基于CAN總線的并聯逆變電源通信監控系統研究
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1 系統組成
1.1 系統網絡結構
系統組成如圖1所示。系統由監控主機、并聯電源模塊和CAN總線構成。逆變電源模塊主要由PWM逆變器、DSP控制器、信號采樣和負載均流以及通信控制等部分構成，選用TMS320LF2407A(DSP)作為控制核心。DSP根據反饋電壓、電流值與設定值差控制輸出PWM脈沖，驅動逆變橋功率開關，輸出頻率、幅值、相位可調的正弦電壓。由LF2407A內嵌CAN控制器接收來自CAN總線的命令實現對并聯逆變電源模塊的控制。
此種拓撲結構的特點是多個網絡通信節點共用一條傳輸線，不僅信道利用率較高，而且連接簡單，成本低，系統可靠性高。信息傳輸采用CAN通信協議，傳輸介質采用雙絞線，如果需要進一步提高系統的抗干擾能力，還可以在控制器和傳輸介質之間加接光電隔離等措施。
1.2 系統主要硬件
硬件模塊電路如圖2所示。因LF2407A芯片本身含有內嵌式CAN控制器，所以硬件設計較為簡單，只需加一個收發器SN65HVD232D就可實現此節點與總線的接口。
SN65HVD232D是TI公司的CAN協議控制器和物理總線的接口芯片，符合ISO11898標準。它對總線提供差動發送能力，而對CAN控制器提供差動接收能力。終端加接120Ω匹配電阻，以保證數據通信的抗干擾能力及可靠性。
2 軟件設計
2.1 波特率設置的編程
CAN總線的傳輸速率與2個節點間的最大距離有關，表1給出了CAN總線系統任意二節點間最大距離與位速率的關系。表中還同時給出LF2407A的位定時器配置寄存器BCR2和BCR1的數值。這些值的設定與LF2407A的主時鐘頻率有關。一般地可以按下面的公式計算位速率：
波特率＝ICLK/[(BRP+1)×bitTime] (1)
其中ICLK為DSP系統頻率，BRP由位定時器配置寄存器BCR2決定。
bitTime＝(TSEG1+1)+(TSEG2+1)+1 (2)
其中TSEG1和TSEG2由位定時器配置寄存器BCR1決定。
2.2 幀結構設計
按照CAN2.0規范，CAN總線上傳送的報文由3～11個字節組成，其中包含3個字節的控制字節和0～8個字節的數據字節。
一個有效的CAN數據幀由幀起始、仲裁域、控制域、數據域、校驗域、應答域和幀結束組成。TMS320LF2407A的CAN控制器支持2種不同的幀格式：標準幀和擴展幀。它們主要區別在于仲裁域格式不同，標準幀仲裁域由11位標識符和遠程發送請求位RTR組成；擴展幀仲裁域則由29位標示符和替代遠程請求位SRR位、標志位和遠程發送請求位RTR組成，如圖3所示。
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