现场总线专题贴二（续）：CAN总线应用实例 点击：3072 | 回复：24
实例1
总线的楼宇温度检测系统
前言
基于单片机实现传统温度检测技术的特点，提出了基于CAN总线的楼宇温度检测系统方案。该系统方案的硬件平台主要包括温度检测模块和主控平台，并详细介绍了其硬件实现、软件设计思想及流程。实验表明：该系统可实现对楼宇温度的实时检测，并由数码管显示检测结果，对异常情况进行处理，从而实现对楼宇房间温度的有效检测。
在传统的检测技术中，温度检测基本采用单片机系统为主，且大多数都针对工业需要，日常生活中的应用并不多；而通信多基于落后的485总线，不能进行远距离的实时数据传输，更不能与因特网相连，可靠性也不高。因此，本文提出一种基于CAN总线的温度测控技术，该技术适合远距离控制与传输，具有非常高的可靠性。
控制器局域网（Controller Area Network，CAN）是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线最早出现在20世纪80年代末的汽车工业中，由德国BOSCH公司最先提出，其主要特性为低成本，且总线利用率高。CAN采用串行通信方式工作，所提供的最高数据传输速率为1Mbit/s，最大通信距离为
正是基于CAN总线的上述优点，目前CAN总线在众多领域被广泛应用，其应用范围不再局限于原先的汽车行业，而向过程工业、机械工业、纺织工业、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展，CAN总线已经形成国际标准，并已被公认为是几种最有前途的现场总线之一。
考虑到CAN总线的高可靠性和远距离传输优点，结合目前温度检测技术的技术瓶颈，即距离短和实时性差的特点，本系统CAN总线应用于传统的温度检测中，也是一种新的尝试。
1 基于CAN总线楼宇温度检测系统的实现
【7】发送缓冲区：如表3.10所示。
表3.10 验收屏蔽寄存器
区 | CAN地址 | 名称 | 位 | |||||||
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |||
描述符 | 10 | 标识符字节1 | ID.10 | ID.9 | ID.8 | ID.7 | ID.6 | ID.5 | ID.4 | ID.3 |
11 | 标识符字节2 | ID.2 | ID.1 | ID.0 | RTR | DLC.3 | DLC.2 | DLC.1 | DLC.0 | |
数据 | 12 | TX数据1 | 发送数据字节1 | |||||||
13 | TX数据2 | 发送数据字节2 | ||||||||
14 | TX数据3 | 发送数据字节3 | ||||||||
15 | TX数据4 | 发送数据字节4 | ||||||||
16 | TX数据5 | 发送数据字节5 | ||||||||
17 | TX数据6 | 发送数据字节6 | ||||||||
18 | TX数据7 | 发送数据字节7 | ||||||||
19 | TX数据8 | 发送数据字节8 | ||||||||
标识符（ID）：11位，就像报文的名字，值越低，优先级越高。
远程发送请求(RTR)：当RTR=1，总线以远程帧发送数据。如果RTR没有被置位，数据将以数据长度码规定的长度来传送数据帧。
数据长度码（DLC）：数据字节数=8×DLC.3+4×DLC.2+2×DLC.1+DLC.0
报文数据区的字节数根据数据长度码编制。在远程帧传送中，因为RTR被置位，数据长度码是不被考虑的。这就迫使发送/接收数据字节数为0。然而，数据长度码必须正确设置，以避免两个CAN控制器用同样的识别机制启动远程帧传送而发生总线错误。数据字节数是0-8。
数据区：传送的数据字节数由数据长度码决定。发送的第一位是地址12单元的数据字节1的最高位。
③BasicCAN 和PeliCAN公用寄存器
【1】总线时序寄存器0(BTR0)：如表3.11所示。
表3.11 总线时序寄存器0
BIT7 | BIT6 | BIT5 | BIT4 | BIT3 | BIT2 | BIT1 | BIT0 |
SJW.1 | SJW.0 | BRP.5 | BRP.4 | BRP.3 | BRP.2 | BRP.1 | BRP.0 |
波特率预置器位域
位域BRP使得CAN系统的时钟的周期时tSCL是可编程的：
同步跳转宽度位域
为了补偿在不同总线控制器的时钟振荡器之间的相位漂移，任何总线控制器必须在当前传送的任一相关信号边沿重新同步。同步跳转宽度
【2】总线时序寄存器1(BTR1)：如表3.12、13所示。
总线时序寄存器1定义了一个位周期的长度、采样点的位置和在每个采样点的采样数目。在复位模式中，这个寄存器可以被读/写访问。在PeliCAN模式的操作模式中，该寄存器是只读的，在BasicCAN模式的操作模式中总是“FFH”
表3.12 总线时序寄存器1
