2．2 CAN总线接口

CAN协议没有定义物理层的具体参数，所以网络驱动电路的设计要考虑阻抗匹配。图2--2中，R1、R2为680Ω，R3、R4为150kΩ，R5、R6为30kΩ，R7、R8为20kΩ12，与1．75V和3．25V电源构成终端匹配器，安装在网络的起始端和终点端。

PC机方面，是采用接口卡使PC机接人CAN总线，通过PC机与内部带有支持CAN协议接口的单片机MC68HC05X16进行通讯，然后由单片机与总线通讯，最终实现PC与总线通讯，简化了硬件设计，减少了系统故障的可能，其接口电路如图2—3所示。

采用16V8的GAL进行地址译码。并设有拨码开关，可进行地址段选择。8255工作于方式2，A口作为双向输入口，C口的IBFA、STBA、ACKA和OBFA作为A口控制口，分别与MC68HC05X16的4个I／O口PB3~PB6相连。单片机通过查询接收PA口数据。从CAN总线传来的数据经过单片机转换后，由IRQ2向PC机申请中断，中断过程负责数据接收。

2．3 CAN总线通讯协议及过程控制软件

系统中，根据检测系统的需要和CAN的帧结构，重点结合测量传感器和控制柜的功能要求，对网络的通信协议进行了研究。CAN总线采用帧格式以报文为单位进行数据传输，并采取位仲裁的方式对总线进行访问，即在报文起始部分发送节点标识符。由于标识符惟一且与各节点一一对应，故通过标识符可以实现对网络介质的访问控制。网络节点的优先级与节点标识符相对应，规定主控机和控制台的优先级最高，各传感器的优先级依重要性排列，以保证网络的传输效率最高。

由于CAN总线标准数据帧的仲裁场有11位标识符，它主要用于解决总线上的碰撞问题，数据帧标识符越小，其优先权越高。即当两帧数据同时由高位向低位发送时，一旦有不同的电平，发送“凹槽”电平的数据帧将停止发送。这样，CAN总线自身就解决了数据碰撞问题。系统中，每个节点设立一个8位DIP开关，通过它可以方便的改变传感器单元地址，并且，以它代表的数据作为该节点发送的数据帧的标识符的高8位。从而依据节点的重要性安排其地址，有效的解决了碰撞和优先权问题。

根据检测系统的需要，将指令分为通用指令和寻址指令，通用指令是指所有收到指令的节点都要执行的指令，寻址指令是指收到指令的节点只有相应地址的节点才执行的指令。由于CAN总线标准数据帧最多可带有8个字节的数据，将第一个字节作为地址(127为通用的地址，带有通用指令的数据帧第一个字节为127)，第二个字节作为指令字节，用于表示节点所要执行的动作。

对于不同的节点，有时有些操作应对其封锁，甚至应禁止操作(如测量时应禁止对控制柜操作)，因此，设立了远地封锁／解封及相应的近地封锁／解封命令。封锁后的节点只有解封后，才能够继续执行指令。在每个节点处设立有控制开关，以便通过本地操作实现近地封锁／解封命令。这样，就进一步减少系统的误操作，增加了系统的安全性。

3 结束语

调试期间，为了测试系统的抗干扰能力，将上述通信网络系统置于强干扰环境中，经连续试验，在500m距离，1Mbps传输速率下，完全可以保证数据的可靠传输。

该系统利用CAN总线实时性、灵活性好等特点，较好的解决了在强干扰环境中大型自动检测系统的数据通信可靠性问题。同时，由于采用多主机分布式控制结构，使网络功能十分灵活，通过软件的编写，可以完成十分强大的功能，并可以进行扩展，这对于检测站功能的进一步完善及其它控制工作的完成，有着十分重要的意义。目前该系统已用于南京IVECO车身视觉检测站、天津夏利轿车及一汽大众车身的三维尺寸测量系统中。

[参考文献]

[1] 阳宪慧．现场总线技术及其应用[M]．北京：清华大学出版社，1999．

[2] 张鑫．计算机分散控制系统[M]．北京：水利电力出版社，1992．

作者简介：严辉(1978-)，女，湖北黄冈人，硕士生，主要研究方向为工业现场检测与控制、智能视觉传感技术等。