基于CAN总线的电梯群控系统的通讯接口设计与实现

CAN Bus通讯接口是很重要的一个环节，设备的正确运行与其密切相关。图2给出了一个实际电梯控制系统的CAN Bus通讯单元电路图。电路结构为：

MCU（*P87C52X2）＋CAN控制器（SJA1000）＋CAN收发器（TJA1040T）

图2 CAN Bus通讯单元电路图

在上述电路结构中，P87C52X2芯片是PHILIPS公司生产的标准80C51内核单片机，包含8KB OTPROM、256B RAM、32个I/O口、3个16位定时/计数器、双DPTR、1个UART口，可以工作在6CLK模式下，运行速度可以是标准80C51的2倍。SJA1000芯片是一款独立CAN控制器，由PHILIPS公司设计并生产，具有优秀的EMI、EMC性能，适合用于工业环境中的控制器局域网络。而且，SJA1000是PCA82C200独立CAN控制器的升级产品，在引脚、电气上与PCA82C200控制器完全兼容，并具有更强功能的PeliCAN工作模式，主要由实现CAN总线协议部分和与微处理器接口部分电路组成，可完成CAN总线协议的物理层和数据链路层的功能，支持CAN2．0A协议及CAN2．0B协议。

目前，SJA1000被广泛用作CAN控制器。TJA1040芯片是PHILIPS公司在2002年推出的新一代高速CAN收发器，是PCA82C250/251、TJA1050的升级型号，具有非常优秀的EMC性能，在不上电状态下有理想的无源性能，提供低功耗管理，支持远程唤醒，并集成有完善的总线保护功能。TJA1040可以支持40Kbps～1Mbps高速率范围，在不需要CAN中继器的场合，通讯距离可达1.2KM远，通讯节点数目可达110个节点。TJA1040是CAN协议控制器和物理总线的接口，提供了对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。

四、通讯软件设计

CAN设计的三层结构模型为：物理层、数据链路层和应用层。网络物理层和数据链路层的功能由CAN接口器件完成，包括硬件电路和通讯协议两部分。CAN通讯协议规定了四种不同用处的网络通讯帧，即数据帧、远程帧、错误指示帧和超频帧。CAN通讯协议的实现，包括各种通讯帧的组织和发送，均是由集成在SJA1000通讯控制器中的电路实现的，因此系统的开发主要在应用层软件的设计上。应用层软件的核心部分是CPU与SJA1000通讯控制器之间的数据接收和发送程序，即CPU把待发的数据发给SJA1000通讯控制器，再由SJA1000通讯控制器发到总线上；当SJA1000通讯控制器从总线接收到数据后，CPU再把数据以走。首先，应对SJA1000中的有关控制寄存器写入控制字，进行初始化。接着，CPU即可通过SJA1000接收/发送缓存区向物理总线接收和发送数据。本系统采用中断方式实现CAN的通讯过程，其程序流程图如图3所示。

图3 程序流程图

五、结论

基于CAN总线的电梯群控技术通过在实践中的应用检验表明，它可以使整个控制系统的控制信号线数从数百根减少到几根，极大地方便了电梯的安装和维修，提高了电梯的运行效率和服务质量，具有广阔的应用前景。

参考文献
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