畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于CAN總線的地鐵屏蔽門系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第一章 緒論1.1課題研究的背景隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)健康快速的發(fā)展，我國(guó)的地鐵建設(shè)事業(yè)也正處在高速發(fā)展和不斷完善的過(guò)程中。地鐵所具有的方便、準(zhǔn)時(shí)、快捷的特點(diǎn)，使其成為人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾慕煌üぞ咧唬诔鞘薪煌ㄖ邪缪葜絹?lái)越重要的角色。 目前，全國(guó)有30多座城市有意向建設(shè)城市軌道交通，幾乎所有的省會(huì)城市都有地鐵建設(shè)計(jì)劃。以上海市為例，上海擁有目前中國(guó)最發(fā)達(dá)的地鐵系統(tǒng)，共有13條軌道交通線路，總通車?yán)锍踢_(dá)到300多公里。地鐵屏蔽門系統(tǒng)是一種專用于地鐵站臺(tái)的防護(hù)性系統(tǒng)，在地鐵站臺(tái)邊緣與頂部之間豎起一排屏蔽門(platform screen door，簡(jiǎn)稱psd)，通過(guò)屏蔽門的控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)地鐵列

2、車的車門與該系統(tǒng)屏蔽門中的活動(dòng)門之間的同步操作。列車未到站時(shí)，屏蔽門關(guān)閉，將候車旅客與軌道隔離開(kāi)；在列車到站以后，屏蔽門的活動(dòng)門與列車車門同步打開(kāi)，乘客可以通過(guò)活動(dòng)門直接出入列車車廂，為候車旅客提供了絕對(duì)的安全保障。屏蔽門控制系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵屏蔽門設(shè)備的精確控制與智能管理，是一個(gè)復(fù)雜的分布參數(shù)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)集通訊、機(jī)械、電子和控制等科學(xué)于一體，對(duì)信息傳遞速率、同步性、系統(tǒng)可靠性和電磁兼容性等方面的要求十分嚴(yán)格。隨著屏蔽門系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)的日益成熟，它的優(yōu)越性正逐漸地顯現(xiàn)出來(lái)。概括起來(lái)地鐵屏蔽門系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):（1）可以有效避免一些安全事故的發(fā)生，并且保證列車不會(huì)因人為因素而延誤，提高了列車的

3、進(jìn)站速度，為確保列車班次的準(zhǔn)確性提供了有利條件，從而大大提高了整個(gè)地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的可靠性，并為將來(lái)地鐵實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛創(chuàng)造了條件；（2）減小了噪聲以及活塞風(fēng)對(duì)站臺(tái)候車乘客的影響，降低了站臺(tái)空氣含塵量，改善了乘客候車環(huán)境，使城市形象得到提升；（3）屏蔽門系統(tǒng)安裝在站臺(tái)邊緣，將站臺(tái)公共區(qū)與隧道軌行區(qū)完全屏蔽，減少站臺(tái)區(qū)與軌行區(qū)之間冷熱氣流的交換，降低了環(huán)控系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)能耗；（4）屏蔽門的設(shè)置還可以減少地鐵車站站臺(tái)的值班人數(shù)，大大節(jié)約了地鐵運(yùn)營(yíng)的人力成本。由此可見(jiàn)，為了減少能耗、降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、保證乘客候車安全、提高地鐵服務(wù)水平和環(huán)境質(zhì)量，在地鐵線路上加裝屏蔽門系統(tǒng)是非常必要的，因此屏蔽門系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行。

4、1.2國(guó)內(nèi)外屏蔽門系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀世界上最早的屏蔽門出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代前蘇聯(lián)的列寧格勒(現(xiàn)圣彼得堡)，當(dāng)時(shí)一為了保證無(wú)側(cè)站臺(tái)的安全和觀瞻，設(shè)計(jì)了一種利用區(qū)間隧道停車的車站，這就是地鐵屏蔽門的雛形。1970年在法國(guó)里爾的全自動(dòng)地鐵的設(shè)計(jì)中為了保證自動(dòng)行車的安全而裝配了屏蔽門，1951年，日本東京地鐵南北線上安裝了半封閉式的站臺(tái)安全門，它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高度較低的玻璃隔墻和活動(dòng)門，主要是為了把軌道與乘客隔離開(kāi)，在保證了站臺(tái)候車乘客的安全的同時(shí)也能起到一定的降低噪音的作用。新加坡常年氣候炎熱，空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用在地鐵運(yùn)行成本中占了相當(dāng)大的比重，為了減少空調(diào)的能源消耗，1987年新加坡的快鐵交通一期和二

5、期工程中首次采用了全封閉式的屏蔽門系統(tǒng)，這也是世界上最早的以節(jié)能為目的屏蔽門的地鐵運(yùn)行線路。屏蔽門的使用不僅保證了站臺(tái)安全，而且?guī)?lái)了明顯的節(jié)能效果（空調(diào)節(jié)能率達(dá)到了50%左右），其與站臺(tái)內(nèi)的建筑風(fēng)格一致，整體感強(qiáng)，構(gòu)筑了一個(gè)寧?kù)o、清新、現(xiàn)代的候車環(huán)境，給乘客留下了良好的印象。隨著社會(huì)不斷前進(jìn)，屏蔽門系統(tǒng)在地鐵的應(yīng)用近幾年在世界各地得到迅猛發(fā)展。它的控制方式也是由最初的手動(dòng)到簡(jiǎn)單線路再到復(fù)雜線路?，F(xiàn)今，地鐵屏蔽門系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)控制，走向了智能化、一體化、科學(xué)化。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（fcs）是一個(gè)開(kāi)放通信網(wǎng)絡(luò)，也是一種全分布式控制系統(tǒng)。它作為智能設(shè)備的聯(lián)系紐帶，把掛接在總線上、作為網(wǎng)絡(luò)

