CAN智能節(jié)點的設計

摘要：CAN總線是一種流行的實時性現場總線，文中提出了一種基于MSP430單片機，并以MCP2510為CAN控制器的智能節(jié)點設計方案，該方案利用MSP430通過標準SPI接口可實現對MCP2510的控制，并能夠完全實現CAN總線規(guī)范。

    關鍵詞：CAN智能節(jié)點；MSP430；MCP2510；數據通信

１　引言

ＣＡＮ總線是控制器局域網（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔ-ｗｏｒｋ）總線的簡稱，它屬于現場總線范疇，是一種能有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡，它可將掛接在現場總線上作為網絡節(jié)點的智能設備連接成網絡系統(tǒng)，并進一步構成自動化系統(tǒng)，從而實現基本的控制、補償、計算、參數修改、報警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動化功能。

ＣＡＮ總線智能節(jié)點在分布式控制系統(tǒng)中起著承上啟下的作用。它位于傳感器和執(zhí)行機構所在的現場，一方面和上位機（ＰＣ或者工控機）進行通信，以完成數據交換；另一方面又可根據系統(tǒng)的需要對現場的執(zhí)行機構或者傳感器進行控制和數據采集。它常常將一些簡單的過程控制程序放在底層模塊中，從而減少了通信量，提高了系統(tǒng)控制的實時性。因此，智能化模塊設計在ＣＡＮ系統(tǒng)中有著十分重要的作用。

本文將給出一種用ＭＳＰ４３０單片機和ＭＣＰ２５１０ ＣＡＮ控制器組成的總線智能節(jié)點的設計方案（見圖１），該方案中的單片機和ＣＡＮ控制器通過標準的ＳＰＩ接口進行通信，因此，該節(jié)點能夠完成對被控器件的數據采集上報，并接受上位機的命令，進而進行解析以完成對執(zhí)行機構的控制。為了調試簡單，本方案作了一些改動：一是使ＭＣＰ２５１０工作在環(huán)回模式，也就是數據由發(fā)送緩存直接發(fā)送到接收緩存，由于不經過ＣＡＮ收發(fā)器和ＣＡＮ總線，而只是使用了它的一個發(fā)送緩存和一個接收緩存，因而方便了調試；二是把被控器件的數據采集和對執(zhí)行機構的控制部分略去，而這些功能在以后可以方便地添加，這樣，在實際使用時，只要對程序稍作修改就可應用。

２　硬件設計

本設計的整個接口模塊主要由兩部分組成：ＣＡＮ控制器ＭＣＰ２５１０和微控制器ＭＳＰ４３０。圖２所示是該智能節(jié)點的部分電路硬件原理圖。下面對主要部分功能作一介紹。

２．１ ＭＳＰ４３０Ｆ１２３２簡介

ＭＳＰ４３０系列微控制器是ＴＩ公司推出的功能強大的超低功耗１６位微處理器。它集成了豐富的片上外圍資源，因而開發(fā)方式十分簡便，可以用Ｃ語言編寫出效率很高的程序。所選ＭＳＰ４３０Ｆ１２３２的工作電壓為１．８～３．６Ｖ，內含８ｋＢ ＦＬＡＳＨ存儲空間。片內集成了看門狗定時器（ＷＴＤ）、基本時鐘模塊、ＵＳ-ＡＲＴ、１０位ＡＤＣ、和帶有３個捕獲／比較器的１６位定時器，因而片上資源十分豐富，完全可以滿足一般的需要，同時減少了設計的復雜度。與其它單片機相比，ＭＳＰ４３０的Ｉ／Ｏ端口功能更強，可實現雙向的輸入、輸出，并可完成一些特殊的功能，如Ａ／Ｄ轉換、捕獲比較等；另外，它還可以實現Ｉ／Ｏ的各種中斷。

本設計中，ＭＳＰ４３０的作用有兩個：一是對執(zhí)行機構的控制以及對輸入模擬量或者開關量的信號采集；二是利用ＵＡＲＴ模塊通過ＳＰＩ模式與ＭＣＰ２５１０通信并控制ＭＣＰ２５１０以實現ＣＡＮ規(guī)范。

  

[1] [2] [3] 

【CAN智能節(jié)點的設計】相關文章：

基于CAN總線和虛擬儀器技術的汽車CAN節(jié)點測試儀設計04-27

Can04-29

屈伸的節(jié)點05-01

基于智能規(guī)劃與矩陣運算的智能排課系統(tǒng)設計04-30

智能尋跡小車設計與研究05-01

TMS320LF2407系統(tǒng)設計及外擴CAN總線設計04-26

超大型礦砂船典型節(jié)點優(yōu)化設計研究04-28

Can you spell it05-04

基于CAN總線的機載通信系統(tǒng)協(xié)議設計04-30

智能產品設計方案09-05