列车总线控制系统的CAN—485总线网关设计
CAN总线与RS-485总线的通信接口设计
CAN总线与RS-485总线的通信接口设计1 CANRS-485 CAN总线(Controller Area Network)是由德国Bosch公司于20世纪80年代专门为汽车电子控制系统开发的一种串行数据通信协议，特别适合应用于分布式控制或实时控制领域。
它的应用范围遍及高速网络和低成本的分布式控制系统。
CAN具有以下特点: (1) 无破坏的依据优先权的仲裁; (2) 多主站点依据优先级进行总线访问; (3) 严格的错误检测和界定; (4) 支持远程数据请求; (5) 借助接收滤波的多地址帧传送; (6) 通信介质多样，组合方式灵活; (7) 全系统数据兼容，系统灵活; (8) 最远传输距离为10Km(总线传输速率为5kbps)， 最大传输速率为1Mbps(总线传输距离为40m)。
RS-485标准是美国EIA(电子工业联合会)公布的串行通信协议。
它比RS-232C标准信号传输距离长、速度快、抗干扰性能好，广泛应用于各种工业、楼宇、能源等领域。
在实际应用中，许多工业控制设备(如PLC)都带有RS-485接口。
因此，有必要设计CAN总线与RS-485总线的通信接口电路。
2 整个通信接口电路由单片机AT89C52、CAN控制器SJA1000、CAN收发器82C250、高速光电耦合器6N137和RS-485收发器MAX485组成。
如图1所示。
单片机AT89C52主要完成SJA1000的初始化，及CAN总线 和RS-485总线之间的数据通信任务。
SJA1000是CAN控制器82C200的替代产品。
它主要由下列功能模块构成:接口管理逻辑、发送缓冲器、接收缓冲器、接收过滤器、位流处理器、位时序逻辑和错误管理逻辑。
除了与82C200兼容之外，它增加了许多新功能:PeliCAN工作模式、读/写访问的错误计数器、标准和扩展结构信息的接收和发送、可编程的错误限制报警、只听模式和仲裁丢失中断。
单片机对SJA1000内部寄存器的控制是以访问外部寄存器的方式进行的。
基于CAN总线的RS485冗余网关设计与实现
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｆ ４ ５ ｒ ｄ ｎ ａ ｔ ａ ｅ ｙ ｂ ｓ ｄ ｏ ｓｇ ｎ ｍ ｌｍ ｎ ｏ ＲＳ ８ ｅ ｕ ｄ ｎ ｔ ｗａ ａ ｅ ｎ ＣＡＮ ｕ ｇ ｂ ｓ
的一 个重要 发展方 向 。同时 ， Ｓ ８ Ｒ ４ ５总线经过 多年 的发
片机 的选择上要求运行可靠性 高 、 功耗低 ， 要具有较强 的
实时处理能力 。考虑 到本 系统具体使用环境及对 实时性 的要 求 ，设 计 中选 用 了 ＳＬ Ｂ ＩＡ Ｓ公 司 的 ８位微 控 制器
Ｃ ０ １０ ０和 Ｍ Ｘ Ｕ ８５ Ｆ ４ Ａ Ｉ Ｍ公 司生产 的 Ｍ Ｘ１８ Ａ ４ ０型光 电隔
ｇ ｔ ｗａ ． ａｅ ｙ
Ｋｅ ｒ ｓ ＡＮ— Ｓ ８ ；ｒ ｄ ｎ ａ ｃ ；ｇ ｔｗ ｙ ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｃ Ｒ ４ ５ ｅ ｕ ｄ ｎ ｙ ａｅ ａ ； ｏ ｎｃ ｔ ｏ
Ｏ 引言
近年来 ， 地铁列车 网络技 术得到 了迅速 的发展 ， 中 其 基于 Ｃ Ｎ总线 的列车 网络 凭借 自身开放性 好 ，可 靠性 Ａ 高 、 活性强 、 时性高 的特 点 ， 灵 实 成为地 铁列车 网络 技术
ｓｂ ａ ， ｎ ｅ Ｓ ８ ｕ ｓｄｗｄ ｌ Ｔ ｉ ｐｐｒ ｅ ｉｄ ｅｃ ｂｓ ｅｄ ｓ ｎｐ ｎｉｌ ａｄｔｅｒａｚｔｎ ｏｅｓ ｆ ｅ ｕ ｗ ｙ ａｄｔ ｎＲ ４ ５ｂｓｉｕｅ ｉｅ ． ｈｓ ａｅ ｔ ｌ ｌ ｄ ｓｒ ｅ ｔ ｅｉ ｒ ｃｐ ｎ ｌ ａｏ ｃｓ ｈ ｓ ｙ ｄ ａｅ ｙ ｉ ｈ ｇ ｉ ｅ ｈ ｅｉ ｉ ｙ ｏｔ ｈ
CAN／485总线接口卡的设计与实现
CAN／485总线接口卡的设计与实现[摘要] 本文设计了一种基于PIC18F248单片机的CAN总线与RS485间的接口卡，并给出了设计原理及系统软、硬件的具体实现方案。
该系统采用低功耗设计，具有可靠性高、结构简单、成本低、实时性好、易扩展等特点，非常适合于工业现场使用。
[关键词] CAN总线RS485总线CAN/485 PIC18F2481引言RS485是一种最早流行的串行通信协议，由于采用了差分电平传输技术，RS485传输距离比RS232更远、抗共模干扰能力更强，因此很适合在工业现场应用，工业现场设备如变频器、可编程控制器等都带有RS485接口。
但与CAN 总线等更为先进的现场工业总线相比，RS485只有物理层，构成的通信系统只能采用主从结构，使用不便；另外，它在传输速度、传输距离和传输可靠性等性能上也不如CAN总线。
因工业现场组网改造的需求，我们要把具有RS485接口的装置、智能仪表等接入CAN总线网络，那么能实现RS485和CAN总线协议相互转换的接口卡是必不可少的。
本文对RS485与CAN总线通信过程中遇到的协议转换问题进行了研究和分析，设计出了一套适合于工业现场使用的CAN/RS485接口卡，并给出了系统的软、硬件实现方案。
2设计思想及原理从硬件上考虑，网关要能实现RS485逻辑电平和CAN总线标准逻辑电平间的相互转换；由于该接口卡要在工业现场应用，所以要求接口卡设计能实现电气隔离、具有强抗干扰能力、低功耗和总线供电，这也是本系统设计的重点和难点。
从软件考虑，接口卡应能实现RS485协议与CAN总线协议间的转换。
综合以上情况，本系统的设计原理如图1所示：RS485总线上的数据经过485接口芯片后变成TTL电平，并输入到微处理器进行处理；CAN总线数据的收发由CAN总线控制器和CAN总线收发器来完成；协议的控制和数据的转换则由微处理器来完成。
图1 系统原理图3系统硬件设计3.1 主系统设计由于应用环境特殊，接口卡要能实现电气隔离和总线供电、要具有强抗干扰能力和低功耗及便携等特点，因此在系统设计中所采用的芯片均是低功耗、体积小的贴片封装；卡上设有光电隔离模块，以实现完全电气隔离，使CAN/485具有很强的抗干扰能力，大大提高了其在恶劣环境中使用的可靠性。
基于VXWORKS的RS485_MVB网关的设计与实现