6、節(jié)點(diǎn)的智能設(shè)備屏蔽門單元連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并進(jìn)一步構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基本控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動(dòng)化功能。這是一項(xiàng)集嵌入式系統(tǒng)、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)為一體的綜合技術(shù)。這樣的控制系統(tǒng)達(dá)到了屏蔽門的精確控制和使用性能的要求，可以無(wú)人參與實(shí)現(xiàn)了智能管理控制。從目前地鐵屏蔽門行業(yè)的實(shí)際情況來(lái)看，由于國(guó)外企業(yè)屏蔽門技術(shù)發(fā)展較早，使之在于國(guó)內(nèi)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)著先機(jī)和絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。國(guó)際上最早從事屏蔽門設(shè)計(jì)和制造的企業(yè)是英國(guó)的西屋(westhouse)公司， 該公司與瑞士卡巴(kaba)公司、法國(guó)法維萊(faiveley)公司和日本那博克(nabco)公司一起

7、，成為目前世界上最主要的4家屏蔽門生產(chǎn)廠家， 這四家公司所生產(chǎn)的屏蔽門產(chǎn)品約占國(guó)際屏蔽門市場(chǎng)總份額的90%。英國(guó)的西屋和法國(guó)法維萊作為屏蔽門與安全門業(yè)務(wù)的業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)者，己經(jīng)安裝或正在安裝超過(guò)一萬(wàn)多扇屏蔽門，這其中有的是完整配套的站臺(tái)門體，有的是會(huì)同此類站臺(tái)門體中所有關(guān)鍵的psd核心組件一同提供給客戶。已經(jīng)承建包括廣州地鐵一號(hào)線和五號(hào)線、天津?yàn)I海線、上海八號(hào)線和六號(hào)線、北京十號(hào)線等工程。日本納博克株式會(huì)社于 1956 年研制出了日本第一臺(tái)自動(dòng)門，揭開(kāi)了日本自動(dòng)門生產(chǎn)的第一幕。四十多年來(lái)，一直以其領(lǐng)先的技術(shù)、優(yōu)良的品質(zhì)、一流的服務(wù)屹立于日本乃至世界自動(dòng)門領(lǐng)域的最前列。納博克自動(dòng)門現(xiàn)年產(chǎn)量6.5萬(wàn)臺(tái)，

8、日本自動(dòng)門市場(chǎng)占有率在50%以上，世界自動(dòng)門占有率在25%以上。瑞士卡巴集團(tuán)有超過(guò)145年的輝煌歷史，被公認(rèn)為全球安防行業(yè)和自動(dòng)門領(lǐng)域中之領(lǐng)先企業(yè)，以提供高端優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品而著稱，業(yè)務(wù)活動(dòng)遍及80多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。 集團(tuán)實(shí)行“全面通道控制”戰(zhàn)略，是一家高度專業(yè)化的公司。擁有300多項(xiàng)技術(shù)專利，提供各種一體化解決方案。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)健康快速的發(fā)展，我國(guó)的地鐵建設(shè)事業(yè)也正處在高速發(fā)展和不斷完善的過(guò)程中。與此同時(shí)，屏蔽門行業(yè)也逐步發(fā)展起來(lái)。地鐵屏蔽門行業(yè)作為我國(guó)一個(gè)新興的行業(yè)，雖然行業(yè)的技術(shù)發(fā)展較快，但是在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)發(fā)展等方面仍然存在一定的問(wèn)題。過(guò)去地鐵屏蔽門系統(tǒng)技術(shù)主要壟斷在英、日、法等國(guó)家的少數(shù)企業(yè)手

9、中，隨著我國(guó)企業(yè)在與國(guó)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和合作中的接觸，對(duì)不同結(jié)構(gòu)形式的地鐵安全屏蔽門系統(tǒng)進(jìn)行了全面系統(tǒng)的探索和研究，屏蔽門控制方面的技術(shù)逐漸成熟。 例如09年由西門子標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)部重點(diǎn)合作伙伴-上海嘉成軌道交通安全保障系統(tǒng)有限公司承建的上海地鐵11號(hào)線屏蔽門系統(tǒng)。廣州地鐵二號(hào)線屏蔽門工程中標(biāo)方就是廣州澳的斯電梯有限公司與英國(guó)西屋公司，深圳方大集團(tuán)于2000 年與法維萊公司開(kāi)始合作之后， 雙方共同成功承建了北京、天津、深圳、東北等屏蔽門重大工程項(xiàng)目；瑞士卡巴公司也與江蘇金創(chuàng)集團(tuán)合作在國(guó)內(nèi)承接屏蔽門工程項(xiàng)目；日本那博克公司與重慶川儀集團(tuán)也就屏蔽門項(xiàng)目進(jìn)行著合作等。1.3課題研究的目的和意義現(xiàn)代屏蔽門系統(tǒng)包含

10、了大量的電子控制系統(tǒng)，包括門體單元控制系統(tǒng)、電源、監(jiān)控系統(tǒng)及手動(dòng)控制系統(tǒng)等。隨著電子系統(tǒng)以及電子電氣設(shè)備的增加，傳統(tǒng)的線束布線方式必然會(huì)導(dǎo)致線束長(zhǎng)度增加且復(fù)雜，系統(tǒng)的可靠性降低、重量大幅增加、電氣系統(tǒng)的制造、安裝和維修的難度也隨之加大。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（fcs），是解決這類問(wèn)題的最佳途徑，因此本課題選用目前最流行can總線技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)屏蔽門的控制。它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，有著極高的安全性和可靠性。同時(shí)，在屏蔽門控制系統(tǒng)中引入can總線技術(shù)可以使得大量的數(shù)據(jù)信息在不同的電子單元內(nèi)得到共享，大量的控制信號(hào)也可以得到實(shí)時(shí)交換，這樣不僅提高了信號(hào)的利用率，而且增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)

