CAN智能节点设计

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基于STM32F107微处理器的CAN总线的智能节点的设计

基于ＳＴＭ３２Ｆ１Ｏ７微处理器的ＣＡＮ总线的智能节点的设计
ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒＢａｓｅｄＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＮｏｄｅｏｆＣＡＮＢｕｓＤｅｓｉｇｎ
功能。工业现场的ＣＡＮ总线系统可由
如图ｌ所示。
参见图１，主控节点由运行于上位机的由ＬａｂＶｉｅｗ编写的监控软件来实现，它主要实现现场节点的监控及数据的显示、分析和存储。数据转换器
采用ＲＳ－２３２转ＣＡＮ，它主要实现串口
中北大学
金兆楠
ＪｉｎＺｈａｏｎａｎ
摘要：现场总线是自动化领域的热点之一。本文提出一种基于单片机ＳＴＭ３２Ｆ１０７￥ＥＩＣＡＮ－５￣１动器ＳＮ６５ＨＶＤ２３０组成ｆｌｇＣＡＮ总线智能节点的设计方案。根据系统功能要求，给出基于ＣＡＮ总线
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｎｏｄｅｆｏｒＣＡＮｂｕｓｂａｓｅｄｏｎＳＣＭＣ８０５１Ｆ０６０ａｎｄＣＡＮｂｕｓ
ｄｒｉｖｅｆｏｒＳＮ６５ＨＶＤ２３０ｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＴｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎａｒｅｇｉｖｅｎＩｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｌｆｅｘｉｂｌｅｃｏｎｉｆｇｕｒａｔｉｏｎ，ｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｇｏｏｄｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙ

CAN总线节点软件的设计与实现的开题报告

CAN总线节点软件的设计与实现的开题报告一、选题背景CAN总线作为一种现代通信技术已经得到很广泛的应用，尤其在汽车电子、机械自动化等领域中。

CAN总线节点软件设计是CAN总线应用的基础，其主要任务是实现CAN网络中节点的数据收发以及处理，控制节点的状态机状态转换，实现数据信号的解析和封装等关键功能。

本次选题的背景是本人目前所在的公司正在开展CAN总线应用方面的业务拓展，并需开发针对不同应用场景的CAN总线节点软件。

因此，设计与实现一款通用可靠的CAN总线节点软件具有重要的现实意义和实践价值。

二、研究目的和意义CAN总线节点软件是CAN网络应用中的关键部分，研究其设计与实现具有下列目的和意义：1. 提升CAN总线应用的可靠性和稳定性CAN总线应用涉及到的设备种类繁多，节点布局分散，通常需要长时间持续运行，因此，CAN节点软件需具有高可靠性和稳定性，避免因软件问题导致系统中断或出错，从而造成严重的后果。

2. 提高CAN总线应用的通用性和灵活性CAN总线应用与行业领域相关度高，节点的属性和应用场景多种多样，因此开发一款具有通用适用性的CAN总线软件非常重要，可减少时间成本和开发难度，并提高软件的灵活性与可定制性。

3. 探究CAN总线节点软件的设计与实现方法CAN总线节点软件运行稳定可靠的关键在于其设计与实现，探究其中的技术路线和方法，能够充分挖掘CAN总线应用的潜力，为后来的CAN应用开发提供借鉴和优化，同时拓展和深化本人在CAN总线技术方面的理论和技术水平。

三、拟解决的问题CAN总线节点软件在实施过程中，通常会遇到以下问题：1. CAN数据的收发过程中容易发生数据丢失或者数据冲突的情况，造成数据传输失效或者底层硬件工作异常。

2. 状态机设计困难，难以实现各个节点之间状态的转换，而状态的转换对于整个系统的稳定性起着至关重要的作用。

3. CAN数据帧的解析封装过程比较复杂，因为CAN数据帧包含了多个不同的字段，而这些字段的解析需要考虑到底层硬件的特性和约束。

基于LPC2119的CAN总线智能节点的设计

■ 长江大学电信学院李家绪徐爱钧万天军
引言
微控制器与ＣＮ总线连接的传Ａ统方式是将ＣＵ与总线控制器和总Ｐ线收发器相连后再接入总线网络，这样使ＣＵ外围电路复杂化，整个Ｐ
系统受外部影响较大。为了解决这
维普资讯
设计应用Ｄｉ＆ｐｌｔｓｅｇＡｐａｎｓｎｉ．ｃＯ
基于Ｌ的Ｃ总线２Ｐ１９ＡＣ１Ｎ智能节点的设计
ＤｅｓｇｎｏｆＩｔｌｉｅｌｇｅｎｎｉｔＣＡＮＢｓＮｏｄｅＢｅｄｏｎＬＣ２１ｕａｓＰ９１
接收。
ＴＡ１５Ｊ００的特性，本设计中ＣＡＮ终动ＣＮ等。设置总线波特率是个Ａ
ＣＮ智能节点硬件电路Ａ
ＣＮ接口部分包括ＬＣ１（ＡＰ２１内９置ＣＮ控制器）Ａ、光电耦合器和总线收发器，图１示。如所
端电阻使用了分裂终端，总线端难点，有Ｃ即所ＡＮ节点的波特率要相要节点的两个终端电阻都被分成两个同才能正常工作，注意正确配置等值的电阻，用两个６Ｑ的电阻代ＶＢｌ０ＰＤＶ和ＰＬ寄存器。Ｌ
有：个总线上的数据传输速率高单
达１／；２位寄存器和ＲＭ访问；Ｍｂｓ３Ａ
¨ ・１ＣＡ智能节点硬件电路豳Ｎ

