CAN控制器局域网总线教案分析.ppt

CAN总线控制器SJA1000 SJAl000是一种独立CAN控制器。它是PHILIPS公司的PCA82C200CAN控制器的替代产品。SJAl000具有Basic CAN和PeliCAN两种工作方式。PeliCAN工作方式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议。 新增功能： 标准结构和扩展结构报文的接收和发送； 64字节的接收FIF0： 标准和扩展帧格式都具有单／双接收滤波器(含接收屏蔽和接收码寄存器)； 可进行读／写访问的错误计数器； 可编程的错误报警限制； 最近一次的错误代码寄存器； 每一个CAN总线错误都可以产生错误中断； 具有丢失仲裁定位功能的丢失仲裁中断； 单发方式(当发生错误或丢失仲裁时不重发)； 只听模式(监听CAN总线，无应答，无错误标志； 支持热插拔(无干扰软件驱动位速率检测)； 硬件禁止CLKOUT输出 。 CAN控制器SJA1000在系统中的位置 SJA1000与单片机典型接口电路 CAN收发器82C250主要特性 符合ISO11898标准，最高速率1Mbps； 抗汽车环境瞬间干扰，具有保护总线能力； 斜率控制，降低射频干扰RFI； 热保护以及电源和地短路保护； 低电流待机模式； 未上电的节点对总线无影响； 可连接110个节点； 工作温度-40～+125℃。 CAN收发器82C250主要特性 内部具有限流电路，可防止发送输出级对电源、地或负载短路。虽然短路出现时功耗增加但不至于损坏器件。若结温超过160℃，则两个输出端电流限将减小，从而限制了芯片温升。器件的所有其他部分将继续工作。双线差分驱动有助于抑制汽车等恶劣电器环境下的瞬变干扰。 CAN收发器82C250 PCA82C250收发器的典型应用如图。SJA1000的RX和TX分别通过光电隔离电路连接到82C250，82C250的差动收发端CANH和CANL连接到总线电缆。输入RS用于模式控制。Vref输出电压是0.5×Vcc，（Vcc=5V）。 CAN总线系统智能节点硬件设计 CAN标识符的使用 CID包含报文组ID、该组中的报文ID、设备MAC ID。报文ID根据报文的含义来分配。 报文组1分配了1024个CAN标识符（000H ~ 3FFH）。该组中每个设备最多可拥有16个不同的报文。同组报文的优先级主要由报文ID决定。2个设备同时发送报文则报文ID号较小的设备优先。报文组1通常用于 I/O报文交换应用数据。 CAN标识符的使用 报文组2分配了512个标识符（400H~5FFH）。该组的大多数报文ID可选择定义为“预定义主/从连接集”。其中1个报文ID定义为网络管理。优先级主要由设备地址（MAC ID）决定，其次由报文ID决定。如果要考虑各位的具体位置，那么带8位报文滤波的CAN控制器可以根据MAC ID滤出自身的报文组2报文。 CAN标识符的使用 报文组3分配了448个标识符（600H~7BFH），具有与报文组1相似的结构。与报文组1不同的是，它主要交换低优先级的过程数据。此外，该组的主要用途是建立动态的显式连接。每个设备可有7个不同的报文，其中2个报文保留作未连接报文管理器端口（UCMMPort）。 CAN总线在列车中的应用 1.磁悬浮列车车载微机监控系统 (1)微机监控系统功能和要求 列车首尾驾驶功能：首、尾车均能完成整列车的车载设备的控制，包括推进、制动、悬浮、各种电源设备管理以及气路和车门控制等，且具有首尾互锁、热备等功能。在首尾车还留有单个设备的调试接口。 列车自动驾驶功能：通过速度闭环控制，最终实现列车自动运行，准确停靠站，以减少人为操作的失误。 列车安全防护功能：主要对与安全有关的设备或系统进行监控，实现列车间隔保护、超速保护、进站保护等功能。 列车运行监测与显示系统：主要对列车运行的监督，辅助驾驶员、行车调度人员对全线列车运行进行显示、记录、报警等，分车载部分和地面部分。 列车设备监测和故障诊断系统：通过网络和部分硬连线检测全列车设备的运行状态，并进行集中显示和管理；对设备的故障进行记录、分析处理并分级报告。 列车的定位测速和数据传输系统：列车定位包括相对定位和绝对定位。数据传输系统主要实现车载与地面之间的数据传输。该系统是列车微机监控系统的基础。 (2)微机监控系统的架构 ①从功能上分，微机监控系统包括列车超速防护系统(ATP)、ATP支持下的列车自动驾驶系统(ATO)、测速定位系统和数据传输系统。 其中ATP系统主要负责对列车驾驶的防护，并形成列车运行的牵引速度曲线，实现列车间隔保护、停站保护以及超速保护等功能。ATP系统根据列车运行的牵引速度曲线实时向ATO提供目标速度，ATO系统再利用这些信息实现列车的自动推进和制动控制，这是磁悬浮列车微机监控系统的设计目标。