—１６—收稿日期：２００９－０２－０４机 车 电 传 动ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES№４， ２００９Ｊｕｌｙ １０， ２００９ ２００９年第４期 ２００９年７月１０日研究开发基于ＶＸＷＯＲＫＳ的ＲＳ４８５－ＭＶＢ网关的设计与实现肖家博１，２，杨卫峰２，黎福海１（１． 湖南大学电气与信息工程学院，湖南 长沙 ４１００８３；２． 株洲南车时代电气股份有限公司技术中心，湖南株洲４１２００１）作者简介：肖家博（１９８０－），男，工程师，硕士研究生，主要从事列车控制系统基础平台研究与开发、嵌入式系统研究与应用。
摘要：针对目前列车网络控制系统的需要，设计了列车网络控制系统中ＭＶＢ与ＲＳ４８５通信互连的网关。
重点介绍了基于ＶＸＷＯＲＫＳ操作系统、ＣＯＬＤＦＩＲＥ处理器平台实现ＲＳ４８５－ ＭＶＢ网关的软、硬件设计方案与技术。
该网关系统充分利用了ＣＯＬＤＦＩＲＥ处理器的片上资源及其优势，能很好地满足ＲＳ４８５－ＭＶＢ网关系统的要求，具有较高的可靠性和较强的实用性。
关键词：ＶＸＷＯＲＫＳ操作系统；ＣＯＬＤＦＩＲＥ处理器；ＲＳ４８５－ＭＶＢ网关；ＭＶＢ；ＲＳ４８５中图分类号：ＴＮ９１５．０５；Ｕ２６６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－１２８Ｘ（２００９）０４－００１６－０３Design and Implementation of RS485-MVB Gateway Based on VXWORKSＸＩＡＯ Ｊｉａｏ－ｂｏ１，２， ＹＡＮＧ Ｗｅｉ－ｆｅｎｇ２， ＬＩ Ｆｕ－ｈａｉ１(1. College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha, Hunan 410083, China;2. Technology Center, Zhuzhou CSR Times Electric Co., Ltd., Zhuzhou, Hunan 412001, China)Abstract:According to the current needs of train network control system, this paper designs gateway communicated between MVB and RS485. The paper puts emphasis on the scheme and technology of software and hardware of RS485-MVB gateway, which is based on VXWORKS operating system and COLDFIRE processor platform. The gateway system makes full use of the resources and advantages of the COLDFIRE processor-chip to meet the needs of the RS485-MVB gateway system and has the advantages of high reliability and applicability.Key words:VXWORKS operating system; COLDFIRE processor; RS485-MVB gateway; MVB; RS485０引言当前国际上主要的机车供应商为用户提供的列车控制系统都采用了符合ＩＥＣ６１３７５标准的ＴＣＮ网络，如西门子公司的ＳＩＢＡＳ３２、ＢＯＭＢＡＲＤＩＥＲ公司的ＭＩＴＲＡＣ等。
基于CAN总线轨道列车门控器的设计
基于CAN总线的列车综合管理系统
学术视角 Academic View
1.2 CAN总线的层次结构 CAN通信协议主要描述设备之间的信息传递方式。
CAN总线层次模型[1]见表1。
表1 CAN总线层次模型
物理信令（PLS, Physical Signaling）
第一层 物理层 物理媒体附件 (PMA, Physical Medium Attachment)
备协议两部分（见表2）。
表2 通信协议和设备协议的对照
通信协议 (Communication profile)
设备协议 (Device profile )
控制怎样通信；说明交换实 描述通信什么；定义数据内容，使不 时数据和参数数据的原理 同类型的设备可被统一地寻址和通信
设备参数用服务数据对象（SDO）设置。实时数 据通过过程数据对象（PDO）交换。根据CiA/DS301， CANopen为不同的数据类型使用下面的服务：过程 数据通信、参数通信、同步（Synchronisation）、 紧急事件消息（Emergency）、网络管理（Network Management）[2]。
（1） 初始化
（14） （13） （12）
（2）
预操作
（7）
（5）
（4）
停止
（3）
基于CAN总线的矿用自移设备列车控制系统设计
基于 CAN 总线的矿用自移设备列车控制系统设计发布时间：2021-07-28T11:48:03.230Z 来源：《中国建设信息化》2021年3月6期作者：朱天亮[导读] 近年来，为满足矿用自移设备列车同步交叉迈步、控制单元多、实时性要求高等特点，实现综采工作面顺槽运输作业成套化、系统化、自动化，设计了基于CAN现场总线的矿用自移设备列车控制系统。
朱天亮中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266000摘要：近年来，为满足矿用自移设备列车同步交叉迈步、控制单元多、实时性要求高等特点，实现综采工作面顺槽运输作业成套化、系统化、自动化，设计了基于CAN现场总线的矿用自移设备列车控制系统。
该系统可以实时分布控制各列车单元，实时完成控制指令和对执行机构的控制，满足矿用自移设备列车的列车自移、迈步、管缆随动、行走纠偏等功能，同时监测系统的运行状态。
另外，对控制器进行了系统设计和硬件设计，并且定义了设备列车各控制单元的CAN通信协议，完成各个单元的通信内容定义。
试验结果表明，该控制系统运行安全稳定，满足自移设备列车的控制要求。
关键词：CAN总线；矿用自移设备；列车控制系统；设计引言矿用液压支架是煤矿开采设备中的核心支撑设备，保证其自动化调整及操作，提高设备的作业效率，成为当前企业重点考虑方向。
当前，液压支架中普遍安装了控制系统，但由于井下环境的恶劣性，易受外部较大干扰信号影响，导致部分企业采用的控制系统使用了国外进口系统，在设备购买、维护等方面具有较高的费用。
