的CAN模塊概述

　　C164CI的CAN模塊特點如下：

　　(1)遵循CAN V2.0B規(guī)定(符號標準和擴展功能)。

　　(2)最大CAN通信速率為1MB/S。

　　(3)完全的CAN裝置：

　　l 15個信息體，帶有自己的識別器和狀態(tài)控制位；

　　l 每個信息體可以定義為發(fā)送或接收。

　　(4)通過在片內(nèi)部XBUS(16位獨立方式)與主CPU相連(C166-內(nèi)核)。

　　(5)接收濾波器用可編程屏蔽寄存器：

　　l 全域屏蔽輸入信息體(全CAN功能)；

　　l 信息體15有附加屏蔽(基本CAN功能)；

　　l 靈活的中斷事件控制；

　　l 帶有兩個接收緩沖器；

　　l 用自己的全域屏蔽寄存器進行接接收濾波。

　　6．2 CAN總線通信軟件設計

　　自動攤鋪機系統(tǒng)CAN總線通信軟件設計的任務是：在選定通信規(guī)程CAN2.0B以后，規(guī)定各計算機傳送數(shù)據(jù)的格式和約定；協(xié)調(diào)各計算機之間的通信；統(tǒng)一考慮通信中的可靠性措施。

　　6．2．1 數(shù)據(jù)發(fā)送模式

　　由于要傳送數(shù)據(jù)的重要程度、傳送周期不同，在本系統(tǒng)的通信中采用兩種不同的數(shù)據(jù)發(fā)送模式：

　　(1)發(fā)送模式0：即發(fā)送一次，不檢測接收是否正確，發(fā)送結(jié)束返回。接收方接收到此類數(shù)據(jù)包后，不必發(fā)送應答信息包。該數(shù)據(jù)包的特點是：按照一定周期定時發(fā)送，用于主操作面板上的狀態(tài)顯示，所以偶爾的傳送失敗不會影響系統(tǒng)的正常運行與操作。

　　(2) 發(fā)送模式1：即一定要將數(shù)據(jù)包正確發(fā)送給接收方。采用重發(fā)機制，等待接收方應答，若沒有接收到應答則重發(fā)。5次發(fā)送均失敗，則返回FALSE，由發(fā)送方做出相應的處理動作，如報警、停機等；成功則返回TRUE。該數(shù)據(jù)包的特點是：由相應事件觸發(fā)發(fā)送，如果傳送失敗，將影響系統(tǒng)的正常運行。

　　6．2．2 數(shù)據(jù)發(fā)送模式

　　對于自動攤鋪機系統(tǒng)來說，其CAN 網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)量較少，而每種數(shù)據(jù)包只需要一部分節(jié)點來接收，因此在通信設計中利用數(shù)據(jù)幀標識符來實現(xiàn)定址組播。為避免接收不必要的數(shù)據(jù)包，對接收節(jié)點按位編址，每個節(jié)點對應驗收濾波中的一位。若一個報文標識符高8位中對應位為1，則接收；否則忽略。因此只要在發(fā)送節(jié)點根據(jù)數(shù)據(jù)包內(nèi)容設置合適的報文標識符，數(shù)據(jù)包即可被相關節(jié)點正確接收，而被無關節(jié)點忽略。

　　6．2．3 校驗

　　在CAN 結(jié)構的MAC層中已經(jīng)實現(xiàn)了循環(huán)冗余碼〔CRC〕校驗。但自動攤鋪機工作環(huán)境惡劣，工作條件復雜，為了系統(tǒng)通信的可靠性，在控制程序級的通信中也進行校驗。為減輕系統(tǒng)負擔及降低程序復雜性，控制程序級的校驗采用了比較簡單的求和取模校驗方式，每個數(shù)據(jù)幀的最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)作為校驗和，其值是之前所有數(shù)據(jù)字節(jié)求和后對256取模的值。各節(jié)點的接收接口中以相同方法計算校驗和，若校驗正確則將數(shù)據(jù)包壓入接收隊列，否則拋棄該包。

　　6．2．4 數(shù)據(jù)包格式及內(nèi)容

　　其中：L取值為2—8：采用CAN2.0B標準，使用29位標識符。

　　ID28—ID21：確定此幀的接收節(jié)點，每位代表1個節(jié)點，可以廣播。

　　ID20—IDl7：此幀的順序號，每發(fā)一個幀增1，用于區(qū)分不同數(shù)據(jù)幀與重發(fā)數(shù)據(jù)幀。

　　IDl6：應答標志位：為1表示此幀需要應答，為0表示此幀不需應答。

　　IDl5—IDl3：指定此幀的發(fā)送節(jié)點，0—3分別代表左交互機、右交互機、車體行駛測控機和找平輸分料測控機。

　　ID12—ID0：無意義。

　　6．3 CAN總線通信編程

　　CAN總線通信編程是一個比較煩瑣的事情，主要是涉及諸多的CAN寄存器，但只要掌握其規(guī)律和技術關鍵，就會變得容易起來。下面是CAN總線通信編程的實現(xiàn)步驟：

　　(1)CAN模量初始化；

　　(2)定義每一個信息體；

　　(3)裝載信息體數(shù)據(jù)（僅針對發(fā)送信息體）；

　　(4)接收信息體接收數(shù)據(jù)；

　　(5)發(fā)送一個信息體；

　　(6)檢查一個信息體；

　　(7)檢查是否關閉CAN總線。

　　為便于進行模塊化編程，將CAN通信功能封裝成一個個子程序，并且生成一個專用的程序庫，供不同的程序員調(diào)用，這樣就提高了編程效率，并易于功能擴展。下面給出其中的兩個子程序。

　　下面為發(fā)送一個信息體的CAN通信程序：

　　#include //C164寄存器定義

　　#include //CAN控制寄存器定義

　　void send_mo_16x(unsigned char a) //發(fā)送信息體“a”(1..14)

　　{

　　if((a15)(a))*msgctrl_ptr_16x[a]=0xefff; //置位TXRQ

　　}

　　下面為檢查是否關閉CAN總線的CAN通信程序：

　　#include //CAN控制寄存器定義

　　unsigned char check_busoff_16x(void) //檢查總線是否關閉，并在必要時恢復

　　{

　　unsigned char busoff_var=0;

　　if(SR0x80) //如果BOFF=1

　　{

　　busoff_var=1;

　　CR=CR0xfe; //恢復關閉的總線(清零INIT)

　　}

　　}

　　7．結(jié)論

　　由于攤鋪機的功能繁多，運作復雜，工作環(huán)境十分惡劣，因此控制系統(tǒng)的工作可靠性問題就是自動攤鋪機設計的關鍵。在本系統(tǒng)中，利用RS232C 實現(xiàn)了主交互機與移動電話之間的串行通信；采用帶CAN總線的單片機完成不同模塊各自的功能，又通過CAN總線傳送數(shù)據(jù)或命令，實現(xiàn)了功能分散又集中監(jiān)視，危險分散。因此，很適合于自動攤鋪機中分布式控制系統(tǒng)的實現(xiàn)?，F(xiàn)場實驗結(jié)果表明：該通信模塊具有良好的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。