現(xiàn)場總線CANbus與RS

1、現(xiàn)場總線canbus與rs現(xiàn)場技術(shù)以其獨有的技術(shù)優(yōu)勢和特點，在現(xiàn)代分布式測量與控制技術(shù)領域中的應用已愈來愈廣泛。各種現(xiàn)場總線的主控制器普通都內(nèi)嵌有相當完美的、開放式的互聯(lián)通信協(xié)議，它具有通信速度快、誤碼率低、開發(fā)設計容易及網(wǎng)絡用法維護便利等諸多特點，是實現(xiàn)網(wǎng)絡化現(xiàn)場測量與控制技術(shù)的一個進展方向。但目前，在許多現(xiàn)場已投入用法的測量與控制系統(tǒng)中，各儀器設備或裝置之間通信所用法的仍是傳統(tǒng)的rs-485或rs-422總線。在不斷投入新型現(xiàn)場總線系統(tǒng)的同時，要在短期內(nèi)改造或淘汰那些舊系統(tǒng)是不現(xiàn)實的。況且，在許多應用場合，新老系統(tǒng)中主機的控制算法及功能是相像或兼容的，所以在一定時欷新老總線系統(tǒng)同時并存是客

2、觀的現(xiàn)實需要。對此，若能將新老儀器設備或裝置通過一種透亮轉(zhuǎn)換裝置而有機地柔合在一起，去掉老系統(tǒng)中重復的部分，是一種很好的挑選。1 canbus簡述can現(xiàn)場總線技術(shù)是德國bosch公司于80年月初為解決現(xiàn)代汽車業(yè)眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)，目前已逐步應用到其它領域的一種符合國際標準的串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。can的主要技術(shù)特點有：imgfile:/c:/documents%20and%20settings/conniede/local%20settings/temporary%20internet%20files/content.ie5/7mhe9cex/201008042208181

3、591.gif/img（1）對等網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡上隨意節(jié)點可在隨意時刻向網(wǎng)絡其它節(jié)點發(fā)送信息，不分主從，通信方式靈便。（2）采納非破壞性總線仲裁技術(shù)，網(wǎng)絡中的節(jié)點可以分成不同的優(yōu)先級，當多個節(jié)點同時向網(wǎng)絡上傳送信息時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動暫停數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)瞇可不受影響地繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)。之后，按優(yōu)先級凹凸，其它節(jié)點在總線空閑時依次舉行被暫停的數(shù)據(jù)傳送，有效地避開了總線矛盾。（3）每一幀的有效字節(jié)數(shù)最多為8個，幀傳送時光短，受干擾概率小，重發(fā)時光短。每一幀信息都有crc校驗及其它檢錯措施，通信誤碼率低。（4）網(wǎng)絡節(jié)點的錯誤嚴峻的狀況下，具有自動關(guān)閉總線接口的功能，避開影響總線上的其它節(jié)點的正常

4、操作。（5）通信距離最遠達10km(5kb/s)，通信速率最高可達到1mb/s(40m)，節(jié)點數(shù)目實際可達110個。通信介質(zhì)采納雙絞線，也可用光纖。2 實現(xiàn)辦法can 現(xiàn)場總線與rs-485總線的主要區(qū)分是：是以幀為單位舉行數(shù)據(jù)通信的，且每幀均攜帶對應的id標示符，而rs-485是以字節(jié)為單位舉行數(shù)據(jù)通信，不帶任何其它附屬信息。假如不考慮幀中的id標示符，那么這二種總線傳輸?shù)男畔⒕涂梢哉J為徹低相同?？紤]到絕大多數(shù)應用can總線的場合都不行能分配完系統(tǒng)中的id標示符資源，因而在系統(tǒng)中可以另分配一至多個id標示符給rs-485總線數(shù)據(jù)，即給總線透亮轉(zhuǎn)換所用，收、發(fā)數(shù)據(jù)的id標識符可以不相同。can