当前的液压支架控制系统中电缆暴露在井下环境中，存在线路布局复杂，线路磨损程度较大，系统的整体自动化、智能化程度相对较低。
针对此问题，有必要对液压支架的控制系统进行升级设计。
1控制器设计设备列车控制器包括硬件系统和软件系统。
采用嵌入式系统分层结构的设计思想，分别对硬件系统和软件系统进行设计，便于硬软件工作的开展与衔接。
硬件系统包括嵌入式微控制器、CAN功能部件及油缸位移采样、推移和升降驱动电路。
CAN-RS485协议转换网关的设计
摘要随着科学技术地发展，现场总线技术在各领域中得到越来越广泛地应用.现场总线技术以其实时、可靠、低成本、使用方便等特点，在控制现场层得到广泛地应用.其中CAN总线与其它几种现场总线比较而言，是最容易实现、价格最为低廉地一种，但其性能并不比其它现场总线差.在实际应用中，大多数控制器和设备通信所使用地仍是传统地RS485.因此，为了将这些设备纳入现场总线地控制网络，研究现场总线与RS485之间地协议网关很有必要.本文主要设计了CAN总线与RS485之间地网关.通过对现场总线技术地应用现状地分析，建立了基于网关地工业网络化控制系统结构模型，主要采用AT89S51单片机和SJA100控制器开发设计了网关硬件，完成CAN-RS485协议转换网关地软件设计开发，并调试实现了CPU与RS485之间地数据交互.关键词：现场总线；CAN；RS485；网关AbstractWith the development of science and technology, the fieldbus technology is playing more and more important role in all areas. With its real-time, reliable, low cost, easy to use, fieldbus technology is widely used on site in the control layer.In contrast to the other fieldbus, CAN bus is the easiest and most inexpensive price,but its performance was not worse than any other fieldbus.In practical application,RS485 is widely used in most of the controllers and Industrial Communication Device.Therefore,in order to connect these devices to the fieldbus control network, it is necessary to design the gateway between field bus and the RS485.In this paper, we designed the gateway between CAN bus and RS485. By analysing the application of fieldbus technology,we put forward the control system model based on industrial network gateway.We used AT89S51 and SJA100 to design the gateway hardware,and developed the gateway software.Finally,after software testing,the data exchange between the CPU and RS485 was achieved.Keywords: Fieldbus。
CAN-485协议控制器在列车控制网络中的应用
初始化 、 Ｃ Ａ Ｎ模 块 通 信 波 特 率 、
工作方式 、 发送优先级 、 接 收 邮 箱 、 发 送 邮 箱 及 对 应 的 接 收 过 滤 框 图 如 图 ３所 示 。
Ｐ Ｉ Ｃ ｋ ｉ ｔ ３是 一 款 支 持 硬 件 和 软 件 开 发 的 调 试 器 系 统 ， 用
于基 于在 线 串行编 程 Ｉ Ｃ Ｓ Ｐ （ Ｉ ｎ — Ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ Ｓ ｅ ｉ ｒ ｌ ａ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｍｉ ｎ ｇ） 和 增 强 型 在 线 串 行 编 程 双 线 串 行 接 口 的 Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｈ ｉ ｐ Ｐ Ｉ Ｃ 单 片 机
作 即可 ， 降低 了设计 难度 。
此外 ， 为减少 分 立元 件 的数量 ， 精 简 电路设 计 ， 系 统
采用了ｚ Ｌ Ｇ公司带 隔离 的 ４ ８ ５模 块 Ｒ Ｓ Ｍ４ ８ ５ Ｃ 和 高 速 Ｃ Ａ Ｎ 隔离收 发器 Ｃ Ｔ Ｍ１ ０ ５ ０。 Ｒ Ｓ Ｍ４ ８ ５ Ｃ和 Ｃ Ｔ Ｍ１ ０ ５ ０模 块 在 内部集 成 了高速 光耦合 器 ６ Ｎ１ ３ ７及 Ｄ Ｃ 隔 离 模 块 ， 并 具
有 极 高的 电磁抗 干扰 性 （ Ｅ ＭＩ ） 。不 仅如 此 ， 还在 Ｃ Ａ Ｎ 总 线和 Ｒ Ｓ ４ ８ ５总 线 上 添 加 了差 分 电 阻 ． 使 总 线 的 抗 干 扰 能 力更强 ， 保 证 了数 据 传输 质 量 ， 非 常 适 用 于 列 车 中 的 高 电磁 噪声环 境 。在数 据操作 方 面 ， 设 计 者 只 需 要 在 程 序 编写 过程 中操作 Ｔ ＸＤ和 Ｒ Ｘ Ｄ 两 根 线 即 可 。 这 样 的 设 计
CAN／485总线接口卡的设计与实现
Ｃ ＡＮ／ ８ ４ ５总线接口卡昀设计与实坝
张 丽 彭 万权 ／ 庆 工程 职 业技 术 学 院 重
一
、、
０
［ 摘 要］ 本文设计 了一种基于ＰＣ ８ ２ ８ Ｉ ｌ Ｆ４ 单片机 的Ｃ Ｎ Ａ 总线与Ｒ ４ ５ Ｓ ８ 间的接 口 ， 卡 并给 出了设计原理及 系统软、 硬件 的具体实现方案。 该系统采用低功耗设计 ，具有可靠性高、结构 简单 、成本低 、实时性好 、易扩展等特点 ，非常适合于工业现场使用。 ［ 键 词 ］Ｃ Ｎ总 线 Ｒ ４ ５总 线 关 Ａ Ｓ８ Ｃ Ｎ４ ５ ＰＣ ８ ２ ８ Ａ／８ Ｉ Ｉ Ｆ ４
