CAN總線隔離器的設計與應用

CAN報文的接收與發送相同，由CAN控制器自動完成，接收程序只需從接收緩存器中讀取所接收的數據，再進行相應處理。其方法與發送程序基本一致，這里不再贅述。

6 關鍵技術設計分析
6．1 冗余設計
工業控制現場狀況復雜，因外力所致的電纜接觸故障率遠遠高于節點的故障率，一旦電纜發生故障，總線就會失去通信能力，并導致系統癱瘓，對工控系統的健壯性構成威脅。解決這一故障最簡單、有效的辦法是對故障率較高的物理介質進行冗余設計。即使用2條總線電纜、2個CAN總線收發器，但只用1個總線控制器。仲裁電路自動監測總線狀態，并自適應選擇正常的電纜完成通信任務。發生電纜故障時，設備自動報警，提醒工作人員進行檢修。檢修過程中，設備使用備用電纜繼續工作。電纜冗余設計可實現與通常的CAN總線通訊系統代碼級兼容。仲裁電路設置于總線控制器與2個總線收發器之間，監測CAN總線電纜狀態，實現自適應切換和報警。設備向其他節點發送報文時，總線控制器向2條總線同時發送相同的報文；而接收報文時，仲裁電路在無電纜故障時，一直使用總線1(主總線)進行報文接收。如果總線2(從總線)出現故障，故障監測電路就向主控計算機發出中斷信號報故障，同時處于正常狀態的總線1仍承擔正常通訊任務；如果總線1出現故障，故障監測電路在向主控計算機發出中斷信號的同時，自動切換成總線2，以保證設備正常工作?？偩€切換動作只會出現在正在使用的電纜發生故障時，這樣可提高通訊的穩定性，降低應答失敗的幾率。
6．2 接收數據時ID不濾波的實現
在CAN總線的接收過程中，一般實現的都是發送ID和接收ID相匹配的方式，也就是說在接收方要進行接收，而ID濾波，而本設計實現任意接收方式，只要有數據就開始接收不進行ID號的濾波，這樣可更好進行測試，例如某個設備所攜帶的ID號，由于各種原因與接收方所接收的ID不匹配，這樣就可判斷出所發設備可能收到干擾，或者所發設備自身出現了問題。這種ID號不過濾的方法主要通過對接收設備的命令請求寄存器、消息掩碼寄存器、仲裁寄存器、消息控制寄存器和命令掩碼寄存器的設置來實現。其實現程序如下：

7 結論
本文提出一種CAN總線隔離器的實現方案。利用具有CAN總線控制器的C8051F系列單片機實現了CAN智能節點，增加CAN節點的冗余設計，提高通訊的穩定性，降低應答失敗的幾率；實現不濾波的CAN數據接收，可更好測試系統的可靠性和監測功能，當接收到不是已知設備發來的消息時，能夠準確定位設備故障的位置。此方案實現的CAN總線隔離器已成功應用于某型號飛行器的地面測試臺中，經測試和調試后，系統工作穩定，達到設計要求。并且由于采用內嵌的CAN總線控制器，可為以后的系統升級預留大量空間。