11、定性與及時(shí)性。我國(guó)目前在屏蔽門控制系統(tǒng)上應(yīng)用can總線技術(shù)研究尚處于起步階段，大量技術(shù)仍然需要國(guó)外支持?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)代表了當(dāng)今工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向， can是應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。將can總線應(yīng)用到地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)中，解決了現(xiàn)有系統(tǒng)中的連線復(fù)雜、靈活性差、可靠性較低等問(wèn)題，增強(qiáng)了系統(tǒng)的擴(kuò)展性，降低了成本。通過(guò)研究can應(yīng)用層協(xié)議can open并將其應(yīng)用到系統(tǒng)中，有利于提高設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化程度和互操作性。在屏蔽門系統(tǒng)中，工控機(jī)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，發(fā)揮著控制全局的作用。它的主要功能是接收傳感器采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換，編碼成報(bào)文，發(fā)送到can總線上其他需要這些數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)。工控機(jī)還負(fù)責(zé)接

12、收、處理駕駛員的駕駛操作指令，并向各個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器發(fā)送控制指令。同時(shí)采集各個(gè)控制單元的狀態(tài)信息，并根據(jù)狀態(tài)信息對(duì)整體目前的狀況做出判斷。而門控單元是can總線的節(jié)點(diǎn)，微控制器是門控的核心部件，它的性能直接影響了整個(gè)控制系統(tǒng)的控制效果。因此，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)門控節(jié)點(diǎn)的通訊模塊是整個(gè)控制系統(tǒng)過(guò)程中主要任務(wù)，這也是本文研究的意義所在。1.4課題研究的主要內(nèi)容第一章: 對(duì)本研究課題，從實(shí)際運(yùn)用方面查閱資料進(jìn)行了解第二章：綜合實(shí)際，對(duì)can傳輸部分進(jìn)行了解與分析，并實(shí)現(xiàn)初步設(shè)計(jì)。第三章：對(duì)can傳輸硬件部分進(jìn)行學(xué)習(xí)，并對(duì)硬件模擬部分進(jìn)行分析設(shè)計(jì)第四章：綜合軟件運(yùn)用，對(duì)課題模擬進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)can的簡(jiǎn)單通訊。第五章

13、，總結(jié)不足，提出改進(jìn)設(shè)想，對(duì)課題進(jìn)行展望第2章 基于can總線的屏蔽門系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1 can總線技術(shù)can(control area network，控制器局域網(wǎng))是德國(guó)bosch公司于20世紀(jì)80年代提出的高速串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，最早應(yīng)用于汽車內(nèi)部通信，用于解決由汽車內(nèi)部大量傳感器、執(zhí)行器等電子器件的應(yīng)用所導(dǎo)致的線束問(wèn)題，及各個(gè)電子器件之間數(shù)據(jù)交換問(wèn)題。目前，can總線已被iso國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)， 得到了 motorola、intel、philips 等公司的支持。can總線具有通信速率高、可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比較高等優(yōu)點(diǎn)， 目前不僅應(yīng)用于汽車電子，還廣泛應(yīng)用于航空、輪船

14、、工業(yè)控制、建筑、自動(dòng)化設(shè)備等諸多領(lǐng)域。can是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。can與其它總線技術(shù)相比，在分布式控制系統(tǒng)中有明顯的優(yōu)越性：1.網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)首先，can控制器工作于多主方式,網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線訪問(wèn)優(yōu)先權(quán)(取決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符)采用無(wú)損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競(jìng)爭(zhēng)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)， 且can協(xié)議廢除了站地址編碼，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)，這些特點(diǎn)使得can總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，并且容易構(gòu)

15、成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。2.縮短了開(kāi)發(fā)周期can具有的完善的通信協(xié)議可由can控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),從而大大降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度,縮短了開(kāi)發(fā)周期。3.已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線與其它現(xiàn)場(chǎng)總線比較而言，can總線是具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。這些也是目前 can總線應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因。2.1.1 can總線特點(diǎn)can總線能夠得到廣泛的應(yīng)用， 與can總線通信具有高度的可靠性、及時(shí)性和靈活性等特點(diǎn)是分不開(kāi)的，它的主要特點(diǎn)如下：1.can總線的通信方式極其靈活，它廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼形式， 采用多主

16、的工作方式，網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以在總線空閑時(shí)主動(dòng)向總線上其他一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文。2.can總線節(jié)點(diǎn)傳送到總線上的信息按照重要程度被分為不同的優(yōu)先級(jí)， 每個(gè)報(bào)文都擁有自身的優(yōu)先權(quán)，報(bào)文的優(yōu)先權(quán)由標(biāo)識(shí)符確定，標(biāo)識(shí)符id越小，優(yōu)先權(quán)越高。 每個(gè)報(bào)文都具有can網(wǎng)絡(luò)中唯一的標(biāo)識(shí)符，這樣可以滿足不同的實(shí)時(shí)要求，提高了can通信的實(shí)時(shí)性。3.can總線采用沖突檢測(cè)載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)方法， 通過(guò)非破壞性的總線仲裁技術(shù)解決總線訪問(wèn)沖突。在同一時(shí)間，如果有多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向can總線發(fā)送報(bào)文，總線出現(xiàn)訪問(wèn)沖突，這時(shí)總線會(huì)根據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行仲裁，優(yōu)先權(quán)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)退出發(fā)送，而優(yōu)先權(quán)高的可以繼續(xù)發(fā)送。只要總線處于空閑