网 ２主系统 电路 图 ３１ Ａ ．．Ｃ Ｎ总线通 信设计 １ 成。 在 设计 Ｃ Ｎ总 线 通信 电路 时 ，可 以选 择独 立 的 Ｃ Ｎ控制 Ａ Ａ 器 如 ８Ｃ ０ 、ＳＡ１０ 等 ，但 独 立 的 Ｃ Ｎ控 制 器 芯 片需 要 外 ２ ２０ Ｊ ０ ０ Ａ 接 一个 微处理 器来 接 收外部 的控制 。在 本系 统设 计 中 ，我 们选 择 了 内部带 有 Ｃ Ｎ控 制器 的单 片机 ＰＣ ８ ２ ８ Ａ Ｉ １Ｆ ４ ，它不 需再 外扩 ｊ 【 ｃ崽 自 『 ＾ Ｎ ： Ｃ Ｎ接 口，只需加 一个 总线 驱动 芯片 即可 ，方便 了 系统调试 并 ２ Ａ 大 大简化 了系统 的硬 件设 计 。 Ｐ Ａ ２ ２ ０ Ｐ ＩＩＳ 司 生 产 的 Ｃ Ｎ总 线 驱 动器 。它 Ｃ ８Ｃ ５ 是 Ｈ ＬＰ 公 Ａ 图 １ 统原理 图 系 将 ＰＣ ８ ２ ８ 片机 Ｃ Ｎ控 制 器 输 出引 脚 的 １ Ｌ电 平转 换 为 Ｉ １Ｆ ４ 单 Ａ Ｔ ｒ ３系 统硬件 设计 ． Ｃ Ｎ总 线上 的差分 信号 。在 硬件 电路设 计时应 注 意 的是 ，在通 Ａ ３１ ． 主系统设 计 讯 总 线两端 应 各接 一个 １０欧 的总线 匹配 电阻 ，否 则数 据通讯 ２ 由于应 用环 境特殊 ， 口卡要能 实现 电气 隔离 和总线供 电 、 的抗 干扰性 及 可靠性 大 大降低 ，甚至无 法 通讯 ，这 在工 业现 场 接 要具 有强 抗干 扰能力 和低 功 耗及便 携等 特点 ，因此在 系统设 计 表现得 尤为 突 出。 中所 采用 的芯 片均是 低 功耗 、体 积小 的贴 片封装 ；卡 上设 有光 为 增 加 系 统 的抗 干 扰 能 力 ，在 Ｐ Ａ ２ ２０与 ＰＣ ８２ ８ Ｃ ８Ｃ ５ ＩｌＦ４
基于CAN总线的城轨列车网络控制系统
电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering自动化控制Automatic Control 基于CAN 总线的城轨列车网络控制系统刘文鸿(中车唐山机车车辆有限公司海外事业部 河北省唐山市 064000 )摘要：本文依据实际城轨列车项目，从列车网络控制系统构建、功能等方面进行分析，阐述了基于CAN 总线的列车网络控制系统主 要设备构成、智能故障诊断和列车子系统控制。
关键词：列车网络控制系统；TCMS; CAN 总线；牵引系统随着我国轨道交通行业的快速发展，城轨列车以其舒适、环保、 低能耗、客运量大等优点成为解决城市交通拥堵问题的最佳方案， 未来发展空间巨大，具有很高的社会意义。
列车控制和管理系统(Train Control and Management System,简称：TCMS)作为列车的控制核心，应用计算机和网络控制技术，因此也称之为列车网络控制系统。
目前行业内已确立了使用现场总线作为列车网络控制系统的大方向，CAN 总线在数据通信方面具有高可靠性、高实时性 和高协议灵活性等优点，是众多列车网络控制系统总线中的佼佼者。
本文基于实际项目,对基于CAN 总线的城轨列车网络控制系统进行详细深入的分析。
通过CAN 总线在实际项目中的成功应用，阐述了基于CAN 总线的列车网络控制系统构建方案，从较为深入的层面对列车网络控制系统进行解析，同时也展示了我国轨道列车制造行业所取得的骄人成果。
1列车网络控制系统构建TCMS 框架网络采用总线拓扑结构，如图1所示，由两级网络 组成：(1) 车辆级总线：基于CAN 总线(ISO 11898),通讯协议 是CANopen 协议，连接TCMS 与受控列车子系统电子设备，进行VCU 与列车子系统之间的数据传输。
(2) 列车级总线：列车重联时，通过WTB 总线在相同的 CANopen 网络之间通讯，列车的网关控制器负责CANopen 协议与WTB 协议之间的转换。
CAN总线嵌入式网关的设计与实现的开题报告
基于RS-485/CAN总线嵌入式网关的设计与实现的开题报告本文基于RS-485/CAN总线嵌入式网关的设计与实现项目，对该项目的开题报告进行阐述。
一、选题背景在现代工业生产中，各种设备之间的数据交互显得尤为重要。
传统的直连式设备连接方式已经不能满足灵活性和可扩展性的要求，而嵌入式网关随着物联网的快速发展已经成为解决这一问题的有效手段。
对于RS-485/CAN总线这类数据总线，嵌入式网关更是不可或缺的存在。
因此，本项目选题基于RS-485/CAN总线嵌入式网关的设计与实现。
二、项目内容本项目旨在设计并实现一款基于RS-485/CAN总线的嵌入式网关，具体内容包括以下几个方面：1. 硬件设计：设计一个采用嵌入式系统的硬件平台，采用集成式设计方式，实现对RS-485/CAN总线的连接和数据通信。
2. 软件设计：设计一套基于Linux系统的软件平台，通过配置内核模块和驱动程序，实现数据采集、处理和分发。
3. 网络通信：实现与上位机的网络通信功能，使其支持HTTP/HTTPS、MQTT等协议。
4. 数据存储：实现数据存储功能，支持NOR/NAND Flash、SD/MMC 卡等存储媒介。
三、项目意义本项目的实现将有以下几个方面的意义：1. 提高生产效率。
通过嵌入式网关的设计和实现，可以实现设备之间的数据交互和远程控制，从而提高企业的生产效率。
2. 提高产品质量。
嵌入式网关可以通过数据采集和处理，及时发现设备问题，并进行修复，从而提高产品质量。
3. 降低维护成本。
嵌入式网关可以进行设备监控和故障排除，及时发现和处理设备问题，从而降低企业的维护成本。
四、项目难点与关键技术本项目难点在于嵌入式系统的设计和实现，包括硬件平台的设计和软件平台的搭建，以及数据通信和数据存储的实现。
关键技术包括嵌入式Linux系统的配置和驱动程序的编写，网络通信协议的实现，以及数据存储和文件系统的设计。
五、项目进度安排本项目分为4个阶段，分别为：1. 立项阶段（2周）：明确项目目标与意义，制定开发计划和需求规格说明书。
关于CAN总线的接触网隔离开关监控系统的设计探究
关于CAN总线的接触网隔离开关监控系统的设计探究目前国内铁道机务段使用接触网隔离开关进行电分段, 一部分机务段对隔离开关的动作仍是手动操作, 不仅效率低, 而且操作员的安全隐患系数非常大;另一部分采用微机监控方式, 采用RS232/485和无线通信方式, 然而RS232/485 的通信距离无法达到要求, 无线通信又对现场的辐射、电场及磁场的要求比较苛刻。
