CAN总线智能节点设计硬件选型问题的探讨.doc

CAN总线智能节点设计硬件选型问题的探讨 CAN总线智能节点设计硬件造型问题的探讨 DiscussionontheHardwareDesignSolutionsforIntelligentNodeBasedonCANBUS 黄育和张立平徐永谦 (广东省科学院自动化工程研制中心,广州市510070) HuangYuheZhangLipingXuYongqian (AutomationEngineeringRamp;MCenter,GuangdongAcademyofSciences,Guangzhou510070) 【摘要】在简要介绍CAN协议主要性能的基础上,围绕CAN节点硬件设计的器件选型问题,详细描述当 前国内流行的CAN收发器,CAN独立控制器和内置CAN控制器的嵌入式微控制器.对采用CAN 独立控制器和直接使用内置CAN控制器的微处理器硬件设计方案进行简单的比较.并提出内置 CAN控制器的微处理器硬件设计方案将成为CAN智能节点设计的首选方案. 【关键词】CAN现场总线CAN收发器微控制器(Mcu) Abstract:Firstly,thepaperbrieflyintroducedthemainperformanceoftheCANprotoco1.Accordingtotheselectionof hardwaredesignforCANbusnode,itdescribedindetailthecharacteristicsofsomepopularchipsatpresentinthe nationalmarket,includingtheCANtransceivers,thesthnd—aloneCANcontrollers,andtheembeddedmicrocontrollers withintegratedCAN.Anditcomparedthehardwaredesignsolutionsbasedonthestand—aloneCANcontrollerandthe microcontrollerwithintegratedCANbus.Finally,itindicatedthatthedesignsolutionbasedonmicrocontrollerswith integratedCANwillbethebestselectionforthedesignofintelligentCANbusnode. Keywords:ControllerAreaNetwork(CAN)FieldBusCANTransceiverMicrocontroller 引言 1986年2月,德国RobertBosch公司在汽车工程 协会(SAE)大会上介绍了一种新型的串行总线——控制 器局域网(ControlAreaNetwork,CAN).最早, CAN总线用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通 信,其总线规范现已被国际标准化组织(ISO)制定为国 际标准.由于得到Freescale(飞思卡尔半导体,原摩托 罗拉半导体),Intel,NXP(恩智浦,原飞利浦半导体), Infineon(英飞凌,原Siemens半导体),NEC等公司的 支持,CAN总线广泛应用在离散控制领域. CAN协议建立在ISO开放系统互联模型的基础 上,但只取ISO模型结构的3层:物理层,数据链路 层和应用层.1993年,CAN成为国际标准ISO11898 (高速应用)和ISO11519(低速应用).与一般的串行通 信总线相比,CAN总线具有突出的性能特点: 1)通信方式灵活,CAN为多种工作方式; 2)CAN网络上的节点具有不同的优先级,可满 足不同的实时要求; 收稿日期:2007-01—15 作者简介:黄育和(1975一),男,工程师,现攻读华南理工大学电子与 信息学院电子与通信领域工程硕士学位.主要从事与机电一体化相 关的电控产品设计与开发,嵌入式系统设计. 张立平(1981一),女,助理工程师,现工作于广东省科学院自动化工程 研制中心. 徐永谦(1972-),男,副研究员,现攻读华南理工大学自动化科学与工 程学院工程硕士学位.主要从事复杂工业过程控制与监测系统,先 进制造技术,工厂自动化技术服务. 3)CAN采用非破坏性总线仲裁技术,即载波监 听多路访问冲突避免(CSMA/CA); 4)通信距离最远可达10km(速率5kb/s),通信 速率可达1Mb/s(此时距离最长为40m); 5)CAN总线上的节点数取决于总线驱动器,当 前可达1l0个; 6)CAN采用短帧格式,而传输时间短,受干扰 的概率低; 7)CAN通信介质可为双绞线,同轴电缆或光 8)CAN总线接口集成了CAN协议的物理层和数 据链路层功能.… 采用现场总线技术构造