基于CAN总线的环境测控系统设计

图3 机械执行机构框图4 系统主要软件设计

4.1CAN总线接口的初始化设计

CAN控制器卡的软件设计主要分为三部分：CAN初始化、数据发送及数据接收。系统软件设计的指导思想是：系统上电后，首先对SJA1000进行初始化，配置SJA1000的控制段寄存器内容以设定通信参数（如：模式、位速率、验收码、屏蔽码、字段长、总线定时、波特率、输出特性等）。初始化完成后，SJA1000按设定值控制CAN总线上的通信。系统是否能正常地工作，初始化程序的设计是个关键。CAN初始化主要是设置CAN的通信参数，即通过对CAN控制器段中的寄存器进行设置，从而确定CAN控制器的工作方式等。初始化程序的流程图如图4所示。

图4 SJA1000初始化流程图总线定时寄存器的设置极大地影响了CAN性能的发挥。一般来说，若硬件连接无误，通信失败的主要原因在于总线定时寄存器设置不当。它确定了3个时间—时钟周期、系统周期和位周期之间的关系。对BTR0操作，可决定波特率预分频器BRP和同步跳转宽度SJW的数值；对BTR1进行写操作，可决定位周期的宽度、采样点的位置及在每个采样点进行采样的次数。这两个寄存器的内容，可唯一确定波特率及同步跳转宽度。只有当系统中的所有节点的BTR0和BTR1的内容都相同时，才能正常通信。关于CAN总线波特率的设置参见表1。

表1 CAN总线波特率设置4.2 驱动程序开发

PCI总线接口设备的一大特点是即插即用。因此，在软件上必须编写能够实现即插即用功能的设备驱动程序。从广义上来说，驱动程序就是控制硬件的一组函数。PCI设备驱动程序的开发，就是取得PCI板卡所占用的各种资源（内存、端口、中断和DMA等），并提供给用户一条可以访问这些资源的途径。在本设计中，由于PCI9052的中断、I/O端口、映射内存等资源都是动态分配的，必须编写驱动程序来管理硬件，才能供用户编程使用。

WinDriver是专业的设备驱动程序开发工具。利用它的驱动程序向导（Driver Wizard），可以快速测试新硬件，并生成设备驱动程序框架。在写设备驱动程序之前，重要的一点是确保硬件准确无误。用WinDriver的驱动程序向导DriverWizard 提供的诊断程序Diagnostic Program来诊断CAN控制器卡。此诊断程序支持多种类型的芯片，本设计采用PCI9052作为PCI接口芯片，由于WinDriver PLX 9050的库完全与PLX 9052兼容，可以选择PLX 9050诊断程序9050Diag.exe，它通过WinDriver的程序访问硬件。

5 结语

由于工控机及先进的数据采集处理技术的应用，大大提高了对环境参数的测控，并提高了测控精度。CAN总线的使用使整个复杂的系统更加简洁、紧凑，提高了测控系统的抗干扰能力，同时也增强了系统的安全性。接入局域网，可使操作人员远距离对测控系统进行控制，实现测控数据的远距离传输。