BIT7 | BIT6 | BIT5 | BIT4 | BIT3 | BIT2 | BIT1 | BIT0 |
SAM | TSEG2.2 | TSEG2.1 | TSEG2.0 | TSEG1.3 | TSEG1.2 | TSEG1.1 | TSEG1.0 |
采样位（SAM）
表3.13 采样位
位 | 值 | 功能 |
SAM | 1 | 3次：总线采样3次，建议在低/中速总线上使用，这对过滤总线上的毛刺是有效的 |
0 | 单次：总线采样1次，建议使用在高速总线上 |
时间段1和时间段2位域
【3】输出控制寄存器（OCR）：如表3.14-16所示。
允许软件控制建立不同输出驱动的配置。在复位模式中，这个寄存器可以被读/写访问。在PeliCAN模式的操作模式中，该寄存器是只读的，在BasicCAN模式的操作模式中总是“FFH”。
表3.14 输出控制寄存器
BIT7 | BIT6 | BIT5 | BIT4 | BIT3 | BIT2 | BIT1 | BIT0 |
OCTP1 | OCTN1 | OCPOL1 | OCTP0 | OCTN0 | OCPOL0 | OCMODE1 | OCMODE0 |
在SJA1000在睡眠模式中，TX0、TX1根据输出控制寄存器的内容输出隐性的电平。在复位
状态（复位请求=1）或外部复位引脚/RST被拉低时，TX0、TX1悬空。
表3.15 输出控制寄存器
OCMODE1 | OCMODE0 | 说明 |
0 | 0 | 双相输出模式：与正常输出模式相反 |
0 | 1 | 测试输出模式：在下一次系统时钟的上升沿RX上的电平反映到TXX上，系统时钟（fosc/2）与输出控制寄存器中的编程定义的极性相对应。 |
1 | 0 | 正常输出模式:通过TX0、TX1送出，取决于OCTPX、OCTNX、OCPOLX编程。 |
1 | 1 | 时钟输出模式：TX0同正常输出模式，TX1由发送时钟TXCLK取代 |
表3.16 输出引脚配置
驱动 | TXD | OCTPX | OCTNX | OCPOLX | TPX | TNX | TXX |
悬空 | × | 0 | 0 | × | 关 | 关 | 悬空 |
上拉 | 0 | 0 | 1 | 0 | 关 | 开 | 低 |
1 | 0 | 1 | 0 | 关 | 关 | 悬空 | |
0 | 0 | 1 | 1 | 关 | 关 | 悬空 | |
1 | 0 | 1 | 1 | 关 | 开 | 低 | |
下拉 | 0 | 1 | 0 | 0 | 关 | 关 | 悬空 |
1 | 1 | 0 | 0 | 开 | 关 | 高 | |
0 | 1 | 0 | 1 | 开 | 关 | 高 | |
1 | 1 | 0 | 1 | 关 | 关 | 悬空 | |
下拉推挽 | 0 | 1 | 1 | 0 | 关 | 开 | 低 |
1 | 1 | 1 | 0 | 开 | 关 | 高 | |
0 | 1 | 1 | 1 | 开 | 关 | 高 | |
1 | 1 | 1 | 1 | 关 | 开 | 低 |
【4】时钟分频寄存器：如表3.17-18所示。
表3.17 时钟分频寄存器
BIT7 | BIT6 | BIT5 | BIT4 | BIT3 | BIT2 | BIT1 | BIT0 |
CAN模式 | CBP | RXINTEN | 0保留 | CLOCK OFF | CD.2 | CD.1 | CD.0 |
=0，工作BasicCAN =1, 工作PeliCAN | =1，只有RX0起作用，RX1应接到确定电平。例如Vss | 允许TX1输出用来做专用接收中断输出 | 时钟关闭位1有效 |
表3.18 CLKOUT频率选择
CD.2 | CD.1 | CD.0 | 时钟频率 |
0 | 0 | 0 | fosc/2 |
0 | 0 | 1 | fosc/4 |
0 | 1 | 0 | fosc/6 |
0 | 1 | 1 | fosc/8 |
1 | 0 | 0 | fosc/10 |
1 | 0 | 1 | fosc/12 |
1 | 1 | 0 | fosc/14 |
1 | 1 | 1 | fosc |
3）BASICCAN程序设计：CAN应用节点的程序主要包括初始化、发送、接收子程序。
①CAN初始化子程序
NODE EQU 30H;节点号缓冲区
NBTR0 EQU 31H；总线定时寄存器0缓冲区
NBTR1 EQU 32H；总线定时寄存器1缓冲区
TXBF EQU 40H；RAM内发送缓冲区
RXBF EQU 50H； RAM内接收缓冲区
CR EQU 0BF00H；控制寄存器
CMR EQU 0BF01H；命令寄存器
SR EQU 0BF02H；状态寄存器
IR EQU 0BF03H；中断寄存器
ACR EQU 0BF04H；接收码寄存器
AMR EQU 0BF05H；接收码屏蔽寄存器
BTR0 EQU 0BF06H；总线定时寄存器0