考虑到机务段工作环境比较恶劣, 笔者提出构建一种新的监控系统, 该系统采用具有强纠错能力、高性价比的CAN总线通信方法, 并在接触网上设有2.5万伏的高压。
为了保障在机车顶部作业工作人员的安全, 系统采用了一人操作一人监护且均需要刷卡的互锁机制, 采用可供选择的联机验证模式和独立操作模式, 符合铁道部《电气化铁路有关人员电气安全规则》第24 条所给出的接触网隔离开关操作的规定。
随着嵌入式系统应用的发展, 各现场总线的应用日益广泛, 其中控制器局域网(controlareanetwork, CAN)总线以结构简单、低成本、高可靠性、实时性和抗干扰能力强等优点在工业现场控制等众多领域得到了广泛应用。
CAN能有效支持具有很高安全等级的分布实时控制, 已被列入ISO国际标准, 称为xxxx8。
CAN协议是建立在国际标准组织的开放系统互联模型基础上的, 不过其模型只有3层, 即OSI底层的物理层、数据链路层和应用层。
由于其结构层次少, 因而有利于系统中实时控制信号的传送。
1 系统总体方案设计整个系统包括以AVR128单片机为主控制器的下位机监控装置、CAN通信模块和上位机监控系统3个部分。
下位机监控装置包括液晶面板、键盘、语音、时钟、射频卡、电机控制、信号机控制、CAN总线智能节点等模块, 以及一些开关量输入输出等;CAN通信模块包括CAN总线程序设计、CAN-RS232转换器和CAN总线应用层协议设计等;上位机包括RS232通信、监控界面以及数据库等。
下位机负责采集并显示现场隔离开关的状态和执行开关动作, 是操作员和监护员与系统的主要操作界面。
RS485-CAN网关设计与实现
中 图 分 类 号 ：Ｐ ６ ． ２ Ｔ ３ ８ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ９～ ５２（０ １ ０ ０ ６ ０ １０ ２ ５ ２ １ ） ９— ０ ２— ３
Ｒ ４ ５Ｃ Ｎ 网关 设 计 与 实 现 Ｓ ８ 一Ａ
唐袜 禄 军 ，陈
（ ．６ ０ ６部队 ，乌鲁 木齐 ８ ０ ０ ； ．新疆 武警总队 ，乌鲁木齐 ８ ０ ６ ） １ ９４ ３０ １ ２ ３０ ３
示意如图 】 示。 所
一
作者简 介 ：唐 袜 禄 （ ９ ０一） 男， １７ ， 工程 师 ， 究方 向 为通 信 工 程 研
Ｃ Ｎ总 线 网络过 渡。 Ａ
关键 词 ：Ｒ ４ ５ Ａ Ｓ８ ；Ｃ Ｎ；网关 ； 自动控制
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ｆ ｔ ｅ ｇ ｔ ｗａ ｓｇ ｎ ｍ ｌ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ａ ｅ ｙ ｂ ｔ ｅ ４ ５ ａ ｄ ＣＡＮ ｅ ｗｅ ｎ ＲＳ ８ ｎ
义 川 。 。
图 １ 网关 在 工 业 控 制 系 统 中 的 使 用
ｌ 系统 总体 技 术 要 求
该 网关适 用 于工业 控制 领域 新 旧控制 系统 并存 的场合 ， 一 种 过 渡 性 设 备 ， 现 的 功 能 有 ： 个 是 实 一
Ｒ ４ ５端 口 到 一 个 Ｃ Ｎ 端 口 的 转 换 ； Ａ 实 现 Ｓ８ Ａ ＣＮ
控制 系 统对 实 时性 、 靠 性 、 活 性 以 及 成 本 的要 可 灵
求， 原有 控制 系统 向更新 的技术 和 系统过 渡 ， 控制 是
领域 不 断发展 进 步 的必 然趋 势 。为 满 足原 有 Ｒ ４ ５ Ｓ８ 网络 向 Ｃ Ｎ总线 网络 的顺 利过 渡 ， Ａ 实现两 种 网络 的 双 向互 联 ， 计 Ｒ ４ ５一Ｃ Ｎ 总线 网关 具 有 现 实 意 设 Ｓ８ Ａ
CAN／485总线接口卡的设计与实现
从 硬 件 上考 虑 ，网关 要 能 实 现 Ｒ ４ ５逻辑 电平 和 Ｃ Ｎ总 Ｓ８ Ａ 线标 准逻辑 电平 间的相 互转 换 ； 由于该接 口卡 要在 工业 现场 应 用 ， 以要求 接 口卡设 计能 实现 电气 隔离 、 有 强抗 干扰能力 、 所 具 低 功耗 和 总线供 电 ，这也 是本 系 统设计 的重点 和难 点 。从软 件 考 虑 ， 口卡应 能实 现 Ｒ ４５ 接 Ｓ８ 协议 与 Ｃ Ｎ总线 协议 间的转换 。 Ａ 综 合 以上 情况 ，本 系统 的设计 原 理如 图 １ 示 ：Ｒ ４ ５总线 上 所 Ｓ８ 的数据 经过 ４５接 口芯片后 变 成 ｒ Ｌ电平 ，并输 入 的收 发 由 Ｃ Ｎ总 线控 制器 和 Ｃ Ｎ总 Ａ Ａ Ａ 线 收发 器来 完成 ；协议 的控 制和数 据 的转 换则 由微 处理 器来 完
＿
●
＿ 毫 业研 究 业 哪
Ｃ ＡＮ／ ８ ４ ５总 线接 口卡 的 设计 与 实 坝
张 丽 彭 万权 ／ 庆 工 程 职 业技 术 学 院 重
［ 摘 要 ］ 本文设计 了一种基于 Ｐ ｌ Ｆ４ 单片机的 Ｃ Ｎ Ｉ ８２ ８ Ｃ Ａ 总线－ Ｒ４ ５ ９ Ｓ ８ 间的接 口卡，并给出 了 设计原理及 系统软 、硬件的具体实现 方案。该 系统采用低 功耗设计，具 有可靠性高 、结构简单 、成本低、实时性好、易扩展等特 点，非常适合于工业现场使用。 ［关键词 ］ Ｃ Ｎ总线 Ｒ４ ５总线 Ｃ Ｎ４ ５ Ｐｅ ８ ２ ８ Ａ Ｓ８ Ａ／８ Ｉ １ Ｆ４
１引言
Ｒ ４ ５ 一种 最早 流行 的串行 通信 协议 ，由于 采用 了差 分 ５８ 是 电平 传输 技术 ，Ｒ ４ ５ Ｓ８ 传输 距离 比 Ｒ ２ ２ Ｓ ３ 更远 、抗共 模 干扰 能 力更 强 ，因此很适 合在 工业 现场应 用 ， 工业现 场设 备如 变频器 、 可 编程 控 制器 等 都带 有 Ｒ ４ ５接 口。但 与 Ｃ Ｎ总 线 等更 为 先 Ｓ８ Ａ 进 的现场 工业 总 线相 比，Ｒ ４ ５只有物 理层 ，构 成 的通 信 系统 Ｓ８ 只能 采用 主从 结构 ，使 用不 便 ；另外 ，它 在传 输速 度 、传输 距 离 和传 输 可靠 性 等 性能 上 也 不 如 Ｃ Ｎ总线 。 因工 业 现 场组 网 Ａ 改造 的需 求 ，我们要 把具 有 Ｒ ４５接 口的装 置 、智能 仪表等 接 Ｓ８ 入 Ｃ Ｎ总线 网络 ，那 么能 实现 Ｒ ４５和 Ｃ Ｎ总线协 议 相互 转 Ａ Ｓ８ Ａ 换 的接 口卡是 必 不 可少 的 。本 文对 Ｒ ４５与 Ｃ Ｎ总线 通 信 过 Ｓ８ Ａ 程 中遇到 的协 议转 换 问题 进 行 了研究 和分 析 ，设 计 出 了一套 适 合于 工业 现场使 用 的 Ｃ ＮＲ ４５ 口卡 ， 给 出了系 统的 软 、 Ａ ／Ｓ８ 接 并 硬件 实现 方案 。
