1CAN總線簡介CAN(ControllerAreaNetwork)即控制器局域往，主要用于各種設備檢測及控制的一種現(xiàn)場總線。CAN總線最初是由德國Bosch公司為汽車的檢測、控制系統(tǒng)而設計的。CAN總線具有獨特的設計思想、良好的功能特性和極高的可靠性，現(xiàn)場抗干擾能力強。具體來講，CAN總線具有如下特點：

*結構簡單，只有2根線與外部相連，且內(nèi)部含有錯誤探測和管理模塊。

*通信方式靈活?？梢远嘀鞣绞焦ぷ?，網(wǎng)絡上任意一個節(jié)點均可以在任意時刻主動地向網(wǎng)絡上的其它節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從。

*可以點對點、點對多點及全局廣播方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

*網(wǎng)絡上的節(jié)點信息可分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實時要求。

*CAN總線通信格式采用短幀格式，每幀字節(jié)數(shù)最多為8個，可滿足通常工業(yè)領域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時，8個字節(jié)也不會占用總線時間過長，從而保證了通信的實時性。

*采用非破壞性總線仲裁技術。當2個節(jié)點同時向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。這大大地節(jié)省了總線仲裁沖突時間，在網(wǎng)絡負載很重的情況下也不會出現(xiàn)網(wǎng)絡癱瘓。

*直接通信距離最大可達10km(速率5kb/s以下)，最高通信速率可達1Mb/s(此時距離最長為40m)；節(jié)點數(shù)可達110個，通信介值可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維。

*CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等多項工作。

*CAN總線采用CRC檢驗并可提供相應的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。

*CAN總線的以上特點，為工業(yè)控制系統(tǒng)中高可靠性的數(shù)據(jù)傳送提供了一種新的解決方案。其在國外工業(yè)控制領域已經(jīng)有了廣泛的應用，現(xiàn)國內(nèi)的許多工業(yè)控制領域也開始使用基于CAN的現(xiàn)場總線。CAN總線已成為最有發(fā)展前途的4種現(xiàn)場總線之一。

2單片機控制系統(tǒng)硬件設計

本設計采用Intel196系列中的87C196NT單片機。87C196NT具有1MB的尋址空間。本身不帶CAN控制器，所以要實現(xiàn)與CAN總線之間的通信，需外加CAN控制器和CAN驅動芯片.在本設計中作者采用LTL-CAN。LTL-CAN是一種CAN總線控制、驅動隔離收發(fā)器,由CAN控制器芯片PCA82C200、CAN驅動芯片PCA82C250、16MHz的晶振及光隔電路用厚膜封裝而成。它只支持標準信息幀格式，其內(nèi)部邏輯功能圖略(詳見《單片機與嵌入式系統(tǒng)應用》2002.8)。

單片機與CAN總線的接口電路圖略(詳見《單片機與嵌入式系統(tǒng)應用》2002.8)。圖中LTL-CAN是帶光隔的CAN控制器和物理總線間的接口，提供對總線的差動發(fā)送和接收功能。電阻R1作為CAN終端的匹配電阻。LTL-CAN芯片的片選信號CSCAN通過GAL16V8譯碼產(chǎn)生，其地址為08000H-08FFFH。87C196NT的P3口是數(shù)據(jù)/地址復用口。

3單片機控制系統(tǒng)軟件設計

3.1CAN信息包格式說明一個有效的CAN的數(shù)據(jù)幀由幀起始、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域、校驗域、應答域和幀結束組成。CAN控制器有2種不同的幀格式：標準格式和擴展格式。它們的主要區(qū)別在于仲裁域格式不同：標準幀仲裁域由11位標志符和遠程發(fā)送請求位RTR組成；擴展幀仲裁域由29位標志符就替代遠程請求SRR位、標志位和遠程發(fā)送請求位RTR組成，圖略(詳見《單片機與嵌入式系統(tǒng)應用》2002.8)。

標志符作為報文的名稱，在仲裁過程期間，首先被送到總線。在接收器的驗收判斷中和仲裁過程確定訪問優(yōu)先權中都要用到。

遠程發(fā)送請求位(RTR)用來確定發(fā)送遠程幀還是數(shù)據(jù)幀：當RTR為高電平時，CAN控制器發(fā)送遠程幀；為低電平時，發(fā)送數(shù)據(jù)幀。

數(shù)據(jù)長度碼(DLC)用來確定每幀要發(fā)送幾字節(jié)的數(shù)據(jù)，最多為8字節(jié)。

3.2CAN控制器PCA82C200介紹

PCA82C200芯片是Philips公司生產(chǎn)的CAN控制器，是一種I/O設備基于內(nèi)存編址的微控制器。該設備的獨立操作是通過像RAM一樣的片內(nèi)寄存器修正來實現(xiàn)的。它只支持標準的信息幀格式。

PCA82C200的地址區(qū)包括控制段和信息緩沖區(qū)控制段。在初始化載入時可被編程來配置通信參數(shù)(例如，位時序)。微控制器也是通過這個段來控制CAN總線上通信的。PCA82C200有2種工作模式：復位模式和工作模式。在復位模式下可以對接收代碼、接收屏蔽、總線時序寄存器0和1以及輸出控制寄存器進行設置。一般在CAN初始化時完成對以上寄存器的設置，當CAN進入工作模式后，它們的值就不再變化。在工作模式下可進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。特別要注意的是當硬件復位或控