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C8051F040在基于CAN總線的分布式測控系統中的應用
摘要：CYGNAL生產的單片機C8051F040是代表８位單片機發(fā)展方向的高速（25M）混合信號系統級芯片（SOC）它不僅集成了一般測控系統需要的外設，而且集成了很有發(fā)展前景的現場總線—CAN總線控制器，文中對該芯片中的CAN控制器結構作了分析，并給出了在分布式測控系統中使用該芯片的智能節(jié)點的硬件、軟件設計方案。關鍵詞：C8051F040；CAN總線；分布式；測控節(jié)點
１ 概述
分布式在線測控系統是由多個面向設備的、以ＭＣＵ為核心的智能處理單元和多個并行運行且具有不同監(jiān)測和故障診斷功能的微機構成的。該系統采取“分治”的設計思想?它將數據采集以及部分數據處理任務交給設備層的智能處理單元去完成?而監(jiān)測診斷層主要負責監(jiān)視和故障診斷。分布式測控系統設計均應考慮各個節(jié)點之間的通信問題?因為通信網絡的選取對系統性能有很大影響。 國內已開展了基于現場總線的在線測控系統的研究?并利用ＣＡＮ總線實現設備層的檢測處理、單元間的通信以及與上層監(jiān)測主機的通信。ＣＡＮ總線就是一種支持分布式實時控制系統的串行通信局域網絡總線。它的主要特點如下:
●任一個節(jié)點均可在任一時刻主動向網絡上的其它節(jié)點發(fā)送數據,而從不分主從,因此，通信比較靈活;
●節(jié)點可分為不同的優(yōu)先級,可以滿足不同的實時要求;
●采用非破壞性總線仲裁,當兩節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時,優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數據發(fā)送?而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)發(fā)送數據；
●通信距離最遠可達１０ｋｍ，通信最高速率可達１Ｍｂｐｓ?
●每幀數據的有效字節(jié)數為８，因此，可保證很短的傳輸時間，而且實時性強，受干擾的概率低；
●每幀數據都含有ＣＲＣ（循環(huán)冗余）校驗及其它校驗措施，因而數據出錯率很低；
●ＣＡＮ總線節(jié)點在嚴重錯誤的情況下，可自動切斷與總線的聯系，以使總線上的其它操作不受影響。
目前，ＣＡＮ總線協議以其可靠性高、實時性好以及獨特的設計已經成為總線通信網絡的首選?國內目前使用較廣的是ＰＨＩＬＩＰＳ 生產的ＳＪＡ１０００ 、８２Ｃ２００等獨立的ＣＡＮ控制器，由于這種獨立的控制器限制了測控節(jié)點的集成度，因此，很多微處理器生產廠家已經開始生產內部集成有ＣＡＮ控制器的ＭＣＵ。美國ＣＹＧＮＡＬ公司生產Ｃ８０５１Ｆ０４０就是內部集成有ＢＯＳＣＨ ＣＡＮ控制器的混合信號系統級芯片（ＳＯＣ）。本文將分析Ｃ８０５１Ｆ０４０ 的ＣＡＮ總線結構、與ＣＰＵ 的接口及初始化配置，同時將給出基于Ｃ８０５１Ｆ０４０的分布式測控節(jié)點的設計及系統的實現框架。
２ Ｃ８０５１Ｆ０４０及其內部ＢＯＴＳＨ ＣＡＮ
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