基于CAN总线的油库自动发油监控系统智能节点设计

嗍络的构建，使以太例贯穿于从探作站到每能终端的整 ’ 个智
个Ｊ区，进使从ｍｅｔｅ的一个终端就ｎ以管耻变Ｉ站的智ｒｔｈＪ．
能终端成为日能。口Ｊ ‘ 。
参考文献
ｒ
３软件设计
３１ＴＰＩ的实现．Ｃ／Ｐ栈Ｔ／足一个由数个协议构成的分层议组，从下往ＣＰＩＰ依次足删络接入层（以太、令牌环、ＦＤＤＩ等）、恻络且连层（ＰＣＩ、ＩＭＰ、ＡＰＲ、ＲＰ、主机对主机层（Ｃ、ＵＤ）ＡＲ）ＴＰＰ和用层（Ｔ、ＴＩｅ、ＳＦＰｅｎｔＮＭＰＭＴ、ＮＰ等）、ＳＰＳ。每一层完成川的功能，ｌ：层、议：下层议之卜由十嵌入。系统叫只是一种通讯．，此需要实现所自。ｒ段Ｉ，办议用Ｊ的一些协议借以传送舱拎信息巳Ｊ中Ｉ。ｊ。奉砹计中ｎＴＰＩ的构成足：络接入层为以太ＩＥ８２３Ｃ／Ｐ栈恻ＥＥ０．，删络且连层为Ｉ、ＩＰＣＭＰ、Ａ，主机对主机层为ＴＰ用层为设ＲＰＣ，需 ’主机；．约定的特定的数据结构。为要让主机ｆ且日备知道接收的数据再代表什么，发送的数据采用什么结构即日。ＴＰＩ的结构如４所，。ＪＣ／ ’ Ｐ栈Ｊ ÷ ３２ＲＬ０９Ｓ驱动程序设计．Ｔ８ｌＡ
图５接收数据包程序框凰

手把手教你设计CAN总线系列讲座(2)

手把手教你设计CAN总线系列讲座(2)—CAN总线智能节点的设计在远程测控系统中，都要通过传感器或其他测量装置获取环境或相关的输入参数，传送到处理器，经过一定的算法，做出相应的控制决策，启动执行机构对系统进行控制，基于CAN总线的测控系统将单个测控设备变成网络节点，将控制系统中所需的基本控制、运行参数修改、报警、显示和监控等功能分散到各个远程节点中。

因此总线上的节点应该具有总线通信功能和测控功能，这必然离不开微处理器。

我们把具有这类功能的节点叫智能节点。

1 CAN网络节点结构和SJA1000的应用结构图一般把每个CAN模块分成不同的功能块。

这里以分布式恒温控制节点构成的CAN图1 CAN总线控制网络结构图控制网络为例（如图1所示），分析一下基于CAN总线的分布式网络节点的结构。

CAN节点由微处理器、CAN控制器SJA1000、光耦6N137模块和CAN驱动器82C50构成。

CAN控制器SJA1000执行在CAN规范里规定的完整的CAN协议，用于报文的缓冲和验收过滤，负责与微控制器进行状态、控制和命令等信息交换；在SJA1000下层是CAN收发器PCA82C50，它为CAN控制器和总线接口，它控制从CAN控制器到总线物理层或相反的逻辑电平信号，提供对总线的差动发送和对CAN控制器的差动接收功能。