17、狀態(tài)，就會(huì)將未發(fā)送的報(bào)文重新發(fā)送。從而減少了總線訪問(wèn)沖突的仲裁時(shí)間，避免了在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下造成的網(wǎng)絡(luò)癱瘓現(xiàn)象。4.can總線每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在接到其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的報(bào)文后，首先對(duì)報(bào)文的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行分析，判斷該報(bào)文是否與自己相關(guān)，如果相關(guān)則處理；如果不相關(guān)，則忽略，大大提高了總線的反應(yīng)速度。5.can總線通過(guò)報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)以及全局廣播等多種形式發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，無(wú)需專門的“調(diào)度”。6.can總線的傳輸速率與通信距離相關(guān)，最高傳輸速率可達(dá)1mbps(此時(shí)通信距離最長(zhǎng)為40m)，最長(zhǎng)通信距離可達(dá)10km(此時(shí)傳輸速率低于5kbps)。7.can總線上連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)目取決于總線驅(qū)動(dòng)電路， 在

18、不改變應(yīng)用層及其他節(jié)點(diǎn)的軟硬件條件下，可以任意增加或者減少節(jié)點(diǎn)，目前總線上可以連接的節(jié)點(diǎn)最多可達(dá)110個(gè)。8.can總線的標(biāo)準(zhǔn)幀(can2.0a)的報(bào)文標(biāo)識(shí)符由11位二進(jìn)制編碼組成，可達(dá)2032個(gè)；擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)幀(can2.0b)的報(bào)文標(biāo)識(shí)符由29位二進(jìn)制編碼組成，數(shù)量幾乎不受限制。9.can總線通信采用短幀格式，每幀的數(shù)據(jù)為0 8個(gè)字節(jié)，可以滿足控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求。采用短幀通信不僅傳輸時(shí)間較短，而且可以提高抗干擾能力，減少誤碼率，提高了通信的可靠性。10.can總線采用循環(huán)冗余碼校驗(yàn)(crc)，每幀都具有crc信息，節(jié)點(diǎn)在接收信息后，通過(guò)crc校驗(yàn)來(lái)確定接收信息是否正確。 c

19、an總線通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)以及通過(guò)監(jiān)視、位填充和報(bào)文格式檢查等其他錯(cuò)誤檢測(cè)方式，保證通信數(shù)據(jù)的可靠性。11.can總線可以采用多種通信介質(zhì)，雙絞線、同軸電纜或者光纖，目前普遍使用的是屏蔽雙絞線，并有向光纖普及的趨勢(shì)。12.can總線接口集中了can協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可以完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、判斷優(yōu)先級(jí)等多項(xiàng)功能。13.can總線通過(guò)故障判斷機(jī)制，在判斷總線節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，切斷與總線的聯(lián)系，避免影響總線上的其他節(jié)點(diǎn)。2.1.2 can總線分層結(jié)構(gòu)can總線協(xié)議規(guī)范can2.0b，依據(jù)osi七層參考模型定義了can總線的三

20、層， 分別為物理層，數(shù)據(jù)鏈路層以及應(yīng)用層。can總線網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。圖21 can總線網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)物理層是將節(jié)點(diǎn)連接至總線的電路實(shí)現(xiàn)。它主要分為三個(gè)部分：物理信令層(pls)、物理介質(zhì)附加屬性(pma)與介質(zhì)相關(guān)接口(mdi)。 物理信令層(pls)的主要作用是實(shí)現(xiàn)與位編碼/解碼、位定時(shí)、位同步相關(guān)的功能。物理介質(zhì)附加屬性(pma)的主要作用是定義了驅(qū)動(dòng)器與接收器特性，實(shí)現(xiàn)總線發(fā)送/接收功能，并為總線提供故障檢測(cè)的方法。 介質(zhì)相關(guān)接口(mdi)定義了物理介質(zhì)與媒體訪問(wèn)單元(mau)之間的機(jī)械和電氣接口。數(shù)據(jù)鏈路層主要功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝與拆裝。即對(duì)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)添加附加信息發(fā)送到總

21、線上，在收到信息后，去除附加信息得到數(shù)據(jù)信息等。在通信過(guò)程中對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行流量控制以及差錯(cuò)控制，保證傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)鏈路層可分為邏輯鏈路控制子層(llc)和媒體訪問(wèn)控制子層(mac)。 邏輯鏈路控制子層(llc)的主要功能是通過(guò)接收濾波實(shí)現(xiàn)報(bào)文有選擇性的接收以及提供過(guò)載信息。媒體訪問(wèn)控制子層(mac)是can協(xié)議規(guī)范的核心，執(zhí)行的主要功能可以分為兩部分。一是發(fā)送功能，包括：(1)數(shù)據(jù)的封裝：向發(fā)送的數(shù)據(jù)幀添加附加信息。(2)幀編碼：進(jìn)行crc計(jì)算、添加sof、rtr、crc、ack位等。(3)媒體的訪問(wèn)管理：當(dāng)總線出現(xiàn)連續(xù)7個(gè)以上的“隱性”位便可以確定總線為空閑，開(kāi)始發(fā)送報(bào)文。(4)執(zhí)行

22、仲裁：總線訪問(wèn)沖突時(shí)，執(zhí)行仲裁。(5)錯(cuò)誤檢測(cè)：執(zhí)行監(jiān)視，報(bào)文格式檢查。(6)出錯(cuò)標(biāo)定以及故障界定。另一是接收功能，包括：(1)數(shù)據(jù)的拆裝：將收到的數(shù)據(jù)幀去除附加信息，獲取數(shù)據(jù)信息。(2)錯(cuò)誤檢測(cè)：執(zhí)行crc校驗(yàn)、格式校驗(yàn)、位填充等。(3)發(fā)送應(yīng)答：在接收到信息后，如果正確接收，發(fā)送應(yīng)答標(biāo)志。(4)出錯(cuò)標(biāo)定以及故障界定。2.1.3 can總線幀類型can總線傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，把傳輸?shù)膱?bào)文按照一定要求分成不同的代碼塊，在傳輸這些代碼塊時(shí)，在代碼塊的頭尾加上固定的信息格式，把代碼塊夾在中間，這樣就構(gòu)成了“幀”。can總線的報(bào)文傳輸共有四種類型的幀，分別為數(shù)據(jù)幀(date frame)、遠(yuǎn)程幀(remot

