基于CAN總線的數據通信采集系統設計

CAN(Controller Area Network)即控制器局域網，主要用于各種設備檢測及控制的一種現場總線。20 世紀80 年代初，德國BOSCH 公司為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換， 開發了一種串行數據通信協議，即CAN 總線。

1.1 系統硬件設計:

由于TI 公司的TMS320F2812 型DSP 在軍事上已有應用， 且根據各種性能的比較， 本系統采用TMS320F2812 型DSP 作為導航計算機，進行下位機的數據發送，其中eCAN 模塊是TMS320F2812 DSP 片上的增強型CAN 控制器， 其性能較之已有的DSP 內嵌CAN 控制器有較大的提高， 數據傳輸更加靈活方便，數據量更大，可靠性更高，功能更加完備。

上位機采用工控機， 其中由ADLINK 的PCI/cPCI-7841CAN 總線接口卡進行數據接收。該卡可同時操作兩個獨立的CAN 網絡，可編程傳輸速率可高達1 Mb/s，通過直接內存映射能夠快速訪問CAN 控制器，PCI 總線即插即用， 其總線控制器為SJA1000，電氣接口為82C250。

信息采集系統的信息通信利用CAN 總線完成， 其CAN總線接口電路如圖2 所示， 其中獨特之處是在收發器PCA82C250 的輸出引腳CANH 和CANL 之間并聯一個終端電阻R 為120 Ω，解決了遠近端阻抗不匹配的影響。

如圖1 所示，由TMS320F2812 DSP 的eCAN 模塊發送陀螺組合數據及溫度值等， 上位機的PCI/cPCI-7841 型CAN 總線接口卡進行數據接收，從而完成整個信息采集及監測過程。

1.2 系統軟件設計:

系統軟件主要完成基于CAN 總線的數據通信， 并在接收數據之后按要求對采集的導航數據進行處理，轉換成實際所需數據類型，對陀螺組合的狀態進行監測。

本系統CAN 總線通信報文格式采用CAN2.0B 擴展模式，通信數據格式主要是對CAN 總線協議中的(仲裁場ArbitrationField)和(數據場Data Field)進行定義，要求數據傳輸速率為500 Kb/s。協議幀格式如圖3 所示。

系統的接收軟件設計流程圖如圖4 所示。

在使用CAN 接口卡之前首先要對卡進行波特率、傳輸報文格式等參數的初始化。

1) 初始化CAN 總線的傳輸報文格式為提供29 位地址的CAN2.0B 擴展模式;2) 初始化CAN 總線的波特率為500 Kb/s。

利用PCI/cPCI -7841CAN 接口卡的CanOpen-Driver () 函數打開CAN 端口， 用CanConfigPort () 函數進行初始化，用CanSendMsg()函數發送數據包，用Can-RcvMsg()函數接收數據包，用CanCloseDriver () 函數關閉端口[3]。創建接收線程，接收數據之后按要求對數據進行處理。應用MFC 制作通信界面。注意，線程函數只能是靜態成員函數，或者是在類外面聲明的一個函數。