基于CAN總線的小水電多功能自動化裝置的研發(fā)

（3） CAN模塊的數據發(fā)送
CAN發(fā)送數據幀時也采用中斷機制，但與接收中斷不同的是，由于MSCAN初始化時設置發(fā)送器控制寄存器CANTCR，不允許發(fā)送緩沖區(qū)空中斷，所以在發(fā)送數據幀時需要通過設置CANTCR允許發(fā)送緩沖區(qū)空中斷，從而啟動發(fā)送中斷，進入發(fā)送中斷服務程序， CAN發(fā)送中斷流程圖如圖5所示。在中斷服務程序中，設置CANTCR不允許發(fā)送緩沖區(qū)空中斷，直到下一次啟動發(fā)送中斷。確定發(fā)送緩沖區(qū)為空時填寫發(fā)送緩沖數據寄存器并清除發(fā)送緩沖區(qū)空標志，這樣MSCAN才能開始發(fā)送數據。

3.3 裝置內部各CPU模塊的CAN通訊
裝置內部各CPU模塊CAN通訊的信息量很大，所以通訊協(xié)議使用CAN 2.0B擴展模式，報文標識符幾乎不受限制，此時仲裁場的標識符有29位。
在CAN的規(guī)范中，只定義了數據幀的結構，而沒有定義有關發(fā)送和接收的結構信息，所以在編寫通訊程序時，首先需要給數據幀的不同位賦以特定的含義，其中包含數據傳輸所需要的所有信息，包括傳輸源地址、目標地址、幀類型、傳輸字節(jié)數、傳輸信息體等等。由于CAN協(xié)議規(guī)定，每幀最多傳送8個字節(jié)的數據，所以，為了盡可能使8個字節(jié)中的數據都為傳輸信息體，較好的解決辦法就是將其他的信息包含在29位標識符中。本設計中，CAN通訊的數據幀格式定義如表1所示。

其中，前4個字節(jié)是擴展數據幀的仲裁場和控制場，后8個字節(jié)是數據場。
表1在設計中：
PRI：優(yōu)先級。1為低優(yōu)先級，0為高優(yōu)先級，剩余的優(yōu)先級由源地址決定，低地址優(yōu)先級高，該功能可有效支持緊急信息傳送如報警等。
Source Address：發(fā)送數據的源地址。
Type：幀類型，包括單幀、多幀、點對點傳送、廣播傳送。
SRR：在數據幀中，SRR必須為“顯性”電平，而在遠程幀中，SRR必須為“隱性”電平。
IDE：屬于仲裁場，為“隱性”電平。
DLC：表示要發(fā)送的字節(jié)數，等于字節(jié)數減1。由于每幀最多發(fā)送8個字節(jié)的數據，故DLC最大為7。
Data index：索引字節(jié)。單幀沒有索引字節(jié)，所以該字節(jié)為空；多幀數據時Data index表示發(fā)送數據幀的幀序號。
Destination Address：發(fā)送數據的目標地址。
RTR：定義本幀信息為數據幀還是遠程數據幀請求位。
Data length (L), Data length (H)：多幀信息包的長度，只有在傳輸多幀數據的第一幀時填充，其他幀不填充，而可以填充要傳輸的信息體。
6 bytes data：要傳輸的信息體。
遵循上述約定的CAN協(xié)議，各CPU模塊之間的通訊快速可靠，抗干擾性強，傳輸波特率達到500kbps,達到了研發(fā)的性能指標要求。
4 小結
為了實現小型水電站提出的少人值班、無人值班的要求，提高水電站的自動化水平，集發(fā)電機測控保護、勵磁調節(jié)、同期并列、順控、遠程通訊、人機交互等多功能于一體的組合智能裝置是一個經濟可行的技術方案，必將成為小水電綜合自動化未來發(fā)展的趨勢。此研發(fā)的多功能測控裝置采用面向對象的分層分布式結構，各CPU模塊采用CAN總線相連，各模塊之間的數據交互快速可靠、抗干擾性強，在外觀上這些功能模塊都在一個機箱內，結構緊湊，便于安裝使用。實際應用中，既可以在現場獨立運行和操作，又可以在多機系統(tǒng)聯合運行時根據需要配置上位機，構成水電站監(jiān)控系統(tǒng)，具有非常廣泛的應用前景。