23、e frame)、錯(cuò)誤幀(error frame)以及過(guò)載幀(overload frame)。(1)數(shù)據(jù)幀(date frame)數(shù)據(jù)幀將數(shù)據(jù)從發(fā)送器傳輸?shù)浇邮掌?。它由七個(gè)場(chǎng)(場(chǎng)是幀的基本組成部分，它是一段定義好的邏輯數(shù)據(jù)，可以為數(shù)據(jù)、指針或者鏈接)組成：幀起始(start of frame)、仲裁場(chǎng)(arbitration field)、控制場(chǎng)(control field)、數(shù)據(jù)場(chǎng)(date field)、crc場(chǎng)(crc field)、應(yīng)答場(chǎng)(ack field)以及幀結(jié)束(end of frame)。(2)遠(yuǎn)程幀(remote frame)總線上的某一節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)發(fā)送遠(yuǎn)程幀來(lái)請(qǐng)求另一節(jié)點(diǎn)

24、發(fā)送具有相同標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)幀。遠(yuǎn)程幀由幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、crc場(chǎng)、應(yīng)答場(chǎng)和幀結(jié)束組成。遠(yuǎn)程幀與數(shù)據(jù)幀相比，沒(méi)有數(shù)據(jù)場(chǎng)，而且遠(yuǎn)程幀的rtr位為隱性位(邏輯1)，與數(shù)據(jù)幀相反。由于遠(yuǎn)程幀沒(méi)有數(shù)據(jù)場(chǎng)，則數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼(dlc)沒(méi)有任何意義，可以是0 8之間的任意數(shù)字。遠(yuǎn)程幀也分為標(biāo)準(zhǔn)格式與擴(kuò)展格式，遠(yuǎn)程幀標(biāo)準(zhǔn)格式的仲裁場(chǎng)有11位標(biāo)識(shí)符， 而擴(kuò)展格式的仲裁場(chǎng)有29位標(biāo)識(shí)符。(3)錯(cuò)誤幀(error frame)當(dāng)總線上的節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)送錯(cuò)誤幀。錯(cuò)誤幀由不同節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤標(biāo)志疊加以及錯(cuò)誤界定符組成。 (4)過(guò)載幀(overload frame)過(guò)載幀為相鄰的數(shù)據(jù)幀或者遠(yuǎn)程幀之間提供附加延時(shí)

25、。can報(bào)文傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，每次只可傳輸o至8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。由于采用了短幀傳輸，減小了出錯(cuò)率，并提高了抗干擾性能。can報(bào)文中不含有目的地址，它的路由信息由標(biāo)識(shí)符來(lái)體現(xiàn)。can2.ob中規(guī)定can支持兩種標(biāo)識(shí)符格式，一種是標(biāo)準(zhǔn)的n位標(biāo)識(shí)符， 另一種是擴(kuò)展的29位標(biāo)識(shí)符。網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須明確知道該標(biāo)識(shí)符的具體含義，并由各自的報(bào)文驗(yàn)收濾波器來(lái)判斷是否接收該標(biāo)識(shí)符所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。(1)數(shù)據(jù)幀(2)遠(yuǎn)程幀(3)錯(cuò)誤幀(4)過(guò)載幀圖22 can總線的四種類型幀2.1.4 can總線通信原理與通信流程can總線的通信流程大致可以分為以下幾個(gè)過(guò)程：發(fā)送請(qǐng)求、總線仲裁、報(bào)文發(fā)送、錯(cuò)誤檢測(cè)、接收應(yīng)答。圖

26、23 can總線通信流程2.2屏蔽門系統(tǒng)及can總線應(yīng)用本課題設(shè)計(jì)的地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)主要包括門控單元(dcu)、中央接口盤(psc)、就地接口盤(psl)以及與其他系統(tǒng)的接口。 系統(tǒng)內(nèi)部采用現(xiàn)場(chǎng)總線和硬線連接兩種連接方式，psl與psc、psl與dcu之間采取硬線連接，dcu與psc之間通過(guò)can現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信，如下圖所示。dcu是屏蔽門的控制裝置， 每扇門有一個(gè)門控制單元（dcu），它根據(jù)接收到的指令控制馬達(dá)。這些單元確保門的力量和速度在安全范圍內(nèi)保持最佳。它們也監(jiān)視門上傳感器和執(zhí)行器的狀態(tài)，并連續(xù)地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄偷亟涌诒P（psc）上。站臺(tái)上每一列門都是由psc控制和監(jiān)視的。dcu通過(guò)c

27、an總線聯(lián)網(wǎng)，傳輸速度為100kbit/s， 這對(duì)于定時(shí)要求是足夠了，而且can總線也能在最長(zhǎng)180米的站臺(tái)范圍內(nèi)以相同的速率傳輸。同時(shí)本級(jí)站點(diǎn)還需要完成與上級(jí)站臺(tái)監(jiān)控站之間的動(dòng)作指令接收，完成情況反饋及門狀態(tài)信息上傳等現(xiàn)場(chǎng)總線通信任務(wù)。就地接口盤(psl)是控制系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)， 一般安裝在控制設(shè)備室內(nèi)。中央接口盤是由信號(hào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)屏蔽門自動(dòng)開(kāi)/關(guān)的重要接口設(shè)備。 它的功能是監(jiān)控本站所有的屏蔽門，進(jìn)行統(tǒng)籌管理控制，同時(shí)與總監(jiān)控站進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。站臺(tái)每側(cè)設(shè)置了一個(gè)psl，與列車正常停車時(shí)駕駛室的門相對(duì)應(yīng)。psl與dcu、psc通過(guò)線路連接，主要是保證信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。它?yīng)用于緊急情況，在無(wú)法實(shí)現(xiàn)由a

