基于CAN總線的家庭控制器的設計與實現

　　在數據鏈路層中,規(guī)定了支持CAN協議的兩種幀類型：數據幀和遠程幀。數據幀用來發(fā)送數據,用于一個節(jié)點傳送信息到其它任一或所有節(jié)點;遠程幀用來“遠程發(fā)送請求”,用于一個節(jié)點主動要求其它節(jié)點發(fā)送信息,兩種幀的具體格式如圖2所示。

　　硬件電路設計

　　家庭控制器硬件設計

　　本系統是由許多智能家庭控制器通過CAN總線相連而組成的一個控制器局部網,因此,CAN總線的設計就顯得極為重要。其中,CAN控制器的選取、CAN收發(fā)器以及抗干擾措施將成為設計的關鍵。

　?、貱AN控制器的選取

　　為了系統進一步擴展的需要,可選取支持CAN2.0B通信協議的SJA1000。SJA1000是PHILIPS公司最新生產的既支持CAN2.0B又支持 CAN2.0A的CAN控制器,它與僅支持CAN2.0A的CAN控制器PCA82C200在硬件上和軟件上完全兼容。

　　②CAN收發(fā)器

　　PCA82C250是PHILIPS公司的CAN控制器和物理總線間的接口,提供對總線的差動發(fā)送和接收能力。它與ISO11898標準完全兼容,有三種不同的工作方式即高速、斜率控制和待機,可根據實際情況選擇。

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　　為了進一步提高系統的抗干擾能力,在控制器SJA1000和收發(fā)器PCA82C250之間增加了由高速隔離器件6N137構成的隔離電路,電源采用DC-DC變換器。

　　硬件電路中使用PCA82C250是為了增大通信距離,提高系統的瞬間抗干擾能力,保護總線,降低射頻干擾（RFI）,實現熱防護等。

　　CAN器件與微處理器的硬件結構圖如圖3所示。

CAN接口適配卡和CAN總線中繼器

　　CAN接口適配卡完成CAN-PC總線的通信。適配卡由單片機89C51、CAN控制器SJA100、CAN收發(fā)器89C250及其控制電路組成。

　　由于CAN收發(fā)器的限制,在一個CAN總線網絡中,最多只能有110個CAN節(jié)點,最多只能有110個CAN節(jié)點。利用中繼器可對CAN總線進行擴展,不但可使CAN節(jié)點總數達到2032個,而且可使CAN通信距離成倍增加,同時也可以把兩個不同速率的CAN網連接在一起,組成更復雜的CAN網絡。