光耦6N137起隔离作用。

图2 SJA1000的结构图所有这些CAN模块都由微处理器控制，它负责执行应用的功能，负责控制执行器（比如加热设备）、读传感器（比如温度）和处理人机接口。

如图2是SJA1000的应用结构图。

在CAN规范里，CAN核心模块控制CAN帧的发送和接收。

接口管理逻辑负责连接外部微处理器，该控制器可以是单片机、DSP或其他器件。

经过SJA1000复用的地址/数据总线访问寄存器和控制读写选通信号。

SJA1000的发送缓冲器能够存储一个完整的报文（扩展的或标准的）。

当微处理器初始化发送接口管理逻辑，CAN核心模块就会从发送缓冲器读CAN报文。

基于SJA1000的CAN智能测控节点设计

）０冲，接着替入开钻ＨＥＭ钻井液体系建立循环。正常钻进后，在振动筛不跑浆和泵排量已开起来的前提下快速补充高浓度ＰＦ — ＰＬＵＳ胶液，提高钻井液包被性；整个循环系统的ＰＦ — ＰＬＵＳ浓度达到７ｋｇ／ｍ，补充胶液来提高循环系统中的防塌剂的
机器人控制器设计，经实验验证，具有结构简单，扩展性强，实时性好，可靠性高等优点。
【参考文献】
【１】王慧锋，何衍庆．现场总线控制系统原理及应用【Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００６
［２】李正军．现场总线及其应用技术［Ｍ】．北京：机械工业出版
版社．２０１１：５９４－６１０
４应用效果评价
（上接５８页）收子程序流程图如图４所示。
五、结语
本文设计了以ＳＪＡ１０００作为通信控制器的智能测控节点，讨
论了系统的硬件电路和软件程序设计。该系统已应用于多关节
ＬＨ２９ — ２ — ２井由１４６１ｍ钻进至２３８７ｍ，裸眼段长９２６ｍ，短起下过程顺利。表现出ＨＥＭ钻井液体系具有良好的低温流变性及性能比较稳定，隔水管等大井眼中的携砂没有问题。ＬＨ２９ — ２ — ２井在整口井钻进过程中，整口井井底钻井液循环当量比重（ＥＣＤ）都相对稳定，和实际钻井液比重呈现０．０２ｇ／ｃｉｉ１ａ至０．０３ｇ／ｃｍ增量，这个数据和Ｄｒｌｌｂｅｎｃｈ软件算出来的值也相吻合，表明钻进期间井眼相对比较清洁。

基于C8051F550的CAN总线智能节点的设计

ｆ计数器模块１等。本文重点就模拟量输入模块如
和开关量输入模块的设计。采用具有ＣＮ接口的Ａ
２智能节点硬件设计
传统的从节点设计是将ＣＵＡＮＰ与Ｃ总线控制器
Ｃ０１５０片机作为系统设计的从节点，用来采８５Ｆ５单集模拟量和开关量。实现与上位机中央控制器的
通信
１ＣＮ总线通信网络系统Ａ
如图ｌ所示，本设计中通过带有终端器（２欧１０
ＢｓｅＣＮ全功能的ＣＮ块实现．符合ＣＮ．ｏｈｈＡＡ模Ａ２０Ｂ
电阻）的通信介质（绞线）将上位机和底层模块双
连接起来。实验中，终端电阻和双绞线阻抗的匹
协议。工作位速率可达１ｂ。控制器包含有一个ＭｐｓＣＮ内核，消息缓冲区，报文处理状态机和ＣＮＡＡ控制寄存器。通信控制器有３个消息对象，可以配２
达２５００Ｖ的直流电压。输入级兼容３３．Ｖ和５Ｖ的
ＣＭ１５收发器Ｔ００
＋＋
千＋
＋＋
ｃＯ１５Ｏ８５Ｆ５单片机 ‘ ８５Ｆ５单片机ＰＣ０５０１ＣＡ８Ｃ５收发器２２０
行业扩展到过程工业，机械工业，机器人和楼宇
Ｇ５７，使Ｐ机直接通过ＵＢ口就可连人ＣＮＹＢ０）ＣＳ接Ａ

液压同步顶升系统的CAN总线智能节点的设计与应用

ｔｌｇｎｏｅｉｕｅｙｒｕｉｙｃｒｎｕｉｔｇｃｎｒｌｅｄ．ｃｒｉｇｔｅａｐｉａｉｎ．ｔｅｅｌｅｔｄｓｄｉｈｄａｌＳｎｈｏｏｓＬｆｉｏｔｌｓＡｃｏｄｎｔｐｌｔｉｎｓｎｃｎｏｆｉＯｈｃｏｈＣＡＮＢｓｉｔｌｇｍｕｅｌｅｎｉｎｄｓｅｃｂｄｉｅｔｘａｏｌｔｆｒａｉｎｃｌｃｉｎ．ｉｆｒａｉｎｓｏａｅｉｆｒｔｎＣＡＮｅｉｌｏｏｅｓｒｅｔｔｎｃｍｐｅｅｉｏｍｔｏｌｔｄｉｎｈｅｃｎｏｅｏｎｏｍｔｔｒｇ．ｎｏｍａｉｏｏｓｒｍｍｕｉａｃｎ・ｃｔｎ．２２，ｒａｏａｏｉ３．ｉＩｍｍｕｉａｉ．ａｄｏｈｒ￣ｔｎ．ｄｓｒｅｎｔｅｔｘｏｔｅｄｓｇｅｃｎｔｏｃｎｎｔｅｆｉｉｓＡｓｅｃｂｄｉｈｅｔｆｈｅｉｎｍｅｈｄＣｂｅＳＡＮｏｉｔｅａｃｓｎａａＣｎｅ
Ｌｃｏ／ｆｌｃｏｉｃｎｅｎｎｔｎｇＪｎｖｒｉ，Ｃａｇｈｎ１０）ＳｈｏｏＥｅｔｎｃＳｉｃｄｇ￣ｎ。ｍｎＵｉｓｙｈｎｃｕ３０ｒｓｅａＥ舱ｅｅｔ１２
Ａｂｓｒｔ：ＴｈｉａｒｄｅｃｉｄａＣＡＮｓｉｔｌｇｅｏｄｔｕｃｕｅｏｅｈｄａｅａｏ￣ａｅｐｏｃｄｅ，ｓｃｎ— ｔａｃｓｐｐｅｓｒｂｅＢｕｎｅｌｉｎｔｎｅｓｒｔｒｆｔ￣ｗｒｎｄｓｈｒｒｅｕｒｓｕｈｉ