28、tc系統(tǒng)控制開(kāi)/關(guān)門時(shí)，由列車司機(jī)手動(dòng)操作就地控制盤的按鈕,從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)門/關(guān)門。地鐵每隔幾分鐘就有一個(gè)班次到達(dá)地鐵站臺(tái)，所以地鐵屏蔽門每隔幾分鐘就要開(kāi)關(guān)一次，正常情況下控制系統(tǒng)分為四個(gè)工作狀態(tài)，分別是開(kāi)門狀態(tài)、開(kāi)門結(jié)束狀態(tài)、關(guān)門狀態(tài)、關(guān)門結(jié)束狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)完成自檢后就會(huì)等待來(lái)自列車系統(tǒng)或者站臺(tái)的就地控制盤發(fā)出的開(kāi)關(guān)門信號(hào)，進(jìn)行一次開(kāi)關(guān)門操作并將事件記錄下來(lái)存入外部存儲(chǔ)器。列車行進(jìn)方向列車行進(jìn)方向dcu1dcu2dcu3dcu78dcu8dcu930psldcu1dcu2dcu3dcu78dcu8dcu90pslpsc接口圖24 屏蔽門控制系統(tǒng)can總線構(gòu)成圖2.3控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)圖25 通訊

29、傳輸模擬節(jié)點(diǎn)設(shè)置實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)如圖2-4，各環(huán)節(jié)之間采用can通訊傳輸，此實(shí)驗(yàn)?zāi)M的是psc中央接口盤和dcu門控單元的部分。實(shí)驗(yàn)?zāi)M采用的是基于51單片機(jī)的拓展學(xué)習(xí)板和can mini的傳輸來(lái)對(duì)屏蔽門系統(tǒng)的通訊進(jìn)行仿真模擬。實(shí)驗(yàn)所需器件為個(gè)人筆記本電腦一臺(tái)，yh51-學(xué)習(xí)板，can mini芯片，以及兩條串口線和usb線一條。軟件方面則運(yùn)用硬件相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)和debug tools等，在后面的部分會(huì)專門進(jìn)行細(xì)述。2.3.1 節(jié)點(diǎn)分配 在實(shí)際中，每個(gè)門控單元和電腦can連接點(diǎn)分別作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)中，在實(shí)驗(yàn)?zāi)M下，共有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別是學(xué)習(xí)板與can mini，作為是分別模擬實(shí)際應(yīng)用中的中央接口

30、盤和門控單元，硬件連接將在第三章做細(xì)述。2.3.2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的軟件調(diào)試中，需要安裝設(shè)置硬件的驅(qū)動(dòng)以及debug tools等軟件。在對(duì)接線和軟件驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序安裝好之后，需要進(jìn)行系統(tǒng)界面調(diào)試，將對(duì)應(yīng)的硬件進(jìn)行調(diào)試和初始化，設(shè)置好之后進(jìn)行應(yīng)用模擬。第3章基于can總線節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)3.1 節(jié)點(diǎn)總體設(shè)計(jì) 在地鐵屏蔽門實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)門控單元即作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，以中央接口盤為中心，對(duì)各個(gè)部分實(shí)行通訊，如圖24所展示的那樣，門控單元（dcu）與中央接口盤（psc）采用的是can現(xiàn)場(chǎng)總線連接，圖中標(biāo)為虛線；就地借口盤與（psl）與上述兩者的分別連接采用的是硬線連接，采用的是實(shí)線。本課題研究

31、為門控單元和中央接口之間的can通訊傳輸，并進(jìn)行設(shè)計(jì)模擬。設(shè)計(jì)由于采取的是can通訊，所以模擬采用兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別為學(xué)習(xí)板和can mini，分別模擬的是實(shí)際通訊中的中央接口盤和門控單元。以電腦做為接收傳輸媒介，進(jìn)行can通訊。圖3-1 模擬總體接線圖3.2 節(jié)點(diǎn)的硬件選型 硬件選擇為stc單片機(jī)，sja1000控制器和tja1050總線收發(fā)器。總體分布作用圖如圖3-2.圖3-2控制器收發(fā)應(yīng)用圖3.2.1 can 控制器控制器選用的是目前應(yīng)用最為廣泛的sja 1000獨(dú)立can控制器。sja1000是一種獨(dú)立的can控制器，主要用于移動(dòng)目標(biāo)和一般工業(yè)環(huán)境中的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制。它是philips半導(dǎo)體

32、公司pca82c200 can 控制器（basiccan）的替代產(chǎn)品，而且它增加了一種新的操作模式pelican，這種模式支持具有很多新特性的can 2.0b協(xié)議。sja1000各部分功能說(shuō)明：can 控制模塊：1.接口管理邏輯iml接口管理邏輯解釋來(lái)自cpu 的命令控制can 寄存器的尋址向主控制器提供中斷信息和狀態(tài)信息。2.發(fā)送緩沖器txb發(fā)送緩沖器是cpu 和bsp 位流處理器之間的接口能夠存儲(chǔ)發(fā)送到can 網(wǎng)絡(luò)上的完整信息緩沖器長(zhǎng)13 個(gè)字節(jié)由cpu 寫入bsp 讀出。3.接收緩沖器rxb rxfifo接收緩沖器是驗(yàn)收濾波器和cpu 之間的接口用來(lái)儲(chǔ)存從can 總線上接收和接收的信息接

