CAN總線在排水控制系統中的應用
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我國大多數城市較早建立了排污系統，但每個污水池旁邊必須投入大量資金建立值班室和安排3個員工值班，管理也比較落后原始，每個泵站還由人工管理，人員的工作比較辛苦，一刻不能離開。隨著城市的不斷擴大，污水池、人員編制也相應增加。由于污水池零星分布在整個市區，若按原先管理模式，管理和控制非常麻煩，效率低下，不能適應現代城市發展的需要。
為了提高自動化水平，提高企業效益，有必要把人工管理改造為自動化管理。為此，設計了基于 CAN總線的排水控制系統。
2 CAN總線簡介
CAN即控制器局域網絡，屬于現場總線范疇。它是由德國Bosch公司于20世紀80年代開發的一種串行數據通信協議，有效支持分布式控制或實時控制。它的應用范圍遍及高速網絡和低成本的多線路網絡。CAN具有以下特點：
(1)多主站點依據優先級進行總線訪問
(2)無破壞的依據優先權的仲裁
(3)借助接收濾波的多地址幀傳送
(4)遠程數據請求
(5)嚴格的錯誤檢測和界定
(6)通信介質多樣，組合方式靈活
(7)最遠傳輸距離為10Km，最大傳輸速率為1M bps。
3 硬件設計
3．1 總體結構
排水控制系統硬件的總體結構如圖1所示。
3. 2 CAN總線通信接口設計
CAN總線通信接口如圖2所示，電路由單片機AT89C52、CAN控制器SJAl000、CAN收發器82C250、高速光電耦合器6N137組成。單片機 AT89C52主要完成SJAl000的初始化，及CAN總線和RS-232總線之間的數據通信任務。 SJAl000是CAN控制器82C200的替代產品。它主要由下列功能模塊構成：接口管理邏輯、發送緩沖器、接收緩沖器、接收過濾器、位流處理器、位時序邏輯和錯誤管理邏輯。除了與82C200兼容之外，它增加了許多新功能：Peli CAN工作模式、讀／寫訪問的錯誤計數器、標準和擴展結構信息的接收和發送、可編程的錯誤限制報警、只聽模式和仲裁丟失中斷。單片機對SJAl000內部寄存器的控制是以訪問外部寄存器的方式進行的。CAN收發器82C250是CAN總線控制器和物理總線之間的接口，主要負責提供對總線的差分發送能力和對 CAN控制器的差分接收能力。它的引腳8(RS)控制三種不同的工作方式的選擇：待機、斜率控制和高速。其中，給RS接上高電平，則82C250以低電流待機方式工作；若RS通過連接電阻接地，則進入斜率控制方式，該方式可以通過改變電阻的阻值來調節斜率，適用于低速和較短的總線長度的應用場合；如果RS接地，就選擇了高速工作方式。高速光電耦合器6N137實現了CAN控制器和收發器之間的電氣隔離，增強了系統的穩定性和抗干擾能力。
4 軟件設計
軟件設計主要包括監控主程序、報文發送和接收程序、中斷服務程序和錯誤處理程序等。其中，SJAl000的初始化程序是軟件設計中的難點，需要完成各種工作參數的設置。其中，控制寄存器用來改變CAN控制器的行為。驗收代碼寄存器和驗收屏蔽寄存器共同作用定義了能被節點所接收報文的條件。驗收屏蔽寄存器的作用是確定驗收碼的哪些位對于驗收濾波是相關的或不相關的。總線時序寄存器O定義了波特率的預設值及同步跳轉寬度；總線時序寄存器1則定義了位周期的長度、采樣點的位置和采樣數目。輸出控制寄存器可以設置不同的輸出模式。時鐘分頻寄存器不僅可以控制SJAl000的輸出頻率及屏蔽CLKOU7引腳，而且還能夠對Basic CAN和Peli CAN模式進行選擇。
監控主程序流程如圖3所示。具體的 SJAl000初始化程序流程如圖4所示。CAN總線發送子程序如圖5所示。
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