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C8051F040在基于CAN总线的分布式测控系统中的应用
摘要：CYGNAL生产的单片机C8051F040是代表８位单片机发展方向的高速（25M）混合信号系统级芯片（SOC）它不仅集成了一般测控系统需要的外设，而且集成了很有发展前景的现场总线—CAN总线控制器，文中对该芯片中的CAN控制器结构作了分析，并给出了在分布式测控系统中使用该芯片的智能节点的硬件、软件设计方案。关键词：C8051F040；CAN总线；分布式；测控节点
１ 概述
分布式在线测控系统是由多个面向设备的、以ＭＣＵ为核心的智能处理单元和多个并行运行且具有不同监测和故障诊断功能的微机构成的。该系统采取“分治”的设计思想?它将数据采集以及部分数据处理任务交给设备层的智能处理单元去完成?而监测诊断层主要负责监视和故障诊断。分布式测控系统设计均应考虑各个节点之间的通信问题?因为通信网络的选取对系统性能有很大影响。 国内已开展了基于现场总线的在线测控系统的研究?并利用ＣＡＮ总线实现设备层的检测处理、单元间的通信以及与上层监测主机的通信。ＣＡＮ总线就是一种支持分布式实时控制系统的串行通信局域网络总线。它的主要特点如下:
●任一个节点均可在任一时刻主动向网络上的其它节点发送数据,而从不分主从,因此，通信比较灵活;
●节点可分为不同的优先级,可以满足不同的实时要求;
●采用非破坏性总线仲裁,当两节点同时向总线发送信息时,优先级低的节点主动停止数据发送?而优先级高的节点可不受影响地继续发送数据；
●通信距离最远可达１０ｋｍ，通信最高速率可达１Ｍｂｐｓ?
●每帧数据的有效字节数为８，因此，可保证很短的传输时间，而且实时性强，受干扰的概率低；
●每帧数据都含有ＣＲＣ（循环冗余）校验及其它校验措施，因而数据出错率很低；
●ＣＡＮ总线节点在严重错误的情况下，可自动切断与总线的联系，以使总线上的其它操作不受影响。
目前，ＣＡＮ总线协议以其可靠性高、实时性好以及独特的设计已经成为总线通信网络的首选?国内目前使用较广的是ＰＨＩＬＩＰＳ 生产的ＳＪＡ１０００ 、８２Ｃ２００等独立的ＣＡＮ控制器，由于这种独立的控制器限制了测控节点的集成度，因此，很多微处理器生产厂家已经开始生产内部集成有ＣＡＮ控制器的ＭＣＵ。美国ＣＹＧＮＡＬ公司生产Ｃ８０５１Ｆ０４０就是内部集成有ＢＯＳＣＨ ＣＡＮ控制器的混合信号系统级芯片（ＳＯＣ）。本文将分析Ｃ８０５１Ｆ０４０ 的ＣＡＮ总线结构、与ＣＰＵ 的接口及初始化配置，同时将给出基于Ｃ８０５１Ｆ０４０的分布式测控节点的设计及系统的实现框架。
２ Ｃ８０５１Ｆ０４０及其内部ＢＯＴＳＨ ＣＡＮ
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