CN202351638U - 基于can总线的数据采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线的数据采集器，包括PC机、与PC机接口的CAN Bus通信适配卡、CAN总线和CAN智能通信节点，PC机通过CAN Bus通信适配卡和CAN总线与各CAN智能节点通信，完成现场数据的采集与现场控制，各CAN智能节点之间也可以实现数据的传递与控制。

Description

基于CAN总线的数据采集器

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集系统，尤其涉及一种基于CAN总线的数据采集器。

背景技术

在自动化数据采集和控制系统中，数据采集节点、控制节点通常是以单片机为核心的，数据采集节点、控制节点与主机之间的通信是必不可少的，以往的通讯主要是采用RS232，RS485等总线标准。RS232，RS485等串行通信方式硬件成本低，易于开发，已被广泛应用与许多不同的领域，但是由于受传输波特率和总线规约的限制，已不能满足现代技术发展对通讯的高速率、高可靠性更远距离传输的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于CAN总线的数据采集器。

为了实现上述任务，本实用新型的技术解决方案是：

一种基于CAN总线的数据采集器，其特征在于，包括PC机、与PC机接口的CAN Bus通信适配卡、CAN总线和CAN智能通信节点，PC机通过CAN Bus通信适配卡和CAN总线与各CAN智能节点通信，完成现场数据的采集与现场控制，各CAN智能节点之间也可以实现数据的传递与控制。

本实用新型的其他特点是：

所述的CAN智能通信节点智能通信节点由AT89C51、扩展RAM6264、CAN控制器SJA1000、光电隔离及CAN收发器82C250组成。

所述CAN总线的驱动器采用82C250。

本实用新型的基于CAN总线的数据采集器，以CAN Bus为通讯标准。CAN Bus(ControllerArea Network)是一种多主方式的串行通讯总线，具有灵活方便、可靠性好、通信速率高、抗干扰能力强，通信出错检测等特点，而且价格低廉、连接方便。当信号传输距离达到10Km是CAN Bus仍可提供5kb/s的传输速率。

附图说明

图1为本实用新型的结构总体框图；

图2为CAN智能适配卡硬件结构；

图3为CAN通信智能节点硬件结构；

图4为CAN Bus通信适配卡主程序流程图；

图5为CAN智能通信软件流程图；

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

参见图1，本实施例给出一种基于CAN总线的数据采集器硬件结构，包括有主机(PC机)、与主机接口的CAN Bus通信适配卡、CAN总线、CAN智能通信节点。主机(PC机)通过CAN Bus通信适配卡、CAN总线与各CAN智能节点通信，完成现场数据的采集与现场控制；各CAN智能节点之间具有实现数据的传递与控制功能。

与主机通信的CAN Bus通信适配卡的组成如图2所示。包括89C51单片机、双口RAM、CHRDYISA总线。CAN Bus通信适配卡插在主机(PC机)的扩展槽ISA内，其任务为：一是数据转让，CAN Bus通信适配卡收集CAN总线上各个节点的信息，转发给主机，并可将主机内的数据和控制参数通过CAN总线迅速转发给各个CAN智能节点；二是监控管理功能，完成CAN总线上的用户系统的部分监控和管理工作。

CAN Bus通信适配卡采用双端口RAM实现数据交换，IDT7132是一块高速低功耗的2k x8b的双口静态RAM，具有在片仲裁功能。在芯片的两侧各有一套独立的地址线(AB)、I/O数据总线(DB)和控制线(CB)，两侧的CPU可以独立分时访问该存储器中的任一单元。对于两边的CPU，它与一般的RAM无大差别，在非竞争状态下的读/写控制，如表1所示。

表1：双口RAM的非竞争状态下读/写控制

该适配卡的关键是要解决好两侧CPU同时对双口RAM中同一单元读写时产生的竞争问题。IDT7132内部集成了竞争逻辑电路，其两侧各有一个BUSY(低电平有效)供仲裁用。IDT7132一侧BUSY接至单片机的INT0(低电平有效)中断引脚，另一侧接至ISA总线的A10脚I/OCHRDY(I/O通道就绪)，作为单片机和主机同时读写IDT7132的同一单元时的“闲忙”状态线。当两侧CPU访问不同地址单元时，BUSY线无效，两侧读写互不影响；当两侧CPU同时访问同一地址单元时，按照IDT7132的仲裁逻辑，只要两侧的片选信号或地址信号间隔大于5ns，双口RAM即对信号先到达的一侧提供读写操作，同时将另一侧的BUSY线拉低，使相应的CPU进入读写延时时序。若单片机侧的信号先到达，，则ISA总线的I/OCHRDY引脚被拉低，在这期间PC机的总线读写周期被延长，等单片机对双口RAM读写操作完成之后，I/OCHRDY引脚重新被置高，PC机侧总线可访问双口RAM；而如果PC机侧的信号先到达，因为89C51单片机不具有插入等待周期延时操作的能力，因此只能用中断的方式来解决延时读写的问题。此时单片机侧的BUSY引脚被置低，从而使与之相连的INT0引脚被置低，单片机即进入中断。这里可以置TCON寄存器的IT0＝0，即对INT0采用电平触发方式。单片机中断返回，再判断此时的BUSY引脚为高还是为低，若为高，则表示另一侧PC机对所选单元的读写已经结束，单片机对该单元可以进行操作；反之，继续相应的中断，直至读写成功。使用双口RAM的另一个问题就是解决好双口RAM的地址分配。该方式是将适配卡的数据存储器配置与主机存储器的高端UMB；C0000到CFFFH(主机一般未使用这个部分)。

CAN智能通信节点硬件结构如图3所示。此智能通信节点由AT89C51单片机、扩展RAM6264、CAN控制器SJA1000、光电隔离及CAN收发器82C250组成。该智能通信节点用来进行传送数据采集控制与主机之间的数据。数据采集控制与CAN智能通信节点之间通过全双工串口传送数据。由于该智能通讯节点还有一些接口线没有使用，如果接口线够用的话，也可以把数据采集控制部分和CAN总线智能通信集成在一起，以便节省资源。

软件设计主要由主机软件和CAN通信软件两部分组成。主机软件设计主要包括CAN报文格式，向适配卡上的双口RAM写入控制命令，请求控制单元发送数据命令等。软件以菜单形式完成对整个系统的管理、数据采集和监控，其功能流程如图4所示。

CAN智能通信节点的软件设计主要包括三部分：CAN总线控制芯片SJA1000初始化、报文发送和报文接受。流程图如图5所示。

SJA1000初始化只有在复位模式下进行，初始化主要包括工作方式的设置，接收滤波方式的设置，接收屏蔽寄存器和接收代码寄存器的设置，波特率参数设置和中断允许寄存器的设置等。

Claims (3)

1.一种基于CAN总线的数据采集器，其特征在于，包括PC机、与PC机接口的CAN Bus通信适配卡、CAN总线和CAN智能通信节点，PC机通过CAN Bus通信适配卡和CAN总线与各CAN智能节点通信，各CAN智能节点之间也可以实现数据的传递与控制。

2.如权利要求1所述的基于CAN总线的数据采集器，所述的CAN智能通信节点智能通信节点由AT89C51、扩展RAM6264、CAN控制器SJA1000、光电隔离及CAN收发器82C250组成。

3.如权利要求1所述的基于CAN总线的数据采集器，所述的CAN总线的驱动器采用82C250。

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