CAN總線分布式系統適配卡和控制單元設計

控制單元的任務就是對現場環境參數進行采集并從CAN總線上接收上位機的命令。根據上位機的要求，對設備進行控制或將采集的數據通過CAN總線傳給上位機。現以溫室控制單元為例說明控制單元設計方法。溫室控制單元的結構原理如圖8所示。以AT89C52為核心，采用2片8255擴展I/O端口，其中2個PA口和1個PB口用來檢測天窗、遮陽傘、補光燈、通風機等21路開關量的狀態。由于8255的PC口的各位通過置復位控制字可以單獨置位或復位，AT89C52的P1口可以按位尋址，所以用8255的2個PC口和AP89C52的P1口來控制繼電器的吸合。3片8位A/D轉換器ADC0809實現對溫度、濕度、pH值、CO2濃度、光照強度、液位等20路模擬量的數據采集。

控制單元的控制軟件采用匯編語言編程，主要包括初始化、數據采集、數據通信、I/O接口控制等功能。初始化包括對8255和SJA1000的初始化，使8255的PA、PB口作為輸入口，PC口各位通過置復位控制字可以單獨置位或復位，從而開啟或停止一個繼電器的動作。數據采集采用查詢方式工作，每一路模擬量連續采集3次，中值濾波后作為該傳感器的數據存入相應的內部RAM中，全部數據采集完后再檢測開關狀態并存入相應RAM中。隨后開CPU中斷，進入數據循環采集狀態，等待CAN通信中斷的產生。本系統采用中斷方式實現AT89C52與SJA1000之間的通信。

需要說明的是，CAN2.0A或CAN 2.0B協議只是一個低層的規范，用戶還需要定制簡單的應用層協議。應用層協議的任務一方面是將要發送的數據分類、拆卸、合并，確定發送對象，再根據CAN的數據鏈路層協議規范填寫CAN的各個信息幀；另一方面是根據應用層協議解釋接收數據的具體含義，并進行相應的處理。