485通信电路设计
485通信电路设计一、引言485通信电路是一种常用的串行通信电路，广泛应用于工业自动化控制系统中。
本文将介绍485通信电路的设计原理和步骤。
二、485通信电路的基本原理485通信电路采用差分信号传输方式，能够在远距离传输信号，并具有抗干扰能力强的特点。
其基本原理如下：1. 信号传输方式：485通信电路使用两根线进行信号传输，一根为A线，一根为B线。
发送端将数据信号通过差分驱动器转换为差分信号，接收端通过差分接收器将差分信号还原为数据信号。
2. 电气特性：485通信电路采用差分信号传输，具有较高的抗干扰能力。
其信号电平范围为-7V至+12V，逻辑高电平为+0.2V至+7V，逻辑低电平为-0.2V至-7V。
3. 总线结构：485通信电路可以采用多主多从的总线结构，实现多个设备之间的数据通信。
三、485通信电路的设计步骤1. 确定通信参数：首先需要确定通信的波特率、数据位数、停止位数和校验方式等参数，保证发送端和接收端的通信参数一致。
2. 确定电气特性：根据实际应用需求，确定485通信电路的信号电平范围和逻辑电平。
3. 设计差分驱动器：差分驱动器的作用是将发送端的数据信号转换为差分信号，一般采用差分放大器或差分线路进行设计。
4. 设计差分接收器：差分接收器的作用是将接收端接收到的差分信号还原为数据信号，一般采用差分放大器或差分比较器进行设计。
5. 设计电源电路：485通信电路需要提供稳定的电源电压，一般采用稳压器或电源滤波电路来设计。
6. 设计保护电路：为了保护485通信电路免受过电压和过电流的损害，需要设计过压保护电路和过流保护电路。
7. PCB布局设计：根据485通信电路的设计要求，进行PCB布局设计，保证信号线和电源线的走线规范，减小信号干扰。
8. 电路调试和测试：完成485通信电路的设计后，需要进行电路调试和测试，确保电路工作正常。
四、485通信电路的应用485通信电路广泛应用于工业自动化控制系统中，常见的应用场景包括：1. 工业控制系统：485通信电路可用于PLC、DCS、仪表等设备之间的数据通信，实现工业过程的监控和控制。
矿用CAN_485总线网关的设计与实现
VC#、VB、J AVA、汇编语言SQL开发工具及OFFICE开发工具等。
系统在Windows2003server 操作系统下运行,可以采用单机或双机热备的工作方式;采用全汉字菜单及窗口提示,具有人机界面编辑功能,可操作性强;支持使用浏览器软件上网查询,数据可根据硬盘容量的大小和存储数据的多少保存半年、一年乃至更长,也可进行定期备份;具备数据网络发布功能;从安全性考虑,非主控计算机只能通过服务器访问系统的运行信息,不可操控系统;具有良好的扩展性和适应性,系统功能可根据现场情况和需要进行扩展。
3 结语通过改造,祁南煤矿井下供电远程监控系统实现了四遥和报警功能。
系统采用树型结构的传输网络,监控点可延伸到各个井下变电所,真正实现了无人职守。
智能化的集中调度控制和信息化管理,便于生产管理和机电设备的故障排查,有利于电力负荷的及时调整,提高了供电的管理效率和质量。
第3期 2007年6月工矿自动化 Industry and Mine Automation No.3 J un.2007 文章编号:1671-251X(2007)03-0096-03矿用CAN/485总线网关的设计与实现张 丽, 丁恩杰, 何玉伟, 彭瑞勇(中国矿业大学信电学院,江苏徐州 221008) 摘要:结合煤矿生产的特点和要求,文章设计了一种基于PIC18F248的CAN总线与RS485总线之间的互连网关,并给出了设计原理及网关的软、硬件具体实现方案。
该网关采用低功耗设计,具有可靠性高、结构简单、成本低、实时性好等特点,非常适用于煤矿井下。
关键词:矿井;CAN/485网关;CAN总线;RS485总线;PIC18F248 中图分类号:T D672 文献标识码:BDesign of a Mine2used Gateway of CAN/485Bus and It s ImplementationZHAN G Li, DIN G En2jie, H E Yu2wei, PEN G Rui2yong(College of Information&Electrical Engineering of CUM T.,Xuzhou221008,China) Abstract:Considering t he specialty and requirement of mining production,t his paper designed an interlinkage gateway between CAN Bus and RS485Bus wit h PIC18F248single2chip microcomp uter,and gave t he design p rinciple and implementing schemes of software and hardware of t he gateway.The gate2 way was designed to be low2power2consumed,so it is very suitable for coal mine due to it s high reliability, simple struct ure,low cost and good real2time quality.K ey w ords:mine,CAN/485gateway,CAN bus,RS485bus,PIC18F2480 引言RS485是一种最早流行的串行通信协议,由于采用了差分电平传输技术,RS485传输距离比收稿日期:2007-01-11作者简介:张 丽(1981-),女,山西临汾人,中国矿业大学信电学院通信04级硕士研究生,现主要从事现场总线与监控系统方面的研究工作。
列车总线控制系统的CAN-485总线网关设计
列车总线控制系统的CAN-485总线网关设计
张湘;张弢
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2003(029)002
【摘要】介绍了列车总线控制系统中的CAN总线与485总线之间的互联网关,CAN总线控制器INTEL82526的基本工作原理和功能,给出了CAN-485总线网关的软、硬件具体实现方案.