5、總線系統(tǒng)中的公用主控設備普通被設置成直通狀態(tài)，它可通過發(fā)送、接收具有不同id標示符的不同數(shù)據(jù)幀，便利地對網(wǎng)絡中的各種設備舉行管理和控制。對那些純粹靠幀數(shù)據(jù)本身而忽視id標記符的系統(tǒng)來說，這種不同總線之間的轉(zhuǎn)換越發(fā)容易。實現(xiàn)二種總線之間的透亮轉(zhuǎn)換的基本過程是這樣的：電路加電進入正常狀態(tài)后，首先以電路中保存的參數(shù)（如未初始化則以缺省參數(shù)）對二個總線通信端口分離舉行初始化，并將全部通訊端口設置成中斷接收工作方式，在啟動內(nèi)部（swatchdog）后，電路等待外來數(shù)據(jù)的中斷。一旦某一總線端口有有效數(shù)據(jù)進入，電路首先將這些數(shù)據(jù)讀入內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，置相關(guān)內(nèi)部標記，關(guān)閉其它端口的中斷，以使接收端數(shù)據(jù)能準時被接

6、收到。在下一數(shù)據(jù)到來之前，電路將準時通過另一端口將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出卻，直到緩沖區(qū)空。在這種轉(zhuǎn)換過程中，假如數(shù)據(jù)是自canbus一端流入，則電路只將幀內(nèi)數(shù)據(jù)讀入到緩沖區(qū)。相反，則電路在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)之前自動按設置將設定id標示符加到發(fā)送信息中，一旦轉(zhuǎn)換過程結(jié)束，全部端口又被允許中斷接收。電路中緩沖區(qū)普通可配置8k32k字節(jié)的靜態(tài) ram。imgfile:/c:/documents%20and%20settings/conniede/local%20settings/temporary%20internet%20files/content.ie5/7mhe9cex/20100804220818160

7、1.gif/img在未進入轉(zhuǎn)換工作時，電路允許參數(shù)設置端口的設置中斷進入。參數(shù)設置包括：設置rs-485的通信波特率（固然端口數(shù)據(jù)格式也可設）；設置canbus的通信波特率、接收碼（accept-code）、屏蔽字（mask-code）、發(fā)送標示符。參數(shù)設置好后將立刻生效，通過該端口還可查詢當前電路中的各運行參數(shù)值。電路工作的主工流程圖1所示。3 實際電路圖2 是一種可選的線路原理暗示圖。電路中用法的是atmel傳頌的at89s8252，它是一種內(nèi)帶8k flash ram、2k eeprom、同時內(nèi)嵌自立的硬件watchdog電路，最高工作主頻為24mhz的新型單片機。所配數(shù)據(jù)緩沖器6225

8、6為32k字節(jié)的靜態(tài)ram。配置較大緩沖區(qū)的顯然益處是提高了對二種不同速率總線的適應能力。圖中rs232口是專用來設置二總線端口的工作參數(shù)，所設參數(shù)均保存在cpu的2k eeprom中。另外，為提供線路的牢靠性，對canbus端采和了電隔離措施，rs-485端所用法的max1480也是一種內(nèi)部電隔離的芯片。圖中 vcc與vcc1為互相隔離的二組5v電源。對于那些對總線響應速率要求比較荷刻的場合，可采納雙cpu控制電路，即每個cpu分離負責一端總線的通信事務。數(shù)據(jù)緩沖區(qū)仍采納公用的單口或雙口ram。相應的控制算法必需增強一些有關(guān)對公共數(shù)據(jù)區(qū)的管理操作，在此不做詳述。以上電路多適用于二種總線并存于同一系統(tǒng)的場合，以實現(xiàn)二種總線之間的有機結(jié)合，使新老設備能很好地同時運行，節(jié)約系統(tǒng)開支。這種透亮轉(zhuǎn)換電路在已研制的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應用以后，效果良好。對以上電路稍做修改，即將max1480換成max232芯片就可設計出一種能在can現(xiàn)場總線與rs-232之間實現(xiàn)透亮轉(zhuǎn)換的電路。這種電路可用于那些需要用便攜機與現(xiàn)場設備之間實現(xiàn)通信（如現(xiàn)場調(diào)試等）的場合，由于目前便攜機普通只配rs-232接口。另外，如將電路的二個總線端口設計成相同的接口，那么它還可以用在用法同一種總線