第七章-CAN总线控制器SJA1000.ppt

CAN总线,CAN是控制网络ControlAreaNetwork的简称，最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。其总线规范现已被ISO国际标准组织制订为国际标准，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已广泛应用在离散控制领域。,CAN通信模型只采用了OSI参考模型中的两层：物理层和数据连路层,电气连接、实现驱动器/接受器特性、定时、同步、位编码/解码,接受滤波、超载通知、以及应答、帧编码、数据封装拆装、媒体访问管理、出错检测,CAN总线控制器SJA1000,SJAl000是一种独立CAN控制器。它是PHILIPS公司的PCA82C200CAN控制器的替代产品。SJAl000具有BasicCAN和PeliCAN两种工作方式。PeliCAN工作方式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议。,SJAl000在软件和引脚上都是与它的前款PCA82C200独立CAN控制器兼容的，在此基础上增加了很多新的功能。为了实现软件兼容，SJAl000采用了两种工作方式：BasicCAN方式(PCA82C200兼容方式)和PeliCAN方式(扩展特性方式)。工作方式通过时钟分频寄存器中的CAN方式位来选择。上电复位默认工作方式是BasicCAN方式，BasicCAN和PeliCAN方式的区别如下：在PeliCAN方式下，SJAl000有一个重新设计的含很多新功能的寄存器组。SJAl000包含PCA82C200中的所有位，同时增加了一些新的功能位。PeliCAN方式支持CAN2.0B协议规定的所有功能(29位的标识符)。,新增功能：,标准结构和扩展结构报文的接收和发送；64字节的接收FIF0：标准和扩展帧格式都具有单双接收滤波器(含接收屏蔽和接收码寄存器)；可进行读写访问的错误计数器；可编程的错误报警限制；最近一次的错误代码寄存器；每一个CAN总线错误都可以产生错误中断；具有丢失仲裁定位功能的丢失仲裁中断；单发方式(当发生错误或丢失仲裁时不重发)；只听模式(监听CAN总线，无应答，无错误标志；支持热插拔(无干扰软件驱动位速率检测)；硬件禁止CLKOUT输出。,Intel82527CAN通信控制器,Intel82527CAN通信控制器,82527可通过并行总线与各种微控制器，也可通过串行口与无并行总线的微控制器接口。82527是一种可按CAN规程完成串行通信的高集成度器件;82527是支持CAN规程2.0B标准和扩展报文格式的第一个器件。82527具有一个强功能的CPU接口,它可灵活地与不同的CPU接口。可提供15个8字节数据长度的报文目标。82527还具有实现报文滤波的全局屏蔽功能,带有CAN总线接口的微控制器及I/O器件,CAN总线上的节点既可以是基于微控制器的智能节点，如：8位微控制器P8XC592：Philips16位微控制器87C196CA/CB及P51XAC3CAN总线上的节点也可以是具有CAN接口的IO器件：82C150即是种具有CAN总线接口的模拟和数字IO器件。,CAN总线收发接口电路82C250,82C250是CAN控制器与物理总线之间的接口，它最初是为汽车高速通信(最高达1Mbps)的应用而设计的。器件可以提供对总线的差动发送和接收功能。,CAN控制器SJA1000在系统中的位置,传感器执行元件MMI,模块控制器,CAN控制器,CAN收发器,TX,RX,传感器执行元件MMI,微控制器,SJA1000,82C250,TX,RX,CAN总线,分布模块1,分布模块2,CAN总线的应用,SJA1000与单片机典型接口电路,CAN收发器82C250主要特性,符合ISO11898标准，最高速率1Mbps；抗汽车环境瞬间干扰，具有保护总线能力；斜率控制，降低射频干扰RFI；热保护以及电源和地短路保护；低电流待机模式；未上电的节点对总线无影响；可连接110个节点；工作温度-40+125。,CAN收发器82C250主要特性,内部具有限流电路，可防止发送输出级对电源、地或负载短路。虽然短路出现时功耗增加但不至于损坏器件。若结温超过160，则两个输出端电流限将减小，从而限制了芯片温升。器件的所有其他部分将继续工作。双线差分驱动有助于抑制汽车等恶劣电器环境下的瞬变干扰。,CAN收发器82C250,PCA82C250收发器的典型应用如图。SJA1000的RX和TX分别通过光电隔离电路连接到82C250，82C250的差动收发端CANH和CANL连接到总线电缆。输入RS用于模式控制。Vref输出电压是0.5Vcc，（Vcc=5V）。,CAN总线系统智能节点硬件设计,LonWorks总线,LonWorks是又一具有强劲实力的现场总线技术，它是由美国Ecelon公司推出并由它们与摩托罗拉、东芝公司共同倡导，于1990年正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型的全部七层通讯协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其通讯速率从300bps至15Mbps不等，直接通信距离可达到2700m(78kbps，双绞线),支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质，并开发相应的本安防爆产品，被誉为通用控制网络。,LonWorks通信模型采用了OSI参考模型的全部七层通信协议，被誉为通用控制网络,OSI参考模型,标准网络变量类型：组太性能；文件传送；网络服务,作用,网络变量；外部帧传送,单路/多路应答服务；重复信息服务；复制服务,单路/多路寻址，路径,成帧；数据编码；CRC校验；冲突回避/仲裁；优先级,媒体特殊细节（如调制）；收发种类；物理连接,请求/响应；确认,第三代LonWorks技术应用系统（智能楼宇、连锁店）,Lonworks技术在数字家庭中的应用,Lonworks技术在智能小区中的应用,HART协议,HART（HighwayAddressableRemoteTransducer）协议即“可寻址远程变送器数据通道”是HART控制网络（HARTControlNet）的通信协议标准，它是一种用来在现场智能仪表和控制室设备之间双向通信的协议规程。按照现场总线定义，HART通信协议并不完全符合现场总线技术要求，所以可以说它是模拟系统和数字总线之间的一种过渡措施。HART协议最初是由美国Rosemount公司开发的，它采用了美国贝尔实验室的Rell202通信标准中的频移键控FSK（FreguencyShiftKeying）技术，在传统的420mA直流模拟信号上叠加了一个频率信号。它成功地使模拟与数字通信可以同时进行而互不干扰。具有HART协议的智能仪表既可以在传统的模拟系统上使用，也可以在新型的数字网络系统中使用，它是在新旧技术交替阶段的一种最佳方式。,HART控制网络通信协议的特点（A）因HART协议既具有常规模拟信号的功能，又具有现代数字信号的功能，所以用户在控制系统中可以将具有HART协议接口的智能仪表与常规模拟仪表一起混合使用，并逐步实现系统的数字化，减少风险和投资，是目前最有效的过渡方式。（B）若采HART协议的数字通信方式，则系统中调制解调器或网桥以上系统可构成总线结构形式，可节省大量接线和安装费用。并可以通过电话线进行通信。,（C）支持多主站（PC机和手机编程器）的主从模式，通信方式为“点对点”的问答模式或“多点”的成组模式。采用统一的报文格式，有多种纠错和数据检验方法。（D）为解决不同生产厂家HART协议产品互操作性和互换性问题，HART协议采