基于现场总线的发动机试车系统

柴油发动机试车系统的硬件设计主要涉及上位机中的PC-CAN适配卡以及下位机CAN智能节点。这里重点分析CAN智能节点的结构组成。

在图2所示的CAN智能节点中，核心器件是CAN总线控制器SJA1000、CAN总线驱动器82C250以及单片机AT89C51。AT89C51主要有两方面的任务：一是负责对CAN控制器SJA1000的初始化，并通过控制SJA1000实现数据的接收和发送等通信任务；二是负责对现场信号的采集以及对现场设备的控制。SJA1000是Philips公司的CAN控制器，它实现了CAN总线网络中的数据链路层和物理层功能，通过对其编程，微处理器可以设置它的工作方式，控制它的工作状态，进行数据的发送和接收，把应用层建立在它的基础之上。在本设计中，为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，采用SJA1000的具有光电隔离的CAN总线接口。SJA1000的发送输出端TX0与接收输入端RX0、RX1分别经高速集成光电耦合器6N137隔离后与CAN总线接口驱动芯片82C250的TXD和RXD相连，82C250则直接与CAN物理总线相连。

4、试车系统软件体系结构

4.1 上位机监控软件

上位机监控软件采用组态软件进行开发。组态软件作为用户可定制功能的软件平台工具，是随着分布式控制系统及计算机控制技术的日趋成熟而发展起来的。当前，随着现场总线技术的逐步推广，现场总线和开放系统已成为组态软件成长所依赖的外部环境，这使得组态软件更易于与众多的输入输出设备连接，从而促进了组态软件在现场总线控制系统中的应用。通过对现有组态软件性能及价格的比较，同时结合本技改项目的实际需要，选择国产“世纪星”组态软件来开发CAN总线系统的监控程序。为了将上位机人机界面程序与下位机数据采集与交换程序有机地结合起来，我们把监控程序分成两部分，即：将服务器—客户机结构应用到CAN总线控制系统的组态软件设计中，实现以人机界面程序作为客户机端程序，以与硬件进行数据交换的程序作为服务器端程序。