CAN总线智能节点设计

总线结构，于信号传输有着不同的定义方式，而造成对从了现有系统中普遍存在通信线路繁复、可靠性弱、互换性差、部件种类多等问题。ＣＮ现场总线 ¨作为一种具有突Ａ】一
出可靠性、时性和灵活性的串行数据通信协议，的出实它
Ａｂｔａｔｎｖｅｏｈｏｓｒｃ：Ｉｉｗｆｔｅｃｍｍｕｉａｉｎｒｑｅｔｆｒｐｅｅｔｕｄｒｔｒｔｒｅｅｅｔｏｙｔｍ，ｙｅｄｓｇｆｓｒｎｃｔｅｕｓｏｒｓｎｎｅｗａｅａｇｔｄｔｃｉｎｓｓｅａｔｐｅｉｎｏｍａｔｏｎｄａｅｎＭＣＵｐ３ｎＡＮｏｔｏｌｒＭＣＰ２５Ｓｒｖｄｄｏｅｂｓｄｏｍｓ４０ａｄＣｃｎｒｌｅ５ｐｏｉｅ。Ｔｈｃｍｍｕｉｔｎｅｗｅｎａｎｄｎ１ｉｅｏｎｃｉｂｔｅｏｅａｄａｏｍｉｒｃｍｐｔｒｔｒｕｈｔｅｉｔｌｇｎｃｏｏｕｅｈｏｇｈｎｅｌｅｔＣＡＮｏｎｃｉｎｃｒｎｅｈｉｃｎｅｔａｄｕｄｒｔｅＣＡＮ２０ｔｃｎｃｌｓａｄｒＳｒａｉｅｏ．ｅｈｉａｔｎａｄｉｅｌｄ，ｔｅｚｈｈｒｗａｅｐａｆｒｄｓｇｎｈｏａｄｒｌｔｏｍｅｉｎａｄｔｅｃｍｍｕｉａｉｎｏｔｒｅｌａｉｎａｅｃｍｐｅｅ．ＴｅｔｒｓｌｎｉａｅｔａＡＮｎｃｔｓｓｆｗａｅｒａｉｔｒｏｌｔｄｏｚｏｓｅｕｔｉｄｃｔｈｔＣｓｎｔｒｏｅｗｏｋｃｍｍｕｉａｉｎｉｃｕａｅａｄｒｌｂｅｎａｃｉｖｄｔｅｄｓｇｉｎｃｔａｃｒｔｎｅｉｌ，ａｄｈｓａｈｅｅｈｅｉｎａｍ．ｏＳａＫｅｗｏｄ：ＣＡＮｙｒｓＢＵＳｍａｔｎｄ；ｕｄｒｔｒｔｒｅｅｅｔｎｓｓｅ；ＭＳ３；ｓｒｏｅｎｅｗａｅａｇｔｔｃｉｙｔｍｄｏＰ４Ｏ；ＭＣＰ５５２１

基于ARM的CAN总线智能节点在织机中的设计与应用

２９２４Ｒ２
［＝
一眦Ｅ ∞ 州队
ＩＣＣＶ
ｌＥＶ
ＶＣＣＶＥＶ０ＧＤＮ
灵活性。已形成国际标准，是最有前途的现场总线
一
其中现场智能节点主要由ＣＡ驱动器和嵌入式微Ｎ控制器构成，完成对织机的各种运行状态的控制和
参数调整等功能。网络结构如图ｌ所示。
【１ｌ
Ｏ
智能
＿书
ｌ系统总体结构
Ｏｃ．０６ｔ２０
基于ＡＭ的ＡＲＣＮ总线智能节点
在织机中的设计与应用
刘雪靖，冯丽
（宁工学院信息科学与工程学院，辽宁锦州１１０）辽２０１
摘
要：介绍了一种基于ＡＭ的ＣＮ总线控制网络技术在织机中的应用，提出织机生ＪＪ的嵌入式微ＲＡ妊线：
２ＡＣＮ总线智能节点设计
ＣＮ节点硬件电路如图２所示，由ＡＭ微控ＡＲ
制器ＬＣ２４Ａ总线驱动器８Ｃ５、高速光Ｐ２９、ＣＮ２２０耦６３Ｎ１７和电源隔离模块Ｂ５５００Ｓ等组成。
５ｖ
Ｕ１
Ｒ１匕＝３￣９Ｌ源自Ｐｄｓｒｅ．ｅｄｓｇｃｅｆｅｅｅｄｄｍｉｒｃｎｏｌｒｎｌｏｐｏｕｔｉｅｗａｒｐｓｄＴｈｅｃｉｄＴｈｅｉｎｓｈｍｅｏｍｂｄｅｃｏｏｔｌｍｒｄｃｎｓｐｏｏｅ．ｅｂｈｔｒｅｉｏｌｄｓｕｓｏｎｔｅｉｐｅｎｆｉｔｌｇｎｏｅｂｓｄｏＮｕｓｓｒｓｅｓｅｉｌ，ｎｅｉｃｓｉｎｉｍｌｍｅｔｏｎｅｌｅｔｎｄａｅｎＣＡｂｓｗａｔｓｄｅｐｃａｌａｄｔｈｉｅｙｈ

