利用C164單片機設(shè)計自動攤鋪機通信模塊

6.2 CAN總線通信軟件設(shè)計

自動攤鋪機系統(tǒng)CAN總線通信軟件設(shè)計的任務(wù)是：在選定通信規(guī)程CAN2.0B以后，規(guī)定各計算機傳送數(shù)據(jù)的格式和約定；協(xié)調(diào)各計算機之間的通信；統(tǒng)一考慮通信中的可靠性措施。

6.2.1 數(shù)據(jù)發(fā)送模式

由于要傳送數(shù)據(jù)的重要程度、傳送周期不同，在本系統(tǒng)的通信中采用兩種不同的數(shù)據(jù)發(fā)送模式：

（1）發(fā)送模式0：即發(fā)送一次，不檢測接收是否正確，發(fā)送結(jié)束返回。接收方接收到此類數(shù)據(jù)包后，不必發(fā)送應(yīng)答信息包。該數(shù)據(jù)包的特點是：按照一定周期定時發(fā)送，用于主操作面板上的狀態(tài)顯示，所以偶爾的傳送失敗不會影響系統(tǒng)的正常運行與操作。

（2） 發(fā)送模式1：即一定要將數(shù)據(jù)包正確發(fā)送給接收方。采用重發(fā)機制，等待接收方應(yīng)答，若沒有接收到應(yīng)答則重發(fā)。5次發(fā)送均失敗，則返回FALSE，由發(fā)送方做出相應(yīng)的處理動作，如報警、停機等；成功則返回TRUE。該數(shù)據(jù)包的特點是：由相應(yīng)事件觸發(fā)發(fā)送，如果傳送失敗，將影響系統(tǒng)的正常運行。

6.2.2 數(shù)據(jù)發(fā)送模式

對于自動攤鋪機系統(tǒng)來說，其CAN 網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點數(shù)量較少，而每種數(shù)據(jù)包只需要一部分節(jié)點來接收，因此在通信設(shè)計中利用數(shù)據(jù)幀標識符來實現(xiàn)定址組播。為避免接收不必要的數(shù)據(jù)包，對接收節(jié)點按位編址，每個節(jié)點對應(yīng)驗收濾波中的一位。若一個報文標識符高8位中對應(yīng)位為1，則接收；否則忽略。因此只要在發(fā)送節(jié)點根據(jù)數(shù)據(jù)包內(nèi)容設(shè)置合適的報文標識符，數(shù)據(jù)包即可被相關(guān)節(jié)點正確接收，而被無關(guān)節(jié)點忽略。

6.2.3 校驗

在CAN 結(jié)構(gòu)的MAC層中已經(jīng)實現(xiàn)了循環(huán)冗余碼〔CRC〕校驗。但自動攤鋪機工作環(huán)境惡劣，工作條件復(fù)雜，為了系統(tǒng)通信的可靠性，在控制程序級的通信中也進行校驗。為減輕系統(tǒng)負擔(dān)及降低程序復(fù)雜性，控制程序級的校驗采用了比較簡單的求和取模校驗方式，每個數(shù)據(jù)幀的最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)作為校驗和，其值是之前所有數(shù)據(jù)字節(jié)求和后對256取模的值。各節(jié)點的接收接口中以相同方法計算校驗和，若校驗正確則將數(shù)據(jù)包壓入接收隊列，否則拋棄該包。

6.2.4 數(shù)據(jù)包格式及內(nèi)容

其中：L取值為2—8：采用CAN2.0B標準，使用29位標識符。

ID28—ID21：確定此幀的接收節(jié)點，每位代表1個節(jié)點，可以廣播。

ID20—IDl7：此幀的順序號，每發(fā)一個幀增1，用于區(qū)分不同數(shù)據(jù)幀與重發(fā)數(shù)據(jù)幀。

IDl6：應(yīng)答標志位：為1表示此幀需要應(yīng)答，為0表示此幀不需應(yīng)答。

IDl5—IDl3：指定此幀的發(fā)送節(jié)點，0—3分別代表左交互機、右交互機、車體行駛測控機和找平輸分料測控機。

ID12—ID0：無意義。

6.3 CAN總線通信編程

CAN總線通信編程是一個比較煩瑣的事情，主要是涉及諸多的CAN寄存器，但只要掌握其規(guī)律和技術(shù)關(guān)鍵，就會變得容易起來。下面是CAN總線通信編程的實現(xiàn)步驟：

（1）CAN模量初始化；

（2）定義每一個信息體；

（3）裝載信息體數(shù)據(jù)（僅針對發(fā)送信息體）；

（4）接收信息體接收數(shù)據(jù)；

（5）發(fā)送一個信息體；

（6）檢查一個信息體；

（7）檢查是否關(guān)閉CAN總線。

為便于進行模塊化編程，將CAN通信功能封裝成一個個子程序，并且生成一個專用的程序庫，供不同的程序員調(diào)用，這樣就提高了編程效率，并易于功能擴展。下面給出其中的兩個子程序。

下面為發(fā)送一個信息體的CAN通信程序：

#include //C164寄存器定義

#include //CAN控制寄存器定義

void send_mo_16x（unsigned char a） //發(fā)送信息體“a”（114）

{

if（（a＜15）（a））*msgctrl_ptr_16x[a]=0xefff; //置位TXRQ

}

下面為檢查是否關(guān)閉CAN總線的CAN通信程序：

#include //CAN控制寄存器定義

unsigned char check_busoff_16x（void） //檢查總線是否關(guān)閉，并在必要時恢復(fù)

{

unsigned char busoff_var=0;

if（SR0x80） //如果BOFF=1

{

busoff_var=1;

CR=CR0xfe; //恢復(fù)關(guān)閉的總線（清零INIT）

}

}

7.結(jié)論

由于攤鋪機的功能繁多，運作復(fù)雜，工作環(huán)境十分惡劣，因此控制系統(tǒng)的工作可靠性問題就是自動攤鋪機設(shè)計的關(guān)鍵。在本系統(tǒng)中，利用RS232C 實現(xiàn)了主交互機與移動電話之間的串行通信；采用帶CAN總線的單片機完成不同模塊各自的功能，又通過CAN總線傳送數(shù)據(jù)或命令，實現(xiàn)了功能分散又集中監(jiān)視，危險分散。因此，很適合于自動攤鋪機中分布式控制系統(tǒng)的實現(xiàn)?，F(xiàn)場實驗結(jié)果表明：該通信模塊具有良好的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。