浅谈DS80C390双CAN总线监控系统的设计与实现

　　1.引言

　　CAN总线的全称是ControllerAreaNetworkBus,简称控制器局部网总线，它是现场总线的一种，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是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品着称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准(ISO118?8)。是国际上应用最广泛的现场总线之一。 在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。

　　CAN控制器工作于多主方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差。

　　本文以美国Dallas公司的内部带2个独立CAN模块的DS80C390芯片为核心设计一种双CAN总线分层分布式监控系统，并在电力系统同步静止补偿器(STATCOM)上得到应用。

　　2 智能双CAN总线节点

　　美国Dallas公司的高档单片机DS80C390是内置双CAN模块的嵌入式高速微处理器芯片：每个机器周期仅包含4个时钟周期，比8051单片机快四倍;支持最大晶振频率为40MHz,单指令周期100ns;与80C52兼容且与8051指令兼容;有4个8位IO端口、3个16位定时器、256字节RAM、4kB内部静态SRAM、16个中断源其中有6个外部中断源;具有双串行口、双CAN口和双数据指针。

　　采用DS80C390单片机作为核心的智能CAN节点结构图如图1所示。由DS80C390单片机、8255、A/D转换以及PCA82C250CAN收发器组成。外部程序存储器选用Atmel公司的AT49F010芯片，最快读时间45ns,擦除周期时间10s;数据存储器选用HY628100SOP,该芯片是一种高速CMOS静态RAM;A/D转换器ADS7864是德州仪器(TI)公司Burr-Brown产品部最新推出的快速6通道全差分输入的双12位A?D转换器，它能以500kHz的采样率同时进行六通道信号采样。时钟芯片选择DS12887,可以用来直接代替IBMPC上的时钟日历芯片;CAN收发器接口电路是用PHILIP公司生产的PCA82C250实现电平的转换，以满足CAN的通信要求。

　　智能双CAN节点功能主要包含如下：读取拨码开关的值，并以此数据作为ID的一部分，进行ID的设定;启动A?D转换，每个转换通道在交流每周波采集1000点，即每20Ls转换一次，数据存放在外部数据发送缓冲区中，当上位机召唤数据时，由CAN发送出去;启动日历时钟，当发生故障时，记录下故障时间，并产生外部中断申请INT0或INT1。