基于CAN总线的6自由度机械臂远程控制系统智能节点设计

基于CAN总线的6自由度机械臂远程控制系统智能节点设计陆军;陈戈军
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2008(035)011
【摘要】采用了TI公司TMS320LF2407数字信号处理芯片和PHILIPS公司PCA82C250 CAN协议接口芯片设计基于CAN总线技术的6自由度机械臂远程控制系统智能节点,硬件上使用了CPLD技术,提高了系统的集成化程度、可靠性和扩展性,增强了DSP访问外设的能力.软件上采用模块化的程序设计方法,提高了系统的实时性和软件效率.该智能节点已经顺利通过调试并成功用于蒸汽发生器一次侧检修机械臂实时远程控制系统中.
【总页数】5页(P58-62)
【作者】陆军;陈戈军
【作者单位】哈尔滨工程大学,自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TP271.5
【相关文献】
1.基于CAN总线技术智能节点的设计探讨 [J], 彭承荣
2.基于CAN总线的集散控制系统智能节点设计 [J], 王学智;龚东军
3.基于CAN总线的7自由度机械臂通信网络研究 [J], 王彦璋
4.6自由度机械臂远程控制系统研究 [J], 刘明磊; 李捍东; 庞爱平; 刘晓燕; 陈进军
5.基于无线智能节点的远程控制系统设计与实现 [J], 李明;刘若愚;姜春兰;寇家勋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

CAN总线中基于无线传输方式的智能节点设计

线控制器为核心的智能节点电；，出应的软件控制流程。实验结果表明，计的节点能可靠有效地收集数据。路最后给相设
关键词：ＡＣＮ总线；能节点；智无线通信；Ｒ９５ＭＳ４０１９ｎＦ０；Ｐ３Ｆ４中图分类号：Ｐ１Ｔ２２文献标识码：Ａ文章编号：０２—１４（０１１０６０１０８１２１）０— ０４— ２
ＡｂｔａｔＡｄｓｇｔｏｆｉｔｌｉｅｔｏｅｂｓｄｏＲＦ０ｏＮｕａｒｐｓｄｉｒｅｃｅｅｔｅａｐｉａｉｎｓｒｃ：ｅｉｎｍｅｈｄｏｅｌｎｄａｅｎｎ９５ｆｒＣＡｂｓｗｓｐｏｏｅｎｏｄｒｔｉｒａｐｌｔｎｇｎｏｎｓｈｃｏｆｌｓｏｉｄｆｅＣＡＮｂｓＦｒｔ，Ｎ— ｕｏｔｏｙｔｍａｅｎｗｉｌｓｏｕ．ｉｌａＣＡＢｓｃｎｒｌｓｓｅｂｄｏｒｅｓｃｍｍｕｉａｉｎｗｓｐｅｅｔｄＳｃｎｌＩｔｏＲＦ０ｓｙｓｅｎｃｔａｒｓｎｅ．ｅｏｄｙ，ｔｏｋｎ９５，ｏＭＳ４０ａｄＣｏｔｌｒａｅｃｒｓｄｓｇｅｈａｄｒ．ｉａｌｔｅｓｓｍｏｔａｅｗｓｉｔｄｃｄＴｅｔｓｅｕｔｓｏＰ３ｎＡＮｃｎｒｌｓｔｏｅ．ｅｉｎｄｔｅｈｒｗａｅＦｎｌｈｙｔｓｆｒａｎｒｕｅ．ｈｅｔｒｓｌｈｗｏｅｈｙ．ｅｗｏｓ

C8051F040的车用CAN总线智能节点设计

C8051F040的车用CAN总线智能节点设计电气与电子系统是车辆的重要组成部分，其工作状态直接影响车辆的性能。

按照传统设计思想设计车辆电气系统时，往往采取堆积各种子系统的途径来提高系统的性能，因此车辆内部各子系统之间单纯面向任务而不考虑与全局的关系。

随着子系统及装置数量不断增加，传统设计方法遇到了一系列问题：线路增多、布线复杂、电磁干扰增加、系统可靠性下降、检查维修困难等。

为了解决上述问题，现代车辆采用了综合电子系统。

总线是综合电子系统的基础，通过总线节点，综合电子系统可采集、使用、分配和共享车内所有电子系统的各种信息，达到弱化矛盾、增强整体功能的目的。

CAN 总线由于具有性价比高、可靠性高、实时性好、灵活性强等特点，得到广泛应用。

本文针对CAN 总线，提出了一种基于C8051F040 的通用总线智能节点的设计方法。

1 总体设计本文采用C8051F040 单片机作为智能节点的主控芯片来设计CAN 总线通用智能节点。

智能节点通过现场信号调整、高速数据采集获取该节点下设备的参数，并通过总线收发器将数据发送到CAN 总线，同时根据参数及总线上的其他信息和命令对设备进行控制。

通过CAN 总线智能节点，可将车辆电气系统各子系统及设备紧密联系在一起，构成一个实时控制网络，如图1 所示。

考虑到智能节点的通用性，经过对车辆各子系统和设备参数进行分析，确定了智能节点主要指标。

①信号输入：8 路模拟信号输入，16 路数字信号输入，2 路脉冲量输入；②控制信号输出：2 路模拟控制信号输出，8 路数字信号输出；③CAN 总线接口：1 个CAN 总线接口(支持CAN2．0A 和CAN2．0B)。

