基于STM32和CAN总线的智能数据采集节点设计.pdf

78 化工自动化及仪表 第39卷 基于STM32和CAN总线的智能 数据采集节点设计 张河新 王晓辉黄晓东 (河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003) 摘 要 针对工业控制网络对实时数据传输的需求，提出了一种基于CORTEX—M3内核32位ARM微处 理器sTM32的cAN总线智能数据采集节点设计方案。给出了节点的硬件电路和软件设计方案。经调 试表明，各节点之间的通讯可靠，抗干扰能力强，达到预期设计目的。 关键词 现场总线 CAN总线STM32数据采集 中图分类号 TH863+．1文献标识码 B 文章编号 1000-3932(2012)Ol-0078-03 Area CAN(ControllerNetwork，控制器局域实现，它主要实现现场节点的监控及数据的显示、 网)是一种有效支持实时控制的串行数据通信网 分析和存储。数据转换器采用Rs．232转cAN，它 络。自上世纪80年代诞生以来，cAN总线以其主要实现串口协议与CAN协议之间的桥接，并将 可靠性好、实时性高及组网简便灵活等优势而受 接收的数据进行转发。各节点与工业现场的仪器 到人们的青睐，并在众多行业领域内得到了广泛 仪表相连接，不分主次地挂接在CAN总线上，它 的应用。 主要实现数据的采集与处理，并接收来自cAN总 随着工业技术的不断进步，控制过程的自动 线上的数据或将数据发送到cAN总线上。笔者 化与网络化是必然的发展趋势，同时数据的传输 主要介绍现场节点的设计，它主要由微处理器 量越来越大，对数据传输的实时性要求也更加苛 刻。笔者采用内置CAN控制器的高性能微处理 部分组成。 器sTM32F103C8T6作为节点的微处理器，使用带 隔离的高速集成cTMl050T作为CAN收发器，数 据输入输出通道采用光电耦合器进行隔离，设计 了cAN总线系统的数据采集节点。本设计节点 Rs一232一cAN转换器I 具有体积小、功耗低、抗干扰能力强、实时性高及 终 终端 数据处理能力强等优势。 电 ] CAN总线 口 电阻 1 系统总体结构 I cAN收发器l l cAN收发器l…I cAN收发器l cAN总线作为一种工业现场总线，它将传统 Rx● tTxRx‘ tTx Rx● tTx 分布式控制系统结构中主机的常规测试与控制功 cAN控制器l cAN控制器l GⅢ控制器I STM32F103 STM32F103 sTM32F103”’ 能分散到现场各节点来完成。这样主机便从原来 现场节点1 现场节点2 现场节点Ⅳ 繁重的底层设备监控任务中解放出来，从而实现 更高层次的控制和管理功能。 图1 CAN总线智能数据采集系统总体结构 工业现场的CAN总线系统可由上位机(Pc 2硬件电路设计 机或工控机)、数据转换器和现场的节点构