基于C164单片机的自动摊铺机通信模块的设计

　　6．CAN总线通信软件设计

　　6.1 C164CI的CAN模块概述

　　C164CI的CAN模块特点如下：

　　(1)遵循CAN V2.0B规定(符号标准和扩展功能)。

　　(2)最大CAN通信速率为1MB/S。

　　(3)完全的CAN装置：

　　l 15个信息体，带有自己的识别器和状态控制位；

　　l 每个信息体可以定义为发送或接收。

　　(4)通过在片内部XBUS(16位独立方式)与主CPU相连(C166-内核)。

　　(5)接收滤波器用可编程屏蔽寄存器：

　　l 全域屏蔽输入信息体(全CAN功能)；

　　l 信息体15有附加屏蔽(基本CAN功能)；

　　l 灵活的中断事件控制；

　　l 带有两个接收缓冲器；

　　l 用自己的全域屏蔽寄存器进行接接收滤波。

　6．2CAN总线通信软件设计

自动摊铺机系统CAN总线通信软件设计的任务是：在选定通信规程CAN2.0B以后，规定各计算机传送数据的格式和约定；协调各计算机之间的通信；统一考虑通信中的可靠性措施。

　　6．2．1 数据发送模式

　　由于要传送数据的重要程度、传送周期不同，在本系统的通信中采用两种不同的数据发送模式：

　　(1)发送模式0：即发送一次，不检测接收是否正确，发送结束返回。接收方接收到此类数据包后，不必发送应答信息包。该数据包的特点是：按照一定周期定时发送，用于主操作面板上的状态显示，所以偶尔的传送失败不会影响系统的正常运行与操作。

　　(2) 发送模式1：即一定要将数据包正确发送给接收方。采用重发机制，等待接收方应答，若没有接收到应答则重发。5次发送均失败，则返回FALSE，由发送方做出相应的处理动作，如报警、停机等；成功则返回TRUE。该数据包的特点是：由相应事件触发发送，如果传送失败，将影响系统的正常运行。

　　6．2．2 数据发送模式

　　对于自动摊铺机系统来说，其CAN 网络中节点数量较少，而每种数据包只需要一部分节点来接收，因此在通信设计中利用数据帧标识符来实现定址组播。为避免接收不必要的数据包，对接收节点按位编址，每个节点对应验收滤波中的一位。若一个报文标识符高8位中对应位为1，则接收；否则忽略。因此只要在发送节点根据数据包内容设置合适的报文标识符，数据包即可被相关节点正确接收，而被无关节点忽略。

　　6．2．3 校验

　　在CAN 结构的MAC层中已经实现了循环冗余码〔CRC〕校验。但自动摊铺机工作环境恶劣，工作条件复杂，为了系统通信的可靠性，在控制程序级的通信中也进行校验。为减轻系统负担及降低程序复杂性，控制程序级的校验采用了比较简单的求和取模校验方式，每个数据帧的最后一个数据字节作为校验和，其值是之前所有数据字节求和后对256取模的值。各节点的接收接口中以相同方法计算校验和，若校验正确则将数据包压入接收队列，否则抛弃该包。

　　6．2．4 数据包格式及内容

　　其中：L取值为2—8：采用CAN2.0B标准，使用29位标识符。

　　ID28—ID21：确定此帧的接收节点，每位代表1个节点，可以广播。

　　ID20—IDl7：此帧的顺序号，每发一个帧增1，用于区分不同数据帧与重发数据帧。

　　IDl6：应答标志位：为1表示此帧需要应答，为0表示此帧不需应答。

　　IDl5—IDl3：指定此帧的发送节点，0—3分别代表左交互机、右交互机、车体行驶测控机和找平输分料测控机。

　　ID12—ID0：无意义。

　　6．3 CAN总线通信编程

　　CAN总线通信编程是一个比较烦琐的事情，主要是涉及诸多的CAN寄存器，但只要掌握其规律和技术关键，就会变得容易起来。下面是CAN总线通信编程的实现步骤：

　　(1)CAN模量初始化；

　　(2)定义每一个信息体；

　　(3)装载信息体数据（仅针对发送信息体）；

　　(4)接收信息体接收数据；

　　(5)发送一个信息体；

　　(6)检查一个信息体；

　　(7)检查是否关闭CAN总线。

　　为便于进行模块化编程，将CAN通信功能封装成一个个子程序，并且生成一个专用的程序库，供不同的程序员调用，这样就提高了编程效率，并易于功能扩展。下面给出其中的两个子程序。

　　下面为发送一个信息体的CAN通信程序：

　　#include //C164寄存器定义

　　#include //CAN控制寄存器定义

　　void send_mo_16x(unsigned char a) //发送信息体“a”(1..14)

　　{

　　if((a15)(a))*msgctrl_ptr_16x[a]=0xefff; //置位TXRQ

　　}

　　下面为检查是否关闭CAN总线的CAN通信程序：

　　#include //CAN控制寄存器定义

　　unsigned char check_busoff_16x(void) //检查总线是否关闭，并在必要时恢复

　　{

　　unsigned char busoff_var=0;

　　if(SR0x80) //如果BOFF=1

　　{

　　busoff_var=1;

　　CR=CR0xfe; //恢复关闭的总线(清零INIT)

　　}

　　}

　　7．结论

　　由于摊铺机的功能繁多，运作复杂，工作环境十分恶劣，因此控制系统的工作可靠性问题就是自动摊铺机设计的关键。在本系统中，利用RS232C 实现了主交互机与移动电话之间的串行通信；采用带CAN总线的单片机完成不同模块各自的功能，又通过CAN总线传送数据或命令，实现了功能分散又集中监视，危险分散。因此，很适合于自动摊铺机中分布式控制系统的实现。现场实验结果表明：该通信模块具有良好的可靠性、稳定性和安全性。