1、    基于CAN總線的單片機與數字信號處理器通信系統設計0引言眾所周知，雖然目前8位單片機正逐漸被速度高，性能強的16位或32位微處理器所取代，但8位單片機仍以其低廉的價格、豐富的外圍芯片以及眾多的多功能產品而在低端應用市場占據主流地位。數字信號處理器(DigitalSignalProcessor，DSP)作為一種具有高速數字信號處理能力的新型單片機，在通信、自動控制、航天航空、軍事、醫療等領域廣泛應用。在比較復雜的測控系統中，如微機電動機保護裝置，要求在毫秒級的短時間內對電動機實現實0 引 言    眾所周知，雖然目前8

2、位單片機正逐漸被速度高，性能強的16位或32位微處理器所取代，但8位單片機仍以其低廉的價格、豐富的外圍芯片以及眾多的多功能產品而在低端應用市場占據主流地位。數字信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)作為一種具有高速數字信號處理能力的新型單片機，在通信、自動控制、航天航空、軍事、醫療等領域廣泛應用。在比較復雜的測控系統中，如微機電動機保護裝置，要求在毫秒級的短時間內對電動機實現實時保護和測量，所以對裝置硬件系統的實時數據處理能力要求較高，而傳統的基于單CPU微處理器的方案己經難以勝任。因此，這里采用數字信號處理器與單片機構成的雙CPU結構。由數字信號處理器完成多通

3、道AD轉換、各種判據算法的運算等功能，而單片機作為整個裝置的控制單元，主要負責實時時鐘控制、參數管理、人機接口及串并行通信接口的控制等。這種雙CPU結構充分發揮數字信號處理器與單片機各自的功能特點。其中，雙CPU系統之間的數據通信可采用雙口RAM、串行通信等方式，但這兩種方式存在只能實現點對點通信，通信速度慢，可靠性差等缺點，不利于系統擴展。因而研究通信速度快，可靠性高，實時性強的CAN總線通信系統具有重要意義。1 CAN總線介紹    控制器局域網絡(Controller Area Network，CAN)是一種串行多主站控制器局域網總線。它具有很高的網絡安全性

4、、通信可靠性和實時性，而且簡單實用，網絡成本低，特別適用于環境溫度惡劣、電磁輻射強和振動大的工業環境。CAN總線可有效支持分布式控制或實時控制。該總線的通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光纖。其主要特點如下：    (1)CAN總線為多主站總線，各節點可在任意時刻向網絡上的其他節點發送信息，且不分主從；    (2)CAN總線采用獨特的非破壞性總線仲裁技術，高優先級節點優先傳送數據，故實時性好；    (3)CAN總線具有點對點、一點對多點及全局廣播傳送數據的功能；    (4

5、)CAN總線采用短幀結構，每幀有效字節數最多為8個，數據傳輸時間短，并有CRC及其他校驗措施，數據出錯率極低；    (5)CAN總線上某一節點出現嚴重錯誤時，可自動脫離總線，而總線上的其他操作不受影響；    (6)CAN總線系統擴充時，可直接將新節點掛在總線上，因而走線少，系統擴充容易，改型靈活；    (7)CAN總線的最大傳輸速率可達1 Mbs，直接通信距離最遠可達10km(速率在5 Kbs以下)；    (8)CAN總線上的節點數取決于總線驅動電路，在標準幀(11位

6、報文標識符)時，可達到110個，而在擴展幀(29位報文標識符)時，個數不受限。2 單片機與數字信號處理器CAN通信系統接口電路設計    單片機與數字信號處理器種類較多，在研究其通信系統時，以廣泛使用的MCS-51單片機以及適于運動控制的美國德州儀器(TI)公司TMS320LF2407為例進行研究。21 單片機通信系統接口電路設計    MCS-51單片機組成CAN通信系統需要擴展CAN控制器，本系統采用的CAN控制器是SJA1000。SJA1000是PHILIPS公司生產的既支持CAN 20B，又支持CAN 20A的CAN控制器。與SJA1000配套使用的CAN總線驅動器是PCA82C250，它是PHILIPS推出的CAN控制器和物理總線接口芯片，可提供對總線的差分發送和接收。CAN模塊總線控制器、總線驅動器連接基本方法如圖1所示。為增強CAN總線節點的抗干擾能力，SJA1000