基于CAN總線信號采集系統電路設計

王曉鵬

摘要：CAN是Controller Area Network的簡稱，CAN-BUS稱為控制器局域網總線技術，本文采用CAN總線2.0B協議，硬件設計采用C8051F040單片機作為核心，CAN總線控制器為飛利浦公司的SJA1000，可以采集溫度、電流、開關量等多種信號，由CAN總線傳輸到上位機后，該上位機實現操作員與底層節點之間的信息交互。

關鍵詞：現場總線；CAN總線；C8051F040；SJA1000

中圖分類號：TP366 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）06-0200-01

1 簡介

CAN總線的幀可以分為四種類型，總線上傳輸的大多數都是數據幀，數據幀負責攜帶數據從發送器到接收器；CAN總線發送數據時，該節點的CPU把將要發送的數據和標識發送給CAN芯片，則該芯片進入準備狀態。Cygnal公司的51系列單片機C8051F040是集成在芯片上的混合信號系統單片機，該單片機是目前8位單片機控制系統的發展方向。芯片上有1個12位多通道ADC、2個12位DAC、2個電壓比較器、1個電壓基準、1個32kB的FLASH存儲器、具有與MCS-51指令集完全兼容的高速CIP-51內核，峰值速度可達25MIPS，使用ADC來采集溫度，電流等模擬信號，將結果存儲在單片機中，待總線空閑時發送給上位機。SJA1000 是一種獨立控制器，用于移動目標和一般工業環境中的區域網絡控制，工作模式為PeliCAN， 該模式支持具有很多新特性的CAN 2.0B 協議。

2 CAN總線硬件電路設計

2.1 CAN總線接口電路

C8051F040連接SJA1000需要提供數據線、地址線和控制信號。SJA1000支持與3.3V供電的C8051F040直接連接，這時要將Mode引腳接高電平。CAN總線接口電路圖如下圖1。

2.2 C8051F040外圍電路設計

C8051F040外圍電路包括電源3.3V設計模塊、晶振模塊、JTAG。電源模塊采用芯片AS1117，它將+5V電源轉換為+3.3V輸出，該單片機供電電源模塊原理圖如下圖2。

3 系統軟件設計

編譯環境使用集成了Keil C51編譯器的開發環境Silicon Laboratories IDE ，在IDE環境下完成程序的編譯和調試。

4 結語

本設計完成了底層節點的軟硬件設計，搭建了一套CAN總線數據采集系統，經過實驗測定基本可以達到指標要求。

參考文獻

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