CAN現(xiàn)場總線的時間信息共享技術(shù)

電子時間引信系統(tǒng)從火控計算單元提取的射彈飛行時間數(shù)據(jù)需要實時可靠地傳送給編程裝置，為保證時間信息傳送的準(zhǔn)確、及時，本文采用CAN總線進(jìn)行時間信息的傳輸。

CAN總線具有突出的可靠性和實時性，適合在復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境下工作，基于CAN現(xiàn)場總線的時間信息數(shù)據(jù)接口，可充分保證時間信息的傳送，并為電子時間引信系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，便于應(yīng)用在其它防空武器系統(tǒng)的嵌入式改造或未來數(shù)字化防空武器系統(tǒng)中。本文闡述了CAN現(xiàn)場總線、總線接口技術(shù)、時間信息提取電路結(jié)構(gòu)、信息無線發(fā)送結(jié)構(gòu)等原理，及如何利用CAN現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)時間信息共享技術(shù)。

CAN現(xiàn)場總線概述

CAN(Controller Area Network)總線誕生和發(fā)展于汽車工業(yè)自動控制領(lǐng)域，是兩線制多主對等總線型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，能有效地支持具有很高安全等級的分布實時控制，是唯一有國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線(Field Bus)，目前發(fā)展到CAN2.0B規(guī)范，應(yīng)用范圍極為廣泛。

CAN總線用顯性和隱性兩個互補(bǔ)的邏輯值表示0和1，總線接口上同時發(fā)送顯性和隱性位時，總線值是顯性，實現(xiàn)邏輯與。根據(jù)ISO／OSI參考模型，CAN的層次劃分為：數(shù)據(jù)鏈路層，包括邏輯鏈路控制子層和介質(zhì)訪問控制子層；物理層。

CAN總線信息的報文傳輸有數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯誤幀和過載幀四種不同類型的幀，數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀可以使用標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀2種不同格式，標(biāo)識符域的長度分別為11位和29位。CAN的幀由不同的位域組成，以數(shù)據(jù)幀為例，它包括7個不同的位域：幀起始、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域、CRC域、應(yīng)答域和幀結(jié)尾，如圖1所示。

為獲得安全的數(shù)據(jù)發(fā)送，CAN總線采取錯誤檢測和處理的措施，在報文傳輸過程中設(shè)有位錯誤、填充錯誤、CRC錯誤、格式錯誤和應(yīng)答錯誤5種錯誤類型，對于故障的界定有錯誤激活、錯誤認(rèn)可和總線關(guān)閉3種狀態(tài)。

智能節(jié)點接口技術(shù)

節(jié)點是CAN網(wǎng)絡(luò)上信息的起點和終點，智能節(jié)點是指具有微處理器的節(jié)點，具體有可靠性、兼容性、信息處理能力等方面的優(yōu)勢。智能節(jié)點硬件設(shè)計包括CAN控制芯片與MCU的連接和CAN控制芯片與PC的連接，典型的智能節(jié)點結(jié)構(gòu)為MCU+CAN控制器+CAN驅(qū)動器，具有CAN模塊的MCU微控制器將前2者合二為一，如PIC18F458、MC68HC908GZ16、P8Xc591，使操作更加方便。PC機(jī)上的智能節(jié)點設(shè)計多采用CAN適配卡，由ISA接口、雙口RAM、嵌入式微處理器、CAN控制器、CAN驅(qū)動器組成。

智能節(jié)點軟件設(shè)計的核心內(nèi)容為CAN節(jié)點初始化、報文發(fā)送和報文接收，還包括CAN總線錯誤處理、總線關(guān)閉處理、接收濾波處理、波特率參數(shù)設(shè)置、自動檢測以及CAN總線通信距離和節(jié)點數(shù)的計算。

采用PIC18F458微控制器設(shè)計的智能節(jié)點如圖2所示。