C8051F040的車用CAN總線智能節點設計

為了限制傳導干擾，電源模塊使用電磁干擾(EMI)濾波器CXDB2來抑制電源輸入中的傳導噪聲。輸入電源經過濾波后送入2個獨立的電源模塊PWB2405中獲得3組5 V電源。5V-2為模擬信號輸入與A／D轉換電路提供電源，5V-1向CAN總線收發器供電，5VG為模擬電源，地。VCC為采用5 V電壓的數字電路提供電源，同時向三端穩壓器模塊AMSlll7提供電源。AMSlll7將VCC轉換為2組3．3 V電源，3．3 V-1為C8051F040內部A／D轉換器提供電源和參考電壓，3．3V-2為單片機最小控制電路提供數字電源。

3 軟件設計
3．1 主程序
主程序流程如圖8所示。智能節點上電后，主程序首先完成系統初始化，主要內容包括：初始化I／0口、A／D轉換器、SPI總線、LCD、CAN總線等，然后進入循環工作狀態。程序采用掃描方式完成模擬信號采集和開關信號采集。采集得到的數據經過濾波、補償等方式處理后，通過CAN通信子程序發送到CAN總線。此外，循環工作過程中，系統還會通過LCD子程序顯示相關信息。

3．2 信號采集程序
智能節點信息采集量較大，如何實現對多種、多路信號實時采集是系統設計的關鍵。電氣系統典型信號主要包括模擬信號、開關信號等。
采集模擬信號時，利用外部12位A／D轉換器，采用軟件查詢的方式采集模擬信號并進行數字濾波處理。由于所要采集的模擬信號較多，因此必須實現采集通道動態切換；采用定時掃描C8051F040數字I／O口的方法采集數字信號。
3．3 CAN通信程序
C8051F040內部的CAN控制器集成了用于接收及發送的所有硬件，與使用外部CAN控制器相比，可以大大減少占用CPU的時間。CAN總線接收采用中斷方式完成，發送采用查詢方式完成。CAN總線接收和發送的流程如圖9所示。

4 結論
本文提出了一種基于C8051F040單片機的CAN總線智能節點設計方案。通過該智能節點能夠實現設備的數據采集與控制，而且根據需要加入適當算法后，還可以實現智能控制和故障診斷等功能。該智能節點已應用于某型車輛的模擬教學平臺中，通過由16個節點組成的CAN控制網絡完成了對整個平臺設備的綜合控制，性能良好。