用PIC16F876和MCP2510实现CAN总线通信模块的方案

用PIC16F876和MCP2510实现CAN总线通信模块的方案

第２４卷第５期

电气传动自动化

Ｖ０１．纠．Ｎｏ．５

２∞２年１０月

ＥＩｅｃｔｒｉｃ

Ｄｒｊｖｅ

ＡＩｎｏｍａｄｏｎ

Ｏｃｔ．．∞０２

文章编号：１００５—７２７７（２００２）０５—００４３一０３

用ＰＩＣｌ６Ｆ８７６和ＭＣＰ２５１０实现ＣＡＮ

总线通信模块的方案

于大元．万永波，戴庆瑜

（陕西科技大学自动控制工程系．陕西威阳７１２０８１）

摘要：叙述了应用ＰＩＣｌ６Ｆ８７６和ＭｃＰ２５１０实现ｃＡＮ总线数据通信模嵌．模堤内部采用ｓＰＩ数据传精与ＰｗＭ输出控制，组成一个演示系统。培出了系统结构框图与软硬件设计思路，提出了一种具有高可靠性、实时性和灵活一眭的ｃＡＮ总线通信网络的实现方法。关键词：ｃＡＮ；ＰＪｃ；串行通信网络；ｓＰＩ中国分类号：ＴＰ３３６

文献标识码：Ｂ

Ｓｃｂｅｍｅｏｆｒｅａｕｚｊｎｇ（冼Ｎｂｕｓｃｏｍｍｕｎｉ∞旺ｏｎｍｏｄｕ｜ｅｗｉｔｌｌＰＩＣｌ６Ｆ８７６ａｎｄＭＣＰ２Ｓ１０

ＹＵ

Ｄ唧ＨⅡｎ，ｗＡＮ‰ｎｇ舶，ＤＡ王Ｑｉｎ舯“

（＾７ｃｚｏｔＤｎｆｒ。ｚ

Ｅ“ｇ‘ｎ￡ｅ兀ｒ喀ｚ’叩。ｎ删￡。，ｓ＾ｎｒ城ｉ，ｕｎｆ螂ｆ竹可ｓｃｉⅢｄ柑

扎如肋Ｚ唧．肖ｉ口ｎｍ喟７１２０８ｌ，西ｉｎⅡ）

Ａｂｓｎｌｄ：ＡｍｏｄｕｌｅｏｆＣＡＨｄａｔａ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ；ｏｎｕｓｊ“ｇｔｈｅ

ＭＣＰ２５１０蚴ｄＰｌＣｌ６Ｆ８７６ｉｓ

ｄ洲ｉｂｅｄ

ＴｈｅＳＰＩ

ｃｏｍｕｎｉｃ｝

ｔｌｏｎ蛐ｄ

ＰＷＭｏｕｔｐｕｔｃｏｎｔｒ。１ｗｈｌｃｈ

ａｒｅ

ｕｓｅｄ

４Ｉ呻“ｇｔｈｅｄｅｖｉｃｅｉｎｔ№功０ｄｕｌｅｈ拍ｃ０山ｐｏｓｅｄ０ｆ

ａ

ｓｈｏｗ町ｓｔｅｍ缸ｒＬＥＤ．Ｔｈｅ

ｎｏｗｃｈａｎｏｆｄ…ｎｄ

ｔｈｅ

ｎ试“ｐｍ酽锄ａｎｄ山ｅｄｅｓ培ｎ

ｃｅｃｈｍｑｕｅ

ａｒｅ

ｇｉＶｅｎｏｕｔ，ａｎｄ

ａ伸ａｌｉｚａｄｏｎｍｅｔｈｏｄ０ｆｃｆ州ｂｕ日祈ｔｈ

ｈｉｇｈ睁

ｃｕ订ｔｙ，瑚ｌ

ｎ虹ｌｂ】ｅｊｓａｌｓｏｐ址ｆ０州ａｒｄ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＮ；ＰｌＣ；ｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａ由ｎｎｅＩ；ＳＰＪ

ｌ引言

信息均包含有ｃＲｃ校验及其他检测措施．降低了数据出错率。

控制器局域网总线ｃＡＮ（ｃｏｎｔｍｌｌｅｒ

ＡｒｅａＮｅｔ—

ｃＡＮ总线通过两根通信线收发数据，每个节

ｗｏｒｋ）属于总线式串行通信网络，其总线规范现已点是以广播的方式将数据通过总线传送出去．此时

被ＩｓＯ国际标准组织制订为国际标准。它有较强的总线上的数据接收端则被设置为接收状态，并且在

抗干扰能力，广泛应用在离散控制领域。本文介绍使用ＰＩｃｌ６Ｆ８７６和ＭｃＰ２５】Ｏ实现ｃＡＮ总线数据

收到数据后再送出预先设定好的接收应答信号，表

通信模块。

示数据被正确完整传输。ｃＡＮ总线协议中仅包括两种状态即显性（逻辑“１”）和隐性（逻辑“０”）。总线２

ｃＡＮ总线数据通信的特点

访问冲突运用逐位仲裁规则，借助标识符ＩＤ解决。ｃＡＮ协议是建立在国际标准组织的开放系统

仲裁期问，每一个发送器都对发送位电平与总线上互连模型基础上的，其模型结构只有三层，即０ｓＩ

检测到的电平进行比较，若相同则该单元可继续发底层的物理层、数据链路层和顶层的应用层。其信送。当发送一个“隐性”电平（ＲｅｃｅｓｓｉｖｅＬｅｖｅｌ），而在号传输介质为双绞线，通信速率最高可达ｌ