【总页数】4页(P41-44)
【作者】张湘;张弢
【作者单位】成都西南交通大学电气学院,610031;北京北方交通大学电子信息工程学院,100044
【正文语种】中文
【中图分类】TP27
【相关文献】
1.列车现场总线控制系统中异种总线互联网关设计 [J], 张湘;连级三
2.数控同步现场总线与CAN总线网关的设计 [J], 刘宝宝;杨东升;刘荫忠;尹振宇
3.列车现场总线控制系统中异种总线互联网关设计 [J], 张湘;连级三
4.列车牵引电机试验台现场总线控制系统的设计及应用 [J], 李原;唐明新;袁爱进;乔毅;陈晓侠
5.丙烯腈项目总线控制系统现场总线段的设计 [J], 姜启红
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
列车总线控制系统的CAN—485总线网关设计摘要: 介绍了列车总线控制系统控制系统中的CAN总线与485总线之间的互联互联网关,CAN总线控制器INTEL82526的基本工作原理和功能,给出了CAN—485总线网关的软、硬件具体实现方案。
关键词: CAN总线 485总线互联 INTEL82526 CAN—485总线网关随着现场总线控制技术的发展和成熟,越来越多的集散控制系统采用现场总线来构建控制系统。
在大规模、高性能的复杂大系统中存在着大量的被控设备,而且每个被控设备有着不同的实时性实时性要求。
从网络化控制的角度分析可知,简单地采用一条现场总线把复杂大系统中的所有被控设备联接起来会降低整个系统的稳定性和可控性,是性能不好的控制网络拓扑形式。
针对特定的现场总线,在不同的应用环境中,一条网络段上通讯结点数有一个合理范围,超出这个范围将导致网络控制性能的恶化[1～2]。
另外,实时性差异较大的设备共存于一条网络段也易于造成整个系统不稳定。
因而,在一个复杂的网络化控制系统中,按实时性和功能性分段,构造多个现场总线段是一种较为合理的拓扑形式,利于整个系统的稳定和性能的优化[2]。
从性价比角度看,两段实时性差异较大的网络段采用相同的现场总线构建是不划算的,采用合适的两种现场总线分别构建较为合理。
控制网络的分段和网段采用不同的现场总线构建带来了两个异种现场总线之间互联的问题。
本文所探讨的列车总线中CAN总线与485总线网关为两个异种现场总线间的互联提供了一种解决方案。
1 网关硬件设计1.1 INTEL 82526简介82526是INTEL公司生产的执行CAN总线规范的CAN控制器,它包括CAN总线规范所规定的所有硬件模块(传输层和目标层)。
82526与微处理器或微控制器微控制器联接时能够完成物理层和数据链路层的基本功能。
82526内部结构原理图。
82526采用分时复用的8位地址/数据总线,可与INTEL系列的微处理器或微控制器协同工作。
片内双口RAM作为CPU和接口管理处理器之间的通信缓存接口,CPU初始化全局的状态和控制寄存器,并在双口RAM内建立通信目标用以接收和发送报文。
位流处理器控制接口管理处理器和总线之间的数据流。
另外,位流处理器也控制收发控制逻辑和错误管理逻辑。
总线定时逻辑则通过差分输入比较器监视总线并确定串行总线的位定时。
接口管理处理器执行主控制器命令并控制串行总线上的数据传送、全局状态和控制寄存器位。
处理器接口单元是82526到CPU的接口。
1.2 网关的硬件结构网关的硬件电路原理图。
整个硬件电路由三部分构成:微控制器及其外围扩展电路,CAN 总线控制器及CAN总线接口电路,异步串行通讯串行通讯控制器和485总线接口电路。
1.2.1 微控制器及其外围扩展电路网关采用了ATMEL公司的AT89C51型微控制器。
AT89C51是与8X51系列微控制器兼容的增强型微控制器,其内部集成了4K字节的FLASH ROM[3]。
由于网关的软件及参数查询表所占用存储空间小于4K,网关没有在AT89C51外扩展程序存储器。
AT89C51是网关处理、控制和转换总线数据的核心,其主要功能有三个:一是CAN总线控制器82526接收到CAN总线上其它通讯结点的数据后,交给AT89C51处理,将这些数据转换为预先定义的485总线上传输数据的协议格式,由AT89C51控制异步串行通讯控制器通过485总线接口MAXIM485将这些数据发送到485总线上;二是AT89C51将MAXIM485接收到的485总线上的数据进行处理,按照82526数据组织的格式转换这些数据,将这些数据交给82526,由它将这些数据发送到CAN总线上;三是AT89C51按照预先定义的策略对通讯任务进行合理的任务调度。
网关接收CAN或485总线来的数据,应将这些数据缓冲存储,才可以将这些数据进行处理、转换和转发。
另外,通过CAN 或485总线发送数据时需要缓冲发送的数据,要开辟发送缓冲区。
基于上述需要,在AT89C51外扩展一片数据存储器6264作数据暂存、缓冲使用。
1.2.2 CAN总线控制器及CAN总线接口电路CAN总线控制器82526具有256个8位寄存器,只需8根地址线。
网关将82526寄存器组配置在AT89C51片外数据存储区的最高256个地址区域。
82526兼容INTEL方式,其引脚AD0～AD7是分时复用的地址/数据总线,不需要通过地址锁存器分离地址和数据,只要直接将AD0～AD7联接到AT89C51的P0.0～P0.7引脚,将ALE引脚与AT89C51的ALE引脚相联,就可分时得到正确的地址和数据。
8输入与非门74LS30的输入端联接到AT89C51的P2.0～P2.7高8位地址线引脚,输出端联接到82526的片选CS端,就将82526的寄存器组配置在AT89C51片外数据存储区的最高256个地址区域。
82526的INT引脚联接到AT89C51的P3.2引脚,将82526的通讯事件配置为AT89C51的外部中断0的事件。