33、收緩沖器rxb 13 個(gè)字節(jié)作為接收f(shuō)ifo rxfifo 長(zhǎng)64 字節(jié)的一個(gè)窗口可被cpu 訪問(wèn)cpu 在此fifo 的支持下可以在處理信息的時(shí)候接收其它信息。4.驗(yàn)收濾波器acf驗(yàn)收濾波器把它其中的數(shù)據(jù)和接收的識(shí)別碼的內(nèi)容相比較以決定是否接收信息在純粹的接收測(cè)試中，所有的信息都保存在rxfifo中。5.位流處理器bsp位流處理器是一個(gè)在發(fā)送緩沖器rxfifo和can總線之間控制數(shù)據(jù)流的程序裝置它還在can 總線上執(zhí)行錯(cuò)誤檢測(cè)仲裁填充和錯(cuò)誤處理。6. 位時(shí)序邏輯btl位時(shí)序邏輯監(jiān)視串口的can 總線和處理與總線有關(guān)的位時(shí)序它在信息開(kāi)頭弱勢(shì)-支配的總線傳輸時(shí)同步can 總線位流硬同步接收信息時(shí)

34、再次同步下一次傳送軟同步btl 還提供了可編程的時(shí)間段來(lái)補(bǔ)償傳播延遲時(shí)間相位轉(zhuǎn)換例如由于振蕩漂移和定義采樣點(diǎn)和一位時(shí)間內(nèi)的采樣次數(shù)。7.錯(cuò)誤管理邏輯emleml 負(fù)責(zé)傳送層模塊的錯(cuò)誤管制它接收bsp 的出錯(cuò)報(bào)告通知bsp 和iml 進(jìn)行錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)。sja1000 在軟件和引腳上都是與它的前一款pca82c200獨(dú)立控制器兼容的在此基礎(chǔ)上它增加了很多新的功能為了實(shí)現(xiàn)軟件兼容sja1000，增加修改了兩種模式：1. basiccan 模式與pca82c200 兼容2. pelican 模式擴(kuò)展特性工作模式通過(guò)時(shí)鐘分頻寄存器中的can 模式位來(lái)選擇復(fù)位默認(rèn)模式是basic can 模式。主要是為了軟件

35、上的兼容性，在basic can 模式中sja1000 模仿pca82c200 獨(dú)立控制器絕大部分的功能作用。同步模式：在sja1000 的控制寄存器中沒(méi)有sync 位在pca82c200 中是cr.6 位同步只有在can 總線上弱勢(shì)-支配控制的轉(zhuǎn)換時(shí)才有可能發(fā)生寫這一位是沒(méi)有任何影響的為了與現(xiàn)有軟件兼容讀取。這一位時(shí)是可以把以前寫入的值讀出的對(duì)觸發(fā)電路無(wú)影響時(shí)鐘分頻寄存器：時(shí)鐘分頻寄存器用來(lái)選擇can 工作模式basic can /peli can 它使用從pca82c200 保留下來(lái)的，使內(nèi)部rx 輸入比較器旁路這樣在使用外部傳送電路時(shí)可以減少內(nèi)部延時(shí)。接收緩沖器：pca82c200 中雙

36、接收緩沖器的概念被peli can 中的接收f(shuō)ifo 所代替這對(duì)軟件除了會(huì)增加數(shù)據(jù)溢出的可能性之外不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)用上的影響在數(shù)據(jù)溢出之前緩沖器可以接收兩條以上信息最多64 字節(jié)。can 2.0b：sja1000 被設(shè)計(jì)為全面支持can 2.0b 協(xié)議，這就意味著在處理擴(kuò)展幀信息的同時(shí)擴(kuò)展振蕩器的誤差被修正了，在basic can 模式下只可以發(fā)送和接收標(biāo)準(zhǔn)幀信息11 字節(jié)長(zhǎng)的識(shí)別碼，如果此時(shí)檢測(cè)到can 總線上，有擴(kuò)展幀的信息如果信息正確也會(huì)被允許，且給出一個(gè)確認(rèn)信號(hào)但沒(méi)有接收中斷產(chǎn)生。basic can 和peli can 模式的區(qū)別：在peli can 模式下sja1000 有一個(gè)含很多新功能

37、的重組寄存器sja1000 包含了設(shè)計(jì)在pca82c200中的所有位及一些新功能位peli can 模式支持can 2.0b 協(xié)議規(guī)定的所有功能29 字節(jié)的識(shí)別碼。sja1000 的主要新功能：1.標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀信息的接收和傳送2. 接收f(shuō)ifo 64 字節(jié)3. 在標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展格式中都有單/雙驗(yàn)收濾波器含屏蔽和代碼寄存器4.讀/寫訪問(wèn)的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器5.可編程的錯(cuò)誤限制報(bào)警6. 最近一次的誤碼寄存器7.對(duì)每一個(gè)can 總線錯(cuò)誤的錯(cuò)誤中斷8. 仲裁丟失中斷以及詳細(xì)的位位置9. 一次性發(fā)送當(dāng)錯(cuò)誤或仲裁丟失時(shí)不重發(fā)10.只聽(tīng)模式can 總線監(jiān)聽(tīng)無(wú)應(yīng)答無(wú)錯(cuò)誤標(biāo)志11.支持熱插無(wú)干擾軟件驅(qū)動(dòng)位速檢測(cè)12. 硬

