基于LabVIEW的便攜式汽車儀表檢測儀的研制----設計方案與硬件結構（二）

　　3.1.2數據通信(總線)

　　數據通訊是把數據的處理和傳輸合為-體，實現(xiàn)數字信息的接收、存儲、處理和傳輸，并對信息流加以控制、校驗和管理的-種通訊形式。

　　計算機與通訊線路及設備結合起來實現(xiàn)人與計算機、計算機與計算機之間的通訊，不僅使各用戶計算機的利用率大大提高，而且極大地擴展了計算機的應用范圍，并使各用戶實現(xiàn)計算機軟硬件資源與數據資源的共享。對計算機的遠距離實時控制和對數據的遠距離收集等項工作，也都可以利用數據通訊來進行。

　　用于數據通訊的通訊網，稱為數據通訊網。它分為專用數據網和公用數據網。專用網發(fā)展較早，目前仍普遍使用。在20世紀70年代前，公用數據通訊-般使用原有的公共電話網或電報網。70年代以來，隨著數據通訊迅速發(fā)展，開始建立公用數據網。而局域網則是-種專用的數據通訊網。

　　公用數據網-般采用分組交換和電路交換兩種交換方式。分組交換能提高電路的利用率，更靈活地滿足實時數據通訊的要求。分組交換網是-種主要的公用數據通訊網。

　　在現(xiàn)代信息社會中，政府機關及各個部門要實現(xiàn)高效率的管理，數據通訊是-種至關重要的手段。

　　在通訊發(fā)達的國家，用戶只要攜帶-臺袖珍式電腦，與國際長途直撥電話線相連，就可以與全球任何地方進行數據信息的交換。

　　現(xiàn)場總線是指以工廠內的測量和控制機器間的數字通訊為主的網絡，也稱現(xiàn)場網絡。也就是將傳感器、各種操作終端和控制器間的通訊及控制器之間的通訊進行特化的網絡。原來這些機器間的主體配線是ON/OFF、接點信號和模擬信號，通過通訊的數字化，使時間分割、多重化、多點化成為可能，從而實現(xiàn)高性能化、高可靠化、保養(yǎng)簡便化、節(jié)省配線(配線的共享)。

　　CAN全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之-。最初是德國的Bosch公司為了汽車監(jiān)控和控制系統(tǒng)設計了CAN總線，現(xiàn)在，世界上許多的著名汽車制造廠商都已經開始采用CAN總線來實現(xiàn)汽車內部控制系統(tǒng)與各檢鋇l和執(zhí)行機構間的數據通信。由于CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，CAN總線被廣泛應用于汽車、火車、輪船、機器人、智能樓宇、機械制造、數控機床、紡織機械、醫(yī)療器械、消防管理、傳感器、自動化儀表等領域。CAN己經形成國際標準，并已經被公認為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之-。1993年，150組織頒布了CAN國際標準15011898，為控制器局域網的標準化和廣泛應用打下了基礎。

　　CAN總線使用的通信介質為雙絞線及其它電纜，傳輸速率可達IMbPs.鑒于其突出的可靠性和獨特的設計以及高速率，傳輸距離較長的特點，特別適合工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控設備的互聯(lián)，根據不同的需要或以主從方式，或以多主方式工作.概括起來，它具有如下特點：

　　(l)通信方式靈活。CAN為多主方式工作，網絡上任-節(jié)點均可在任意時刻主動地向網絡上其他節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從，且無需站地址等節(jié)點信息，利用這-特性可方便的構成多機備份系統(tǒng)。

　　(2)CAN的直接通信距離最遠可達10km(速率5KbPs以下)，通信速率最高可達1MbPs(此時通信距離最長為40m)。

　　(3)CAN的通信介質可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。

　　(4)在報文標識符上，CAN上的節(jié)點可分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實時要求，優(yōu)先級高的數據最多可在134ps內得到傳輸。

　　(5)CAN采用非破壞性總線仲裁技術，當多個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時，優(yōu)先級較低的節(jié)點會主動退出發(fā)送，而高優(yōu)先級的節(jié)點可以不受影響地繼續(xù)傳送數據，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時間，尤其是在網絡負載很重的情況下也不會出現(xiàn)網絡癱瘓情況。

　　(6)CAN只需通過報文濾波即可實現(xiàn)點對點、-點對多點及全局廣播等幾種方式傳播接收數據，無需專門的“調度”。

　　(7)CAN上的節(jié)點數主要取決于總線驅動電路，目前可達110個，報文標識符可達2032種(CAN2.0A)，而擴展標準(CAN2.0B)的報文標識符幾乎不受限制。

　　(8)報文采用短幀結構，傳輸時間短，受干擾概率低，保證了數據出錯率極低。

　　(9)CAN的每幀信息都有cRc校驗及其他檢錯措施，具有極好的檢錯效果。

　　(10)CAN總線上的節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉總線的功能，退出網絡通訊，保證總線上其它節(jié)點的操作不受影響。

　　(11)CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對通信數據的成幀處理，包括位填充、數據塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等多項工作。

　　(12)CAN在發(fā)送期間若丟失仲裁或由于出錯而遭破壞的幀可自動重發(fā)送，而且可以進行暫時錯誤和永久性故障節(jié)點的判別以及故障節(jié)點的自動脫離。

　　總線在這里起到傳輸從各個儀表采集的信號，還有比對過反饋的信號，汽車儀表信號有模擬信號還有數字信號，所有的信號的輸出與輸入都是通過總線來完成傳輸工作的，總線就相當于我們生活中的交通工具，又相當于我們人體的神經網絡，都起到傳輸的作用。

　　3.1.3板卡介紹

　　頻率脈沖信號發(fā)生板卡PM-536：

　　特性

　　計數器部分：

　　使用器件：82C54

　　計數通道數：12路

　　最大計數頻率：IOM

　　內部晶震頻率：6M(用戶可以定制)

　　開關量部分：

　　電平方式：TTL

　　輸入通道數：16路

　　輸出通道數：16路

　　輸出驅動能力：IOmA

　　電源功耗：+SV500mA

　　使用環(huán)境要求：

　　工作溫度：-40℃-70℃(寬溫)0℃-60℃(普通)

　　相對濕度：40%-80%

　　存貯溫度：-45℃-+150℃

　　外形尺寸：長*高=91mm*96mm

　　可編程網絡電阻：可編程標準電阻發(fā)生器電路是為產生可編程標準電阻而設計，電路采用CMOS集成電路控制，電阻按8421編碼方式輸出的精密可編程的電阻網絡，具有數字化，可編程，電阻可任意組合等特點，是程控電阻的-種實用方法。

　　CAN通訊板卡PCI841：

　　支持windows98/2000漢P驅動程序和工具直接存儲映射，實現(xiàn)高速數據訪問狀態(tài)收發(fā)有指示燈顯示，方便調試每個端口可自由選擇中斷，中斷號：3，4，5，6，7，9，10，11，等1000VDC的光電隔離保護，極大提高可靠性地址可從C800到EFOO調整，共占用4KB的地址空間支持兩個互相獨立的CAN接口，每個接口最大速率可達50OK.PCI-841是專用的通訊卡，提供了控制器局域網絡連接到您的PC.憑借其內置的CAN控制器，的PCI-841提供了-個自動變速箱重復功能總線仲裁和錯誤檢測。這大大降低了數據丟失的機會，并確保系統(tǒng)的可靠性。板載CAN控制器位于內存在不同的位置。您可以運行兩個獨立的CAN控制器在同-時間。在PCI-841工作在波特率高達1MbPs，可以在PC機擴展槽上。