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CAN现场总线的时间信息共享技术

发布时间:2020-07-21 18:03:55 阅读: 来源:电工刀厂家

电子时间引信系统从火控计算单元提取的射弹飞行时间数据需要实时可靠地传送给编程装置,为保证时间信息传送的准确、及时,本文采用CAN总线进行时间信息的传输。

本文引用地址:总线具有突出的可靠性和实时性,适合在复杂的战场环境下工作,基于CAN现场总线的时间信息数据接口,可充分保证时间信息的传送,并为电子时间引信系统提供标准的数据接口,便于应用在其它防空武器系统的嵌入式改造或未来数字化防空武器系统中。本文阐述了CAN现场总线、总线接口技术、时间信息提取电路结构、信息无线发送结构等原理,及如何利用CAN现场总线技术实现时间信息共享技术。

CAN现场总线概述

CAN(Controller Area Network)总线诞生和发展于汽车工业自动控制领域,是两线制多主对等总线型拓扑网络,能有效地支持具有很高安全等级的分布实时控制,是唯一有国际标准的现场总线(Field Bus),目前发展到CAN2.0B规范,应用范围极为广泛。

CAN总线用显性和隐性两个互补的逻辑值表示0和1,总线接口上同时发送显性和隐性位时,总线值是显性,实现逻辑与。根据ISO/OSI参考模型,CAN的层次划分为:数据链路层,包括逻辑链路控制子层和介质访问控制子层;物理层。

CAN总线信息的报文传输有数据帧、远程帧、错误帧和过载帧四种不同类型的帧,数据帧和远程帧可以使用标准帧和扩展帧2种不同格式,标识符域的长度分别为11位和29位。CAN的帧由不同的位域组成,以数据帧为例,它包括7个不同的位域:帧起始、仲裁域、控制域、数据域、CRC域、应答域和帧结尾,如图1所示。

为获得安全的数据发送,CAN总线采取错误检测和处理的措施,在报文传输过程中设有位错误、填充错误、CRC错误、格式错误和应答错误5种错误类型,对于故障的界定有错误激活、错误认可和总线关闭3种状态。

智能节点接口技术

节点是CAN网络上信息的起点和终点,智能节点是指具有微处理器的节点,具体有可靠性、兼容性、信息处理能力等方面的优势。智能节点硬件设计包括CAN控制芯片与MCU的连接和CAN控制芯片与PC的连接,典型的智能节点结构为MCU+CAN控制器+CAN驱动器,具有CAN模块的MCU微控制器将前2者合二为一,如PIC18F458、MC68HC908GZ16、P8Xc591,使操作更加方便。PC机上的智能节点设计多采用CAN适配卡,由ISA接口、双口RAM、嵌入式微处理器、CAN控制器、CAN驱动器组成。

智能节点软件设计的核心内容为CAN节点初始化、报文发送和报文接收,还包括CAN总线错误处理、总线关闭处理、接收滤波处理、波特率参数设置、自动检测以及CAN总线通信距离和节点数的计算。

采用PIC18F458微控制器设计的智能节点如图2所示。

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