0引言
控制器局部网(CAN———ControIIerAreaNetwork)属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络,其总线规范已被ISO国际标准化组织制定为国际标准,并被公认为是最有前途的现场总线之一。CAN总线的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络,广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信。
现场总线领域中,CAN总线得到了计算机芯片商的广泛支持,他们纷纷推出直接带有CAN接口的微处理器(MCU)芯片。带有CAN的MCU芯片总量已经达到1亿3千万片(不一定全部用于CAN总线);因此在接口芯片技术方面,CAN已经遥遥领先于FF、PROFIBUS、LONWORKS等其它所有现场总线。
现场总线标准及其技术日益成为国际自动控制领域关注的一大焦点,其原因是它改变了传统控制系统的结构,形成了全新的网络集成分布式控制系统。在我国,现场总线已经发展到推广应用阶段,中国已经成为各种现场总线激烈争夺的重要战场。因此研究现场总线技术及其产品就显得尤为重要。
l.CAN总线技术的特点
CAN总线与其它通信网的不同之处有二:
一是报文传送中不包含目标地址,它是以全网广播为基础,各接收站根据报文中反映数据性质的标识符过滤报文,该收的收下,不该收的弃而不用。其好处是可在线上网下网、即插即用和多站接收;二是特别强化了对数据安全性的关注,满足控制系统及其它较高数据要求的系统需求。CAN具有以下主要技术特性:
(1)CAN遵从ISO/OSI模型,
采用了其中的物理层、数据链路层与应用层。采用双绞线,通信速率最高可达到1MbpS/40m,
直接传输距离最远可达10km/5kbpS.同一段总线内最多可挂接110个设备。(2)CAN的信号传输采用短帧结构,每一帧有效字节数为8个。因而传输时间短,受干扰的概率低。当节点发生严重错误时,具有自动关闭的功能,切断该节点与总线的联系,使总线上其它节点不受影响,具有很强的抗干扰能力。
(3)CAN支持多主工作方式,
网络上任一节点均可在任何时候主动向其它节点发送信息,支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据,而优先级低的节点则主动停止发送,从而避免了总线冲突。
2.CAN总线接口硬件电路的设计
硬件电路的设计主要是CAN通信控制器与微处理器之间和CAN总线收发器与物理总线之间的接口电路的设计。CAN通信控制器是CAN总线接口电路的核心,主要完成CAN的通信协议,而CAN总线收发器的主要功能是增大通信距离,提高系统的瞬间抗干扰能力,保护总线,降低射频干扰(RFI)
,实现热防护等。
2.1 CAN节点核心器件及其选择
目前广泛流行的CAN总线器件有两大类:一类是独立的CAN控制器,如82C2OO、SJAIOOO及In-tel82526/82527等,另一类是带有在片CAN的微控制器,如P8XC582及I6位微控制器87CI96CA/CB等。本课题选取PHILIPS公司的SJAIOOOCAN控制器以及82C25O总线收发器,主要是考虑到SJAIOOO支持CAN2.OA/B规约。而82C25O可以支持IIO个CAN节点,并且国内市场上PHILIPS的产品型号比较多,购买比较方便。
2.2CAN总线接口电路
SJAIOOO在电路中是一个总线接口芯片,通过它实现上位机与现场微处理器之间的数据通信。该电路的主要功能是通过CAN总线接收来自上位机的数据进行分析组态然后下传给下位机的控制电路实现控制功能,当CAN总线接口接收到下位机的上传数据,SJAIOOO就产生一个中断,引发微处理器产生中断,通过中断处理程序接收每一帧信息并通过CAN总线上传给上位机进行分析。AT89C5I是CAN总线接口电路的核心,其承担CAN控制器的初始化、CAN的收发控制等任务。CAN总线接口框图见图I.
信参数。需要初始化的CAN控制寄存器有:模式寄存器、时分寄存器、接收代码寄存器、屏蔽寄存器、总线定时寄存器、输出控制寄存器等。值得注意的是:这些寄存器只能在CAN控制器处于复位状态下才可写访问。发送数据程序把数据存储区中待发送的数据取出,组成信息帧,并将主机的ID地址,填入帧头,然后将信息帧发送到CAN控制器的发送缓冲区。在接收到主机的发送请求后,发送程序启动发送命令。信息从CAN控制器发送到总线是由CAN控制器自动完成的。信息从CAN总线到CAN控制器的接收缓冲区也是由CAN控制器自动完成的。接收程序只需从接收缓冲区读取信息,并将其存储在数据存储区。
4结论
通过把“贵州地质灾害地理信息系统”中矢量形式的空间数据转化为栅格形式的空间数据,讨论了失栅转化过程中,误差大小与取样点密集度的关系。在一副矢量地图中,取样点越密,其转化为栅格数据后精度就越高。在地籍管理与城市规划等信息系统中,其空间数据必须非常准确,地图上一个微小的误差在现实中就可能为管理工作带来很大的麻烦。
参考文献:
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