基于CAN协议的现场总线仪表的设计

随着微电子技术的出现和发展，现场总线技术日益成为国内外仪表界的关注焦点。CAN现场总线作为一种有效支持分布式控制和实时控制的技术，以其稳定性好、可靠性高、抗干扰能力强、通讯速率高、维护成本低及其独特的设计越来越受到人们的重视，并被公认为最有前途的现场总线之一。随着现场总线技术的迅猛发展，传统的自动化仪表受到严重挑战，取而代之的将是具有开放性的现场总线仪表，基于CAN协议的现场总线仪表的研究与开发具有非常现实的意义。 本文在分析论述了现场总线技术的有关性能特点及CAN协议规范后，就开发CAN现场总线系统的有关技术作了分析和研究，并在此基础上，重点讨论了管理计算机的CAN通讯卡、CAN总线的输入仪表和输出控制仪表硬、软件的整体设计方案。 在硬件上完成了基于SJA1000 CAN控制器和双端口RAM IDT7007的CAN通信卡的电路、基于SJA1000 CAN控制器和20位多量程A/D转换器的数据采集仪表的电路、以及基于SJA1000 CAN控制器和TLC5616 D/A转换器的输出控制仪表的电路设计及实验。 在软件上实现了PC机通过CAN通信卡对CAN现场总线仪表实现远程管理、远程监控、远程组态、远程校正等功能、CAN数据采集仪表实现数据采集及CAN通信等功能、CAN输出控制仪表实现输出控制及CAN通信等功能。 通过实际运行表明，基于CAN协议的现场总线仪表的稳定性、实时性以及精度都比传统仪表优越：基于CAN现场总线仪表的监控系统在容错处理、数据交换、系统管理、抗环境干扰等方面都比传统仪表组成的系统功能强。