2 硬件设计CAN 总线节点有两种设计方法，一种采用通用微控制器结合独立CAN 控制器加上收发器，另一种采用集成CAN 控制器的微控制。

应用于污水处理厂的CAN总线智能节点设计

ｃｓｏｔｅｏｒｓｓｅｏｔｆｈｃｎｔｏｌｙｔｍｏｓｗａｔｅｔｎｅｇｅｒａｍｅｎｐｌｔｓｅｃｅＴｈｉｔｌｅｎｎｅａｓｄｎｔａｎｉｒｄｕｄ．ｅｎｅｌｇｔｏｄｂｅｏＣ８５１０ＭＣＵｉｅ－ｉＯＦ４１ｓｄ
本文提出了不同于ＰＣ控制方式的污水厂自控系统体系。Ｌ本控制系统基于ＣＡＮ现场总线，以现场单台设备为中心设置现场总线智能节点，智能节点通过现场总线与工控计算机联结。各
缆沟的工程量也大量减少，这将节省材料及安装维护费用。１污水处理工艺
污水处理主要通过生物处理来完成。以采用氧化沟工艺的流程为例，处理阶段主要功能及构筑物为：各（）１预处理阶段（栅间、水泵站和沉砂池）格进
系统中工控计算机主要负责系统数据的接收与管理、控制算法的实现与现场设备的控制。控计算机内通过ＣＮ适配卡工Ａ与外部ＣＡＮ总线联结。智能节点负责设备状态的监测，采集对
与之相适应。
本系统由监控计算机、工控计算机、Ａ总线适配卡及现ＣＮ场智能节点等构成，统结构如图１示。系所
设备的所有开关量及模拟量的传输都通过总线传输，减少了常

基于LPC2368的CAN总线智能节点设计

１引言
最初ＣＡＮ—ｕ被设计作为汽车环境中的微控ｂｓ制器通讯工具，于在车载各电子控制装置ＥＵ用Ｃ之间交换信息，而形成汽车电子控制网络。从ＣＡＮ总线使用多主机模式进行组网，讯方式灵通
２硬件设计
２１ＬＣ３８控制器特点．Ｐ２６微
活；用非破坏性的总线仲裁技术，省了总线冲使节
突仲裁时间；据包采用短帧结构，输时间短，数传受
ＬＣ３８处理器是基于一款支持实时仿真和Ｐ２６跟踪的３２位ＡＲＴＭ７ＤＭＩ微控制器，带有并
干扰概率低，输距离长；备完善的错误处理机传具
１ＫＢ嵌入的高速Ｆａｈ存储器，８Ｌｓ５ＫＢ的制，保证了总线的健壮性。可以说ＣＮｂｓＡ —ｕ总线５２Ｒ１８位在通信能力、可靠性、实时性、灵活性、易用性、传输ＳＡＭ；２宽度的存储器接口和独特的加速结使２对距离等方面较其他串行总线有着明显的优势。鉴构，３位代码能够在最大时钟速率下运行；代
周爱军胡宏灿崔大连
大连１６１）０８１（海军大连舰艇学院装备自动化系
摘
要
Ｃ－ｕ（ｏｔｌｒＡｅｔｏｋ是国际上应用最广泛的现场总线之一，ＡＮｂｓＣｎｒｌｒａＮｅｗｒ）ｏｅ作为一种技术先进、可靠性高、功

基于VME系统的CAN网络智能节点的设计

张永伟，松柏张
（舶重工集团公司７３所，州２５０）船２扬２０１
摘要：结合模块化设计思想，出一种基于Ｖ提ＭＥ总线系统的网络智能节点设计方案，详细介绍了系统的硬件架构
及核心模块的设计，析了系统软件设计的难点及关键技术。分
仅完成主控制器的工作，同时还作为ＣＡＮ网络的数据传输控制器，现网络中各节点之间的数据交实换。该模块的实现原理框图见图３。
上位机之间进行双向通讯，可以在４个网段之间也
交互通讯。
１系统硬件设计
本系统的硬件由ＶＭＥ总线接口模块、ＣＡＮ总
得到广泛的应用。ＣＡＮ总线规范已被ＩＯ国际标Ｓ准组织制订为国际标准。ＣＡＮ协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连参考模型基础上的，主要工作在数据链路层和物理层，户可在其基础上用开发适合系统实际需要的应用层通信协议。由于ＣＡＮ总线极高的可靠性，而使应用层通信协议得从
ｗａｅｓｒｃｕｅａｄｃｅｍｏｄｅｏｈｙｔｍｎｄｔｉ，ｎｌｚｓｔｉｆｃｌｙａｎｅｅｈｑｒｔｕｔｒｎｏｒｕｌｆｔｅｓｓｅｉｅａｌａａｙｅｈｅｄｆｉｕｔｄｋｙｔｃｎｉｕｅｏｆ