BTR1 EQU 0BF07H；总线定时寄存器1
OCR EQU 0BF08H；输出控制寄存器
CDR EQU 0BF1FH；时钟分频寄存器
RXB EQU 0BF14H；接收缓冲器
TXB EQU 0BF0AH；发送缓冲器
入口：节点号在NODE，波特率在NBTR0、NBTR1
出口：无
CANINI:MOV DPTR,#CR;写控制寄存器
MOV A,#01H；置复位请求为高
MOVX @DPTR,A
CANI1:MOVX A,@DPTR；判断复位请求有效
JNB ACC.0,CANI1
MOV DPTR,#ACR;写验收码寄存器
MOV A,NODE；设置节点号
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#AMR；写接收码屏蔽寄存器
MOV A,#00H
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#BTR0；写总线定时寄存器0
MOV A,NBTR0；设置波特率
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#BTR1；写总线定时寄存器1
MOV A,NBTR1
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#OCR；写输出控制寄存器
MOV A,#0FAH
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#CDR；写时钟分频寄存器
MOV A,#00H；将CAN工作模式设为BASICCAN模式时钟2分频
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#CR；写控制寄存器
MOV A,#0EH；开放中断源
MOVX @DPTR,A
RET
②CAN接收子程序：入口：无出口：接收的描述符、数据长度及数据放在RXBF开始的缓冲区中。
RXSB:MOV DPTR,#SR；读状态寄存器判接收缓冲区满
MOVX A,@DPTR
JNB ACC.0,RXSB
RXSB1:MOV DPTR,#RXB：将接收的数据放在cpu的RAM区
MOV R0,#RXBF
MOVX A,@DPTR
MOV @R0,A
INC R0
INC DPTR
MOVX A,@DPTR
MOV @R0,A
MOV B,A
RXSB2:INC DPTR
INC R0
MOVX A,@DPTR
MOV @R0,A
DJNZ B,RXSB2
MOV DPTR,#CMR；接收完毕释放接收缓冲区
MOV A,#04H
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#SR；读此状态寄存器
MOVX A,@DPTR
JB ACC.1,DATAOVER；判断数据溢出
JB ACC.7,BUSWRONG；判断总线状态
JB ACC.6,CNTWRONG；判断错误计数器状态
SJMP RECEEND
DATAOVER:做相应的数据溢出错误处理
SJMP RECEEND
BUSWRONG: 做总线错误处理
SJMP RECEEND
CNTWRONG：做计数错误处理
RECEEND：RET
③CAN发送子程序：
入口：将要发送的描述符放在TXBF, 将要发送的数据长度放在TXBF+1, 将要发送的数据放在TXBF+2开始的单元。
出口：无
TXSB:MOV DPTR,#SR;读状态寄存器
MOVX A,@DPTR；判发送缓冲区状态
JNB ACC.2,TXSB
MOV R1,#TXBF
MOV DPTR,#TXB
TX1:MOV A,@R1；向发送缓冲区10填入标识符
MOVX @DPTR,A
INC R1
INC DPTR
MOV A,@R1；向发送缓冲区11填入标识符
MOVX @DPTR, A
MOV B,A
TX2:INC DPTR
INC R1
MOV A, @R1；向发送缓冲区12-19送数据
MOVX @DPTR ,A
DJNZ B,TX2
MOV DPTR,#CMR；置CMR.0为1请求发送
MOV A,#01H
MOVX @DPTR,A
RET
- 请问：有人知道MVB（多功能车辆...
[3985] - DeviceNet技术概要（二）[2559]
- 现场总线开发同盟？[3596]
- 低压配电自动化发展浅谈(转载...[4459]
- 谁用过SPC3做过PROFIBUS-DP从...[1885]
- 综述：流行现场总线简介[6025]
- 主令控制器凸轮机构的用在加...[1641]
- CP343-1的RUN灯一直闪烁,StO...[2371]
- 从事现场总线研究前景如何？[1702]
- 请教wincc如何改变上限值[2071]
官方公众号
智造工程师
-
客服
-
小程序
-
公众号
工控网智造工程师好文精选
