3 模块硬件电路设计    模块节点的结构见图2，它由微控制器AT89C51、独立CAN总线控制器SJA1000、CAN总线收发器82C250和高速光电耦合器6N137组成。微处理器AT89CSI是模块的核心，它完成CAN总线应用层的功能。82C250是SJA1000和物理总线间的接口，它提供对总线的驱动发送功能和对SJA1000的差动发送与差动接收功能。    文中所设计的CAN总线系统智能节点，采用AT89C51作为节点的微处理器。在CAN总线通信接口中采用PHILIPS公司的SJA1000和82C250芯片。SJA1000是独立CAN通信控制器；82C250为高性能CAN总线收发器。    图3为CAN总线系统智能节点硬件电路原理图，从图中可以看出电路主要由4部分所组成：控制器AT89C51、独立CAN通信控制器SJA1000、CAN总线收发器82C250和高速光电耦合器6N137。微处理器89C51负责SJA1000的初始化。通过控制SJA1000实现数据的接收和发送等通信任务。SJA1000的ADO～AD7连接到89C51的Po口，cs连接到89C51的P2．0，P2．0为0的CPU片外存储器地址可选中SJA1000。CPU通过这些地址可对SJA1000执行相应的读写操作。SJA1000的RD、WR、ALE分别与89C51的对应引脚相连，INT接89C51的INIO。89C51也可以通过中断方式访问SJA1000o    为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，SJAIO00的TXO和RXO并不是直接与82C250的TXD和RXD相连，而是通过高速光耦6N137构成的隔离电路后与82C250相连。这样就很好的实现了总线上各CAN节点间的电气隔离，不过应该特别说明的一点是光耦部分电路所采用的两个电源VCC和VDD必须完全隔离，否则采用光耦也就失去了意义。电源的完全隔离可采用小功率电源隔离模块或至多5V隔离输出的开关电源模块实现。这些部分虽然增加了节点的复杂，但是却提高了节点的稳定性和安全性 。    82C250与CAN总线接口部分也采用了一定的安全和抗干扰措施。82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5fl的电阻与CAN总线相连。电阻可起到一定的限流作用，保护82C250免受过流的冲击。CANH和CANL与地之间并联了两个30pF的小电容，可以起到滤除总线上的高频干扰和一定的防电磁辐射的能力；另外，在两根CAN总线接入端与地之间分别反接了一个保护二极管，当CAN总线有较高的负电压时，通过二极管的短路可起到一定的过压保护作用，以保护82C250在瞬间高电压情况下而不受损坏。82C250的Rs脚上接有个斜拉电阻，电阻的大小可根据总线速率适当调整，其值一般在l6—140kfl之间，图3中选用47kn。    由图l可见，监控模块的主要功能是对整个系统进行监控。它通过CAN总线不断的向下位机发送远程帧，并接收从下位机传送过来的装盒、称量、贴标等数据信息，并对这些信息进行分析、显示、存储等。用户可根据监控菜单的提示，选择需要了解的项目。监控模块还可以对数据进行记录、打印。以及对出现异常情况给予报警、处理等。现场显示模块同样可以接收各点的记数值，并以数值曲线等形式显示出来，用户可以在现场对系统进行观察等。4 软件设计    CAN总线上的每一节点均可以作为主节点主动地与其它节点交换数据，彻底解决了主从结构网络上只能有一个主节点、其余均为从节点的潜在危害。CAN网络中的节点(信息帧)可分优先级。这对实时控制系统无疑是极为有利的。由于本系统采用了CAN总线构成局域网，因此程序设计具有很大的灵活性。    CAN总线节点的软件设计主要包括3大部分：CAN初始化程序、CAN中断程序及数据接收发送程序等。熟悉这3部分程序的设计就能编写出利用CAN总线进行通信的一般应用程序。文中只简要介绍CAN节点初始化程序设计 。     CAN的初始化主要是设置CAN的有关通信参数。其过程主要是，通过对CAN控制器控制段中的寄存器写入控制字，从而确定CAN控制器的工作方式等。有3种方式进入初始化程序：上电复位、硬件复位、软件复位。即在运行期间通过给CAN控制器发一个复位请求，置复位请求为“1 。在初始化中，必须初始化的寄存器有ACR接收代码寄存器、AMR屏蔽寄存器、BRT总线定时寄存器及ORC输出控制寄存器等。需要注意的是，这些寄存器只能在复位期间写访问，因此。在对这些寄存器初始化前。必须保证系统进入复位状态。初始化程序流程图见图4。5 结语    本文采用的CAN总线技术，具有以下优点：(1)响应速度快，抗干扰能力强；(2)网络用两根双绞线组网，故障率极低，通信波特率高，数据传送量大；(3)结构简单可扩性强。安装、维修方便，可靠性高。基于现场总线CAN的系统智能节点由于具有CAN总线的诸多优点，在控制系统领域具有良好的应用前景。用它和CAN适配卡将上位机(主机)和下位机(分机)组网后可方便的实现实时监控、高速数据采集、时间记录、故障滤波、趋势分析、异常报警和报表输出等功能，完成网络上的预知维修、故障诊断、状态检修等基础工作，因此具有非常广阔的应用前景。金凤莲 大连轻工业学院来源：《 包装工程 》