项目七汽车CAN总线系统智能节点的设计【汽车单片机应用技术】

，Touran汽车车载局域网（LAN）的构成如图所示。从目前情况看，世界各大汽车公司的车身网络控制和动力系统网络控制技术平台均己基本建立，在新推出的车型中，全面采用网络控制技术己成为可能。
（2）高速、实时、容错的网络控制技术线控概念(x-by-wire)是一种新的汽车工程概念，目前己有使用线控系统的概念车出现。2002年1月初在底特律举行的北美国际车展上，展出的跑车Autonomy就首次在汽车中使用了x-by-wire技术。x-by-wire 技术在未来将是十分重要的技术，该技术极大改善了汽车的可操纵性
败。这种现象称为冲突。为了避免冲突，每次只能由一个站点发送信号
，因此，必须有一种仲裁机制来决定每次由哪个站点使用信道，这是属于数据链路层的任务。总线网中通常采用分布式的控制策略，如CSMA/ CD协议就是常用的规范。
总线拓扑的优点是，所需电缆长度短，布线容易。总线仅仅是一个传
输信道，没有任何处理功能，从硬件的角度看，它属于无源器件，工作的可靠性较高，增加和减少站点都很方便。缺点是系统范围受到限制(由于数据速率和传输距离的相互制约关系)。一个站点的故障可能影响整个网络，故障的检测需要在各站点上进行。
环型拓扑的优点是，所需介质长度较短；它的链路都是单方向性的，因而可以用光纤作为传输介质。环型拓扑的缺点是，一个站点的故障会引起全网的故障。
汽车网络大多采用总线型拓扑结构E的汽车网络分类
位传输速率
应用场合
A
低速，<l0Kbps
应用于只需传输少量数据的场合，如控制行李箱开启和关闭
（3）多媒体、高带宽的网络
未来汽车网络同时将是一个多媒体、高带宽的网络。它能使车主生活更轻松，并在某种程度上将办公室移入车内。若从长远来看，汽车甚至可以成为一个网站，人们可以下载软件以提高汽车的性能。目前，此类技术尚处研发阶段，与蜂窝移动电话技术相结合，如全球定位系统(GPS)和导航系统等少数技术己在高档汽车得到应用。作为最早的汽车电子产品的汽车收音机，现在不止是一种娱乐工具，还可以适配导航系统等的接口。

基于DSP的CAN总线智能节点设计

摘要：绍数字信号处理器（Ｐ）ＣＡＮ总线在远动终端控制系统中的应用。为提高系统介ＤＳ和
的实时响应性能和信号处理能力，硬件上采用ＤＰ和ＣＬ在ＳＰＤ技术，高了系统的集成化提程度和可靠性，强了ＤＰ访问外设的能力。软件上采用模块化的程序设计方法，利用增Ｓ并ＤＰ的中断资源，决了多任务对ＣＵ的同时请求以及交叉的问题，高了系统的实时性Ｓ解Ｐ提
起来，各部分电路在时序的配合下按顺序协同工
ｄｓｇｔｅｅｉｎｈｗａｏｍｏｕｌｒｚｔｎｉｕｅ．ｓｌｅｈｓｍｕｔｅｕｒｑｕｓｏｍｕｔｔｓｔＣＰＵａｄｉｅｅｔｏｙｆｄａｉａｉｏＳｓｄＴｏｏｖｔｅｉｌａｏｓｅｅｔｆｎｌｉａｋｏｎｎｔｒｃｉｎｓｐｒｂｅｓｔｅｎｅｒｐｔｅｏｒｅｏＤＳＰａｅｕｌｕｉｉｅａｄｈｒａ－ｔｍｅｏｐｒｙｎｒｎｎｎｅｉｉｎｃｏｈｏｌｍ，ｈｉｔｒｕｒｓｕｃｓｆｒｆｌｙｔｌｚｄ，ｎｔｅｅｌｉｐｒｅｔａｄｕｉｇｆｃｅｙｆｔｅｓｆａｅｓｍｐｏｅｏｔｒｉｉｒｖｄ．ｗ
ｒｍｏｅｔｒｉｌｏｒｌｓｓｅ．ｏｄｒｔｉｅｔｅｍｎａｃｎｔｏｙｔｍＩｎｒｅｏｍｐｒｖｔｅｃｐａｉｉｙｏｐｏｅｓｎｇｉａｓａｒａ —ｔｅｒｓｎｅｏｅｈａｂｌｔｆｒｃｓｉｓｇｌｎｄｅｎｌｉｅｐｏｓｍ