38、件禁止clkout 輸出basiccan 地址表：sja1000 是一種i/o 設(shè)備基于內(nèi)存編址的微控制器雙設(shè)備的獨(dú)立操作，是通過(guò)象ram 一樣的片內(nèi)寄存器修正來(lái)實(shí)現(xiàn)的。sja1000 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是可被編程來(lái)配置通訊參數(shù)的例如位時(shí)序微控制器也是通過(guò)這個(gè)段來(lái)控制can 總線上的通訊的在初始化時(shí)clkout 信號(hào)可以被微控制器編程指定一個(gè)值。應(yīng)發(fā)送的信息會(huì)被寫入發(fā)送緩沖器，成功接收信息后微控制器從接收緩沖器中讀取接收的信息，然后釋放空間以做下一步應(yīng)用。微控制器和sja1000 之間狀態(tài)控制和命令信號(hào)的交換都是在控制段中完成。初始載入后寄存器的驗(yàn)收代碼驗(yàn)收屏蔽總

39、線定時(shí)寄存器0 和1 以及輸出控制就不能改變了只有控制寄存器的復(fù)位位被置高時(shí)才可以訪問(wèn)這些寄存器。在以下兩種不同的模式中訪問(wèn)寄存器是不同的：1. 復(fù)位模式2. 工作模式3.2.2 can收發(fā)器tja1050 是控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（can）協(xié)議控制器和物理總線之間的接口。tja1050 可以為總線提供不同的發(fā)送性能，為can 控制器提供不同的接收性能。tja1050 是pca82c250 高速can 收發(fā)器的后繼產(chǎn)品。tja1050具有如下特征：特征1.與“iso 11898”標(biāo)準(zhǔn)完全兼容2.速度高（最高可達(dá)1m 波特）3.低電磁輻射（eme）4.具帶有寬輸入范圍的差動(dòng)接收器，可抗電磁干擾（emi）

40、5.沒(méi)有上電的節(jié)點(diǎn)不會(huì)對(duì)總線造成干擾6.發(fā)送數(shù)據(jù)（txd）控制超時(shí)功能7.發(fā)送禁能時(shí)的靜音模式8.在暫態(tài)時(shí)自動(dòng)對(duì)總線引腳進(jìn)行保護(hù)9.輸入級(jí)與3.3v 裝置兼容10.熱保護(hù)11.對(duì)電源和地的防短路功能12.可以連接至少110 個(gè)節(jié)點(diǎn)tja1050 是can 協(xié)議控制器和物理總線之間的接口。它最初是應(yīng)用在波特率范圍在60k 波特到1m波特的高速自動(dòng)化應(yīng)用中。tja1050 可以為總線提供不同的發(fā)送性能，為can 控制器提供不同的接收性能。而且它與“iso 11898”標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。tja1050 有一個(gè)電流限制電路，保護(hù)發(fā)送器的輸出級(jí)，使由正或負(fù)電源電壓意外造成的短路不會(huì)對(duì)tja1050 造成損壞

41、（此時(shí)的功率消耗增加）。tja1050 還有一個(gè)溫度保護(hù)電路，當(dāng)與發(fā)送器的連接點(diǎn)的溫度超過(guò)大約165時(shí)，會(huì)斷開(kāi)與發(fā)送器的連接。因?yàn)榘l(fā)送器消耗了大部分的功率，所以這個(gè)集成電路的功率消耗和溫度會(huì)較低。跟pca82c250 一樣，tja1050 符合iso 11898 標(biāo)準(zhǔn)，因此它可以和其他遵從iso 11898 標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器產(chǎn)品協(xié)同操作。電磁兼容性emc 是tja1050 的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)，在關(guān)鍵的am 波段上它的輻射pca82c250 低20db以上，除了emc 之外，tja1050 的另外一個(gè)重要的特性：在不上電時(shí)總線呈現(xiàn)無(wú)源特性，這使tja1050 對(duì)于在點(diǎn)火之后就失電的clamp-15 節(jié)點(diǎn)

42、來(lái)說(shuō)是一個(gè)更優(yōu)的收發(fā)器，而持續(xù)上電的節(jié)點(diǎn)clamp-30 則要求有一個(gè)專用的低功耗模式，以使整個(gè)系統(tǒng)的功率消耗保持盡可能低，在這種應(yīng)用中pca28c250 由于具有準(zhǔn)備模式，所以仍然是一個(gè)很好的選擇，在clamp-30 應(yīng)用中tja1050 通過(guò)收發(fā)器不上電來(lái)實(shí)現(xiàn)極低的功耗。而遠(yuǎn)程喚醒功能則是使用一根獨(dú)立的遠(yuǎn)程喚醒線，由于tja1050 和pca82c250 的引腳互相兼容，那么tja1050 可以直接在已有的應(yīng)用中使用，而不需要修改pcb ，因此使用者可以立即從tja1050 突出的特性中獲益。can 高速收發(fā)器的一般應(yīng)用：can 高速收發(fā)器的一般應(yīng)用顯示在圖3-2 中，其中協(xié)議控制器通過(guò)一條串行數(shù)據(jù)輸出線txd 和一條串行數(shù)據(jù)輸入線rxd 連接到收發(fā)器，而收發(fā)器則通過(guò)它的兩個(gè)有差動(dòng)接收和發(fā)送能力的總線終端canh和canl ，連接到總線線路，它的引腳s 8 用于模式控制參考輸出電壓vref提供一個(gè)vcc/2 的額定輸出電壓，這個(gè)電壓是作為帶有模擬rx 輸入的can 控制器的參考電平，由于sja1000 具有數(shù)字輸入，因此它不需要這個(gè)電壓收發(fā)器使用5v 的額定電源電壓。協(xié)議控制器向收發(fā)器的txd 引腳輸出一個(gè)串行的數(shù)據(jù)流，收發(fā)器的內(nèi)部上拉功能將txd 引腳置為邏輯高電平，即總線輸出驅(qū)動(dòng)器在開(kāi)路時(shí)是無(wú)源的在隱性