基于CAN总线的微型数据采集系统设计.pdf

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1、基于CAN总线的微型数据采集系统设计吴志玲，等基于CAN总线的微型数据采集系统设计DesignoftheMiniatureDataAcquisitionSystemBasedonCANBus关志给斯鸿陈昌鑫互梧(中北大学电子测试技术重点实验室、仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051)摘要：车载系统对数据采集模块的微型化和实时性要求越来越高。为此，采用SoC型单片机和实时性较强的CAN总线，设计了数据采集系统。通过控制单片机内部的CAN核，使系统的数据采集与数据传输过程能够同时进行，成功解决了内部消息冲突

2、的问题。CAN总线超强的检错纠错能力使系统的可靠性得到保证，实时性和灵活性也得到很大的提高，系统具有广泛的应用价值。关键词：车载系统CAN总线数据冲突数据采集可靠性中图分类号：TP391文献标志码：AAbstract：Forvehicle—mountedsystem，thedemandsonminiaturizationandrealtimeperformanceofdataacquisitionmodulearegettingincreasinglyhigh．Tosolvethisproblem，thedataacqu

3、isitionsystemisdesignedbyadoptingtheSoCtypesinglechipcomputerandCANbusthatiswithgoodrealtimeperformance．ThroughcontrollingtheCANcoreinsidethesinglechipcomputer，theprocessesofdataacquisitionanddatatransmissioncanbesynchronouslyconducted，thusthecollisionofinternalm

4、essagescanbeeliminatedsuccessfully，Thereliabilityofthesystemisguaranteedbythesuperhighcapabilityoferr(·rdetectionandcorrectionprovidedbyCANbus，inaddition-therealtimeperformanceandflexibilityofthesystemarealsoenhanced，thesystempossessesextensiveapplicablevalues．Ke

5、ywords：Vehicle—mountedsystemCANbusDatacollisionDataacquisitionReliability0引言在测试行业快速发展的今天．数据采集已经发生了重要的变化．数据采集系统已被广泛应用于各类型局域网及分布式领域。数据采集系统之所以能被广泛应用的原因在于：首先，分布式控制应用场合中的智能数据采集系统在国内外已经取得了长足的发展；其次，总线兼容型数据采集插件的数量不断增大：再次，与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。与此同时．国内外各种数据采集系统先后问世，将数据采集技

6、术带人了一个全新的时代。控制器局域网络(controllersareanetwork，CAN)是目前国际上影响最广泛的现场总线之一ll。。CAN总线上数据的传输速率高达1Mbit／s，实时性强，具有较强的检错纠错口1能力，可靠性高。因此，该数据采集系统采用CAN总线进行数据传输。1总体方案数据采集系统结构如图1所示，主要由上位机、多个CAN节点和CAN总线组成。其中CAN节点㈧包括修改稿收到日期：2012—02—21。第一作者昊志玲(1987一)，女，现为中北大学通信与信息系统专业在读硕士研究生：主要从事动态测试与智能仪

7、器的研究。《自动化仪表》第34卷第2期2013年2月传感器、主控制单元、CAN控制器和CAN收发器。图l数据采集系统结构框图Fig．1Structureofthedataacquisitionsystem系统一次完整的数据采集过程说明如下。系统上电复位后，节点开始进行系统初始化。初始化完成后．等待上位机发送开始采集数据的命令。数据采集节点响应该命令后开始采集信号，并将所采集的模拟信号通过单片机内部的A／D模块转换为数字信号。数据采集完毕后进人等待状态，若收到上位机传输数据的命令．则在CAN核的控制下将数字信号经由收发器发

8、送到总线上，再传输给上位机；否则，将数字信号通过CAN的专用缓冲寄存器存储到消息RAM。继续等待上位机的命令．直至节点收到上位机发送的停止数据采集命令。2系统性能本数据采集系统突出的性能优点主要有以下三方面：微型化、可靠性和灵活性。详细说明如下。49基于CAN总线的微型数据采集系统设计吴志玲，等2．1微型化系统微型化