基于CAN總線的淋浴噴頭噴射流動場測試系統
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3 智能節點通信接口設計
掛接在CAN總線上的智能節點在該分布式測試系統中一方面能根據系統需要獨立完成數據采集、控制等任務，另一方面能夠與系統其他節點進行參數同步和信息傳遞。
MCP2551是CAN控制器與物理總線接口的芯片，它用于增強總線的驅動能力，從而增加cAN總線的通信距離并使得總線上可以掛接更多的節點。
為保證整個測控系統的穩定性和CAN總線通信的可靠性，在硬件上加入了多種抗干擾措施。在電路板的電纜入口處使用的LC濾波器，可以濾除CAN總線電纜中傳導的各種高頻干擾信號。瞬態抑制二極管TVS并聯在信號線和信號地線之間，用來釋放電纜受到雷擊或靜電放電時產生的浪涌高壓。在MCP2510和MCP2551之間使用的2個光耦6N137，能很好地解決傳導干擾問題，具有良好的電絕緣和抗干擾效果。隔離型DC／DC芯片B050S-1W將光耦兩端電源隔離開。另外，為了匹配總線阻抗和消除傳輸線上的信號反射，當節點位于CAN總線終端時，用跳線選擇加上120 Ω的電阻。總線連接介質選用屏蔽雙絞線，屏蔽層接地。
3．1 通信接口硬件電路
系統中除主節點通過PCI-CAN適配卡接入CAN總線外，各子節點與總線的接口需要自行設計。考慮到各智能節點所要實現的功能各不相同，為使微處理器能有更靈活的選擇，同時方便通信程序的移植，加快開發進度，系統中子節點均使用相同的獨立CAN總線控制器。子節點通信模塊的硬件電路如圖3所示，主要由微處理器(MCU)、CAN控制器MCP2510和CAN收發器MCP2551組成。其中，MCU實現CAN總線應用層功能，MCP25lO和MCP2551實現CAN總線物理層和數據鏈路層功能。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/191761.htm
MCP2510是一款帶SPI接口的獨立CAN控制器，完全支持CAN總線V2．0A／B技術規范，能夠發送和接收標準和擴展報文，同時具有驗收濾波和報文管理功能。它內含3個發送緩沖器、2個接收緩沖器。MCU能通過標準的SPI接口完成對MCP2510的初始化、工作狀態控制以及數據的讀寫，SPI最高數據傳輸速率可達5 Mbps。此外，MCP2510還具有靈活的中斷管理能力，產生的中斷可以反饋給MCU來處理，滿足不同的實時操作需求。
3．2 通信接口程序設計
CAN總線節點的接口軟件為應用層訪問CAN控制器MCP2510提供了一個便捷通道，該通道屏蔽了MCP2510工作的實現細節，使得應用層面向通信是透明的。通信接口程序主要包括初始化、數據的發送和數據的接收3個部分。完成這3部分程序的編制后，就能進行一般的數據發送和接收。
MCU對MCP2510的初始化操作包括設置SPI數據傳輸速率、CAN通信波特率、濾波寄存器和屏蔽寄存器以及中斷允許標志位等。系統中所有節點設置為同一通信波特率，否則設備間將無法正常通信。
CAN初始化完畢后，方可進行數據的接收和發送。為保證發送數據的完整性和數據接收的實時性，各節點根據需要主動進行數據的發送，而數據的接收采用中斷方式。
發送數據時，將待發送的數據打包成符合CAN協議幀格式的報文后寫入發送緩沖器，并啟動發送。在寫發送緩沖器前先查詢其狀態，只有在有空閑的發送緩沖器時才將報文寫入。啟動發送后，通過查詢狀態寄存器或發送成功中斷標志來判斷報文是否發送成功。
總線報文通過中斷方式進行接收，此中斷在接收緩沖器滿時被觸發。報文傳至某一接收緩沖器后，與該接收緩沖器對應的中斷標志寄存器的RXNIF位將置1。一旦緩沖器中的報文處理完畢，MCU將該位清除等待接收下一條報文。該控制位提供的鎖定功能確保在MCU尚未處理完上一條報文前，MCP2510不會將新的報文載入接收緩沖器。
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