82526在处理通讯事件和数据的过程中,不能被访问和存取数据,通过RDY引脚上电平的高低来告知外界其是否处于可访问状态,将RDY 引脚联接到AT89C51的P1.1引脚来控制AT89C51对82526的访问。
82C250是82526与实际物理总线间的接口。
将82526的TX0引脚和RX0引脚分别与82C250的TXD引脚和RXD引脚相联,将82C250的RS引脚接地,使82C250在高速方式下工作。
1.2.3 串行通讯控制器和485总线接口电路AT89C51片内集成了异步串行通讯模块,不需在AT89C51片外扩展串行通讯控制器。
网关中的485总线接口采用了MAXIM485。
MAXIM485工作在半双工方式下,因而需要对它处于接收状态或发送状态进行控制,将AT89C51的P1.0引脚与MAXIM485的DE引脚和RE引脚相联,可控制状态的转换。
2 网关软件设计网关软件主要由四部分功能模块构成:初始化模块、通讯任务调度模块、CAN总线通讯模块和485总线通讯模块。
软件由Franclin C51实现。
2.1 网关初始化网关在正常工作前需对相关的参数进行设置,包括AT89C51的异步串行通讯控制器及其它部分的初始化和82526的初始化。
网关将串行通讯设置为工作方式2,串行通讯的波特率设为9600bps,开放外部中断0并选择电平触发中断方式;设置82526的控制寄存器,置位复位请求、出错中断、传送中断、同步和运行位;复位82526状态寄存器,设置82526总线定时寄存器,CAN总线的波特率设为1Mbps;设置82526的TX0、TX1引脚为常态方式输出。
2.2 通讯任务调度网关是485总线上的主设备,其余的设备均为从设备,所有的通讯任务都由网关发起。
网关不断地轮询485总线上的从设备,获得从设备的运行状态数据,通过CAN总线将这些数据转发给列车控制器。
在轮询过程中,监视是否有列车控制器发来的控制命令,优先将控制命令发送给相应的从设备。
网关采用带优先级的轮询策略。
设某一设备的优先级为m级,则所有设备至少被访问一次后该设备被访问m次,且这m次平均分布在总的访问次数中。
网关采用4级优先级,建立缺省的设备—优先级表并存储在AT89C51的FLASH ROM中。
根据设备—优先级表建立设备轮询环并存储在6264中。
列车控制器可发修改设备优先级的命令给网关,在线修改设备—优先级表并重建设备轮询环。
当82526接收到CAN总线的数据时就触发AT89C51的外部中断0,外部中断0的中断服务程序置有控制命令标志,读取82526中的数据并存储在6264中开辟的控制命令FIFO队列中,这就实现了对CAN总线上数据的监控。
通讯任务调度的流程。
2.3 CAN总线通讯82526是一种执行CAN规范的CAN控制器,其内部采用硬件实现了数据链路层的全部功能,因而这部分的程序只需将82526中的数据读出和将数据写入82526。
对于发送报文部分,首先将485总线上设备的运行状态数据按照在CAN总线传输数据的应用层协议进行组装;然后将82526的IMP访问位锁定并检查82526的CPU访问位是否锁定,若未锁定则将组装好的数据写到选择的82526的通信目标数据段;最后复位82526的发送状态位和置位发送请求位并释放IMP访问位。
由于网关选择了82526接收到总线数据后给AT89C51一个外部中断,因而对于接收报文部分,首先读取82526的中断指针,判断中断指针值与82526状态寄存器的值是否相同,若不同则读取82526中通信目标数据段中数据,最后复位82526的传送状态位并清除中断指针。
2.4 485总线通讯485总线只定义了物理层通讯协议,因而基本的数据链路层协议由使用者来定义并由软件实现。
由于冲突检测和同步通信功能无法由软件实现,因而485总线通常采用主从、异步式通信方式。
要实现485总线可靠的多机通讯,应实现站点识别和错误校验这两项数据链路层的功能。
网关采用握手协议实现站点识别,采用CRC校验实现错误校验。
具体地说,对于站点识别采用地址握手,即对于51系列微控制器,在通讯方式设为多机通讯时,通过对串行控制器SCON的TB8置位或清零表示是地址帧还是数据帧。
在数据通信前先进行地址通信,网关置位SCON的SM2和TB8,将欲与数据通信的从设备的地址发送出去,从设备接收到这个地址,与本机地址比较,若相同则将地址发送,作为对网关的应答,随后将本机中SCON的SM2清零,若不同则保持不动作。
网关收到相应从设备的应答后对本机中SCON的TB8清零,随后就可以与相应的从设备进行数据通信,它们之间的数据通信不会影响其余的从设备,这样就实现了站点识别。
对于错误检验,采用了CRC—CCITT标准,校验本原多项式为X16+X12+X5+1。
考虑到采用基于微控制器的软件实现,不采用直接CRC模2除法算法,而采用串行通讯中XMODEM协议所使用的CRC查询算法,这样大大地提高了数据校验的速度。
CRC查询算法要求构造查询表,可预先在微机上采用高级语言编制直接CRC模2除法的程序,分别对最低两个字节为0、最高字节为0～255的三字节数模2除校验本原多项式计算余数,这些余数构成一个256个双字节的查询表,然后将这个查询表固化在AT89C51中的FLASH ROM中。
上述方法实现了错误校验。
网关的485总线通讯流程。
在列车控制系统中,采用了本文的CAN-485总线网关,实现了列车中CAN总线与485总线的互联。
在实际应用中,网关有效地控制了CAN总线与485总线之间的数据流;针对实时性要求高的设备与实时性要求一般的设备对主干网络的带宽和吞吐量需求不同,实现了按数据的实时性级别动态地分配网络资源和调度通信任务,有效地解决了列车总线控制系统的稳定性问题,提高了系统的控制性能。