C8051F040在基于CAN总线的分布式测控系统中的应用

配置信息，其中包括控制寄存器、状态寄存器、设置波特率的位定时寄存器 、测试寄存器、错误计数器和消息接口寄存器。通常ＣＡＮ内核不能直接访问消息ＲＡＭ，而必须通过接口寄存器ＩＦ１或ＩＦ２来访问。另外，ＣＩＰ－５１的ＳＦＲ并不能直接访问ＣＡＮ内部寄存器的所有单元，其配置ＣＡＮ、消息目标、读取ＣＡＮ状态以及获取接收数据、传递发送数据都由ＳＦＲ中的６个特殊寄存器来完成，其中ＣＡＮ０ＣＮ、ＣＡＮ０ＴＳＴ和ＣＡＮ０ＳＴＡ ３个寄存器可直接获取或修改ＣＡＮ 控制器中对应的寄存器，而ＣＡＮ０ＤＡＴＨ、ＣＡＮ０ＤＡＴＬ、ＣＡＮ０ＡＤＲ

３个寄存器主要用来访问修改其它不能直接访问的ＣＡＮ 内部寄存器，其中ＣＡＮ０ＡＤＲ用来指出要访问寄存器的地址，ＣＡＮ０ＤＡＴＨ、ＣＡＮ０ＤＡＴＬ这时就相当于要访问的１６位寄存器的高、低字节的映射寄存器，而对它们的读写则相当于对所指向寄存器的读写。图２给出了ＣＩＰ－５１如何访问ＣＡＮ中控制寄存器和每个消息的路径图。

消息处理单元用于根据寄存器中的信息来控制ＣＡＮ内核中移位寄存器和消息ＲＡＭ 之间的数据传递，同时，它还可用来管理中断的产生。

３　基于Ｃ８０５１Ｆ０４０的智能系统设计

３．１ 硬件设计

工业测控现场通常存在着大量的传感器、执行机构和电子控制单元，它们一般分布较广，而且对实时性要求也很高，图３是基于ＣＡＮ总线的分布式测控系统框图。该系统采用现场总线式集散系统ＦＤＣＳ?Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ?结构，它由主控站（注：ＣＡＮ总线各节点并不分主从 ?这里是针对特定的系统而言）、Ｃ８０５１Ｆ０４０为ＭＣＵ的智能节点并配以ＣＡＮ现场总线控制网络构成。主控站主要完成对各节点的在线监控以及对各节点返回信息的分析处理，并对节点发出控制命令以控制节点工作模式。智能节点则根据主控站命令来完成数据采集、运行显示以及对执行部件的控制，以及各节点与主站、节点与节点之间的实时数据交换和信息控制。

图４是一个以Ｃ８０５１Ｆ０４０为核心的智能节点设计原理图。

图中，Ｃ８０５１Ｆ０４０的６、７脚分别为ＣＡＮＲＸ和ＣＡＮＴＸ引脚，ＣＡＮ的输出输入必须加总线收发器才能与ＣＡＮ物理总线相连。本系统采用了ＴＪＡ１０５０高速ＣＡＮ收发器来替代传统的ＰＣＡ８２Ｃ２５０收发器，ＴＪＡ１０５０芯片具有电磁辐射低、防短路、不上电时对总线无影响等特点，它的８脚Ｓ可以选择高速或静音两种模式，并可由Ｃ８０５１Ｆ０４０的Ｐ４．０控制。为了增加ＣＡＮ 节点的抗干扰能力，将ＣＡＮ引脚通过高速光耦６Ｎ１３７与总线收发器相连，可实现各节点之间的电气隔离。电源的隔离可以采用小功率电源隔离模块，也可以用带多个５Ｖ隔离输出的开关电源模块。这样能大大提高节点的稳定性和可靠性，但可能会增加节点的硬件复杂性。

３．２ 节点软件设计

对于一个实际的测控系统，其节点软件是比较复杂的，但由于Ｃ８０５１Ｆ０４０具有与８０５１指令完全兼容的ＣＩＰ－５１内核，所以，对于有使用５１系列单片机经验的人来说，这并没有太大的难度，下面主要介绍Ｃ８０５１Ｆ０４０内置ＣＡＮ的软件设计。

如果需要某一节点将Ａ／Ｄ采样值通过ＣＡＮ总线送到主控站（地址０１Ｈ），且配置系统时设定的工作频率为２５ＭＨｚ?ＣＡＮＴＸ引脚设为推挽方式，那么在初始化过程中，波特率应配置为１６０ｋｂｐｓ，消息目标禁止不用，配置消息目标２为接收时的程序代码如下：

ＣＡＮ_ＩＮＩＴ：

ＭＯＶ ＳＦＲＰＡＧＥ，＃０１Ｈ

ＯＲＬ ＣＡＮ０ＣＮ，＃４１Ｈ ；设ＩＮＩＴ位为１， ＣＣＥ为１

； 配置波特率

ＭＯＶ ＣＡＮ０ＡＤＲ，＃０３Ｈ

ＭＯＶ ＣＡＮ０ＤＡＴＨ，＃７ＦＨ

ＭＯＶ ＣＡＮ０ＤＡＴＬ，＃０５Ｈ

；禁止不用的消息目标（３－３２）

ＭＯＶ ＣＡＮ０ＡＤＲ， ＃０ＤＨ ； 指向ＩＦ１的仲裁控制寄存器２

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