总线上检测为“显性”电平（ＤｏｍｉｎａｎｔＬｅｖｅｌ）时．该单

Ｍｂｐｓ／

柏ｍ，直接传输距离最远可达１０ｋｍ／５ｋｂｐｓ，可挂接

元退出仲裁，并且再传送后续位；当总线处于空闲设备数最多可达１１０个。ｃＡＮ的信号传输采用短帧

状态时．该节点会进行重新发送．如果节点无误表结构，每一帧的有效字节数为８个，因而传输时间

明数据传送完毕。短，受干扰的概率低。当节点出现严重错误时，具３系统硬件构成

有自动关闭的功能，以切断该节点与总线的联系，使总线上的其他节点及其通信不受影响，它的每帧

系统的硬件可以分为ｃＡＮ网络通信模块和ｃＡＮ网络模拟量输入板两部分。

万方数据

用PIC16F876和MCP2510实现CAN总线通信模块的方案

电气传动自动化第２４卷第５期

３．１

ＣＡＮ网络通信模块如图２所示为系统的结构图，ＰＩｃｉ６Ｆ８７６微控制器通过ｓＰｌ接口实现与ＭｃＰ３２０ｌ和ＭｃＰ２５ｌｏ片间串行通信，达到硬件功能扩展的目的。ＭｃＰ３２０ｌ实现模数转换功能，而ＭｃＰ２５１０用于处理ｃＡＮ总

线通信的底层协议。

ｃＡＮ网络通信模块可利用ＰＩｃ微控制器实现，完成ｃＡＮ总线控制器的各种功能。ＭｃＰ２５１０单片控制器在目前市场上是体积最小，最易于使用的

ｃＡＮ控制器，是系统总线接口的核心器件。它可用

来处理所有发送和接收的报文信息，具有中断接

口．最大传输速率ｌＭｂｐ８，还可以监控多个器件，各

在这种情况下，每一模块可以将自身的压力变送器的值发送出去，也可以接收其他节点上压力变送器的数据。数据的识别是通过各个节点的编号来实现的，即０１、１０和ｌｌ，这种标识在接收和发送

时都会被用到，节点１被设置为接收节点２的数

节点单独编程，避免了繁杂的布线工作。．ⅥｃＰ

２５ｌＯ

ｃＡＮ控制器同样也矬｝了串行通信（ｓＰＩ—ｓｅｄａｌ

Ｐｅｄｐｈｅ村Ｉｎｔｅ血ｃｅ）端口，方便Ｍｃｕ连接。本方案中

要用到的ＭｃＰ３２０ｌＡ／Ｄ转换器也含有ｓＰＩ端口．ＭｃＰ２５１０内部框图如图１所示。

据，节点２被设置为接收节点３的数据，节点３被设置为接收节点ｌ的数据。并且每个压力变送器的西输出值都会直接影响到该节点的ＰＷＭ输出

ｉ一

ｓｏ

比例，即影响ＬＥＤ的亮度．如图３所示。

ｃＡＮ驱动采

用ＰＣＡ８２Ｃ２５叩，可以实现输入输

出信号与ｃＡＮ总线之间Ｏ～５

ｖ

到±１２ｖ的电平

图Ｉ

ＭＣＰ坫１０内部框图

转换。ＭｃＰ３２０ｌ是一片１２位ＡＤ转换器．在电路板上带有采样保持电路，转换

程序存储在ＰＩｃｌ６Ｆ８７６微控制器中，通过读取４个微动开关状态来标识发送与接收信息，同时还

包含一路脉宽调制（ＰｗＭ）输出控制一个ＬＥＤ。也可以利用ＭＰＬＡＢＩｃＤ（Ｉｎ

ｃｉｒｅｕｉｔ

Ｄｅｂｕ鹤ｅｒ在线调试

器的输入来自一个差动放大器，它首先将采样保持电路的输出数

据进行转换．然后再通过外围串行接口ｓＰＩ将数据送人ＰＩｃｌ６Ｆ８７６进行处理。差动放大器采用

ＭｃＰ６０２．其输入电压是来自压力传感器的０—５

ｖ

器）进行在线调试缩程。

３．２

囝３总线与节点连接图

ｃＡＮ网络模拟量输入扳

压力传感器的输出信号经一个差动放大器ＭｃＰ６０２与ＭｃＰ３２０１１２位Ａ／Ｄ转换器变为数字量，