摘　要：介紹了基于CAN的集散式電源控制系統(tǒng)中通信的實現(xiàn)，對其軟硬件的設(shè)計，調(diào)試關(guān)鍵處及其實現(xiàn)的具體功能進行了說明。
關(guān)鍵詞：CAN總線；TMS320LF2407；集散式電源控制系統(tǒng)；通信

　　CAN總線是一種能有效支持分布式控制系統(tǒng)的串行通信網(wǎng)絡(luò)，一方面，其通信方式靈活，可實現(xiàn)多主方式工作，還可實現(xiàn)點對點、點對多點等多種數(shù)據(jù)收發(fā)方式；另一方面，他能在相對較大的距離間進行較高位速率的數(shù)據(jù)通信，例如在3．3km的距離內(nèi)其傳輸速率可達20kb／s。我們的系統(tǒng)是由上位機對多臺并列的單電源控制系統(tǒng)進行控制管理，單電源的間距在100m左右，且其必須置于較高的位置，系統(tǒng)之間要進行快速的數(shù)據(jù)傳輸，CAN總線能很好的滿足該系統(tǒng)的要求。

1　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
圖1是該集散電源控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：CAN0節(jié)點是上位機。

　　本系統(tǒng)用的是C51單片機，外接CAN控制器SJA1000，他對下面多臺下位機傳送控制定值，并且在收集下位機送來數(shù)據(jù)后對其進行分析計算以改變定值。節(jié)點CAN1～CAN31（最多可有31臺）為各單電源的控制部分，我們采用的是TI公司的TMS320LF2407芯片做主控，其上集成有CAN控制器模塊。

2　LF2407及其集成CAN控制模塊介紹
　　LF2407是TI公司推出的定點DSP處理器，他采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，供電電壓為3．3V，指令周期可達25ns，其上集成了包括CAN控制器在內(nèi)的多個外圍模塊及存儲器，適用于電機及逆變電路的控制。

　　CAN控制器模塊是集成于LF2407中的一個16位外設(shè)模塊。該模塊具有以下特性：
　　（1）支持CAN2．0B協(xié)議，支持標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符（11位）及擴展標(biāo)識符（29位），支持?jǐn)?shù)據(jù)幀與遠程幀。
　�。�2）配置有6個郵箱，2個接收（0，1號），2個發(fā)送（4，5號），2個可配置（3，4號）；每個郵箱數(shù)據(jù)長度為8B。接收郵箱可進行標(biāo)識符屏蔽。當(dāng)標(biāo)識符位被屏蔽時，在接收數(shù)據(jù)幀時無須對該位標(biāo)識符進行校驗。
　　（3）具有可編程的位定時器、中斷服務(wù)和CAN總線喚醒功能。
　�。�4）能自動回復(fù)遠程請求，當(dāng)發(fā)送錯誤或數(shù)據(jù)丟失時，有自動重發(fā)功能�！　∶總�郵箱寄存器包含7個字的信息，與各功能模塊控制寄存器相類似，LF2407為其分配了固定的數(shù)據(jù)存儲器地址，例如郵箱0，其寄存器分配如下：


　　MBX0A～D（4個字的存儲空間）地址：7204～7207其中：標(biāo)識符（按29位設(shè)置）在MSGIDnH的后13位和MSGIDnL中。

3　硬件電路設(shè)計及調(diào)試
　　在設(shè)計LF2407的CAN通信電路時應(yīng)注意一個問題，即2407的供電電壓為3．3V，其CAN控制模塊輸出的高電平也只有3．3V，與CAN驅(qū)動器PCA80C250電平（5V）不兼容，在設(shè)計電路時加隔離光耦時要加以注意。圖2所示為下位機側(cè)的CAN通信原理圖。



　　由于TX的輸出光耦采用的是射極輸出方式，我們的輸出光耦應(yīng)采用6N136（137由于其結(jié)構(gòu)原因不能滿足要求），圖3是我們進行數(shù)據(jù)發(fā)送時測試得到的R42兩端的電壓波形（輸出10101010…）


　　由我們對CAN通信控制器的位配置寄存器BCR1的設(shè)置可知，每一位數(shù)據(jù)所占的時間段中，我們的采樣點在70％的時間點，在這一點的輸出電壓必須在額定高低電平的設(shè)定值范圍內(nèi)。我們選定R42＝5kΩ，得到以上波形，滿足采樣點處高電平≥3．5V，低電平≤1．5V。

4　通信協(xié)議及軟件實現(xiàn)
在系統(tǒng)中，上位機給下位機發(fā)送運行定值以及起停信號，并且會定時查詢各單機的運行狀況以對其狀態(tài)進行相應(yīng)的調(diào)整。
具體通信過程分為2類：

　�。�1）上位機向下位機傳送操作命令及定值，上位機發(fā)送的是數(shù)據(jù)幀。
　　上位機發(fā)送完數(shù)據(jù)幀后，若下位機收到該數(shù)據(jù)幀則向上位機發(fā)送確認(rèn)幀，該數(shù)據(jù)幀發(fā)送結(jié)束。若發(fā)送失敗，上位機在等待一段時間后未接收到確認(rèn)幀，則自動重發(fā)該數(shù)據(jù)幀。

　�。�2）上位機對下位機的運行狀態(tài)及各種記錄定值進行查詢，上位機發(fā)送的是遠程幀。
　　遠程幀中只包含有數(shù)據(jù)類型而沒有數(shù)據(jù)內(nèi)容，下位機接到遠程幀后，根據(jù)上位機要求的數(shù)據(jù)類型向上位機傳送數(shù)據(jù)。同時等待上位機的確認(rèn)幀。若未接收到確認(rèn)幀則定時重發(fā)。

　　在該系統(tǒng)中，以標(biāo)準(zhǔn)幀進行通信，即采用11位的標(biāo)識符。其各位的定義如下：
　　ID0～ID4：節(jié)點標(biāo)識，5位的節(jié)點標(biāo)識可使網(wǎng)絡(luò)能容納32個節(jié)點。
　　ID5～ID7：數(shù)據(jù)類型，需要傳送的數(shù)據(jù)種類比較多，上傳的數(shù)據(jù)幀規(guī)定了7種類型（包括確認(rèn)幀），與此對應(yīng)下傳的遠程幀有6種類型，而下傳的數(shù)據(jù)幀