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图１ＣＮＡ总线智能节点系统框图
ＣＮ点主要有三部分组成，微控制器、Ｃ协议控制器Ａ节ＮＡ
和Ｃ总线收发器。硬件电路的设计主要是ＣＮＮＡＡ协议控制器与微控制器之间的接口电路，以及Ｃ总线收发器与物理总线ＮＡ之问的电路设计。Ｃ协议控制器是接口电路的核心，它主ＮＡ要完成Ｃ总线的通信协议，而ＣＮＮＡＡ总线收发器的功能是增大通信距离，保护系统不受干扰。以下对用到的主要芯片进行
ＭＰ５５是一款具有标准串行外设接口（ｅｒａＣ２１ＳａｉｌＰｒｐｅａＩｔｒａｅＰ）的ＣＮｅｉｈｒｌｎｅｆｃ，ＳＩＡ协议控制器，完全支持
简单介绍。
１０。（）Ｃ采用的是短帧结构，每一帧的有效字节１个５ＡＮ
数为８，具有ＣＣ验和其它检测措施，数据出错几率个Ｒ校小。ＣＮ点在错误严重的情况下，具有自动关闭功能，Ａ节
２１ＭＰ５５．Ｃ２１简介
ｐｏｔｂｌｙａｄＳｎｒａｉｔｎＯｏ．ｉＫｅｒｓＤｉｔｉｕｅｎｒｌｙｔｍ；ｙｗｏｄ：ｓｒｂｔｄＣｏｔｏｓｅＣＡＮｕｓＩｅｌｅ；ｏｔｂｌｙＳＢ；ｎｔｌｇｎｔＰｒａｉｔｉｉ
ｌ引言ＣＮ（ｏｔｏｌｒＡｅｅｗｒ）线，又称控制器ＡＣｎｒｌｅｒａＮｔｏｋ总局域网，是Ｂｓｈ司在现代汽车技术中领先推出的一种ｏｃ公多主机局部网。由于其卓越的性能，极高的可靠性，独特灵活的设计和低廉的价格，现己广泛应用于工业现场控制、智能大厦、小区安防、交通工具、医疗仪器、环境监控等众多领域。Ｃ已被公认为几种最有前途的现场总线ＮＡ之一。ＣＮ线规范已被ＩＯＡ总Ｓ国际标准组织制订为国际标准，Ｃ协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连参ＮＡ
ｄｉｔｉｕｔｄｃｎｒｌｓｓｅ．ｔｉｅｌｅｔｓｏｓｒｂｅｏｔｏｙｔｍＩｓｎｔｌｉｎｈｗｉｇｏａｐｔｂｉｔｆｒｖｒｏｍｉｒｐｏｅｓｒ，ｉｈｄａａｇｎ：ｏｄｄａａｌｙｏａｉｕｓｉｃｏｒｃｓｏｓｈｇｔｔｒｕｈｕ，ｅｆｃｒａ・ｉｅｏｍｕｎｃｔｏ，ｉｌｃｒｕｉｎｄｏｔｒｄｓｇ，ｔｏｇｎｉｉｔｒｅｅｃａｉｔ，ｉｅｈｏｇｐｔｐｒｅｔｅｌｔｃｍｍｉａｉｎｓｍｐｅｉｃｔａｓｆｗａｅｅｉｎｓｒｎａｔ－ｎｅｆｒｎｅｂｌｙｎｃｉ
ＣＮＡ系统节点，存在如地址、数据总线的分时复用常导致接口效率低下；接收、发送缓冲区的个数太少，导致数据吞吐率不高；帧屏蔽和过滤器的设置不够灵活，不能满足同时需
要更多屏蔽和过滤条件的要求等缺点。本设计基于带ＳＩＰ接
口的独立ＣＮＡ控制器ＭＰ５５Ｃ２１，可以克服上述问题。
Ｄ：１．９９ｊｓｎ１７ —６９．０１．６０４ＯＩ５６／．ｓ．６１５６２１．００ｉＩ
Ａｂｓｒｃ：ｉａｅｒｓｎｓａｄｓｇｆＣｔａｔＴｈｓｐｐｒｐｅｅｔｅｉｎｏＡＮｕｎｅｌｅｔｎｄｓｗｈｃｌｙｈｏｅｉｎａｄｃｈｒｎｃｏｅｉｈｂｓｉｔｌｇｎｏｅｉｈｐａｓｔｅｃｈｓｏｎｏｅｅｅｒｌｎｔｅｉ
厂＿］
董
张大智
（中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西西安７０８１６）０
摘
要：本文提出了一种在分布式控制系统中起着承上启下作用的ＣＮＡ总线智能节点的设计方案。其智能化体现在能适
应多种微处理器、数据吞吐率高、通讯实时性好、电路和软件设计简单、抗干扰能力强、可移植性好等方面。关键词：分布式控制系统；ＣＮＡ；智能化；移植性
２节点硬件设计
ＣＮ点系统框图如图１Ａ节所数据链路层和物理层，用户
可在其基础上开发适合系统实际需要的应用层通信协议，但由于Ｃ总线极高的可靠性，从而使应用层通信协议得ＮＡ以大大简化。Ｃ总线有以下特点：（）ＣＮ以是对等结构，即ＮＡ１Ａ可多主机工作方式，网络上任意一个节点可以在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息，不分主从，通讯方式灵活。（）Ｃ网络上的节点可以分为不同的优先级，满２ＡＮ足不同的实时需要。（）ＣＮ３Ａ采用非破坏性仲裁技术，当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级低的节点自动停止发送，在网络负载很重的情况下不会出现网络瘫痪。（）Ｃ可以点对点、点对多点、点对网络的方式发送和４ＡＮ接收数据，通讯距离最远１ｋ（ｋ／）０ｍ５ｂｓ，节点数目可达