can总线数据采集方案

科 技 学 院

分散控制系统与现场总线技术研究报告

(2011--2012年度第一学期)

名 称： 分散控制系统与现场总线技术 课 题： 基于CAN总线的数据采集模块设计 院 系： 动力工程系 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 李大中老师

成 绩：

日期：2011年12月29日

《分散控制系统与现场总线技术》课程设计

任 务 书

一、目的与要求

1．通过本课程设计教学环节，使学生加深对所学课程内容的理解和掌握； 2．结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力； 3．培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力；

4．要求学生能够运用所学课

科 技 学 院

分散控制系统与现场总线技术研究报告

(2011--2012年度第一学期)

名 称： 分散控制系统与现场总线技术 课 题： 基于CAN总线的数据采集模块设计 院 系： 动力工程系 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 李大中老师

成 绩：

日期：2011年12月29日

《分散控制系统与现场总线技术》课程设计

任 务 书

一、目的与要求

1．通过本课程设计教学环节，使学生加深对所学课程内容的理解和掌握； 2．结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力； 3．培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力；

4．要求学生能够运用所学课

学 号： 0121311371307

能力拓展训练

题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师

2016 年 8 月 27 日

基于STM32的CAN总线数据采集卡设计

自动化学院 自动化专业 自动化1305班

司文雷 罗璠

任务书

1、要求设计如下功能的数据采集卡：

（1）采用STM32对8路0～5V模拟信号进行采集，采样频率为100Hz。 （2）采集的数据要求通过CAN总线发送出去。 （3）数据采集卡的CAN总线标识符可用拨码开关指定。

2、要求选择合适的STM32微控制器，具备对CAN总线的支持，并选择合适的CAN接口电路芯片；

3、要求完成采集卡的硬件电路设计，包括原理图设计、PCB布线设计； 4、要求完成STM32程序设计，并进行仿真； 5、提交设计报告。

1 STM32简介 .................................................................................................................................... 3 1

ＣＡＮ总线数据通信ＥＭＣ问题及解决方案

Ｔｈｅ

ＥＭＣ

ａｎｄＩｔｓＳｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆＣＡＮＢＵＳＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

王大静张全柱孙湖郑琼林

（北京交通大学电气工程学院，北京市１０００４４）ＷａｎｇＤａｊｉｎｇ

ＺｈａｎｇＱｕａｎｚｈｕ

ＳｕｎＨｕＺｈｅｎｇＱｉｏｎｇｌｉｎ

（Ｓｃｈｏｏｌ

ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆ

ＢｅｉｊｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ

１

０００４４）

【摘

要】以双逆变器——电机交流传动互馈试验台的数据采集系统为平台，依据电磁兼容理论研究分析

了ＣＡＮ总线数据通信的ＥＭＣ问题＇并给出了具体的解决方案。试验结果表明，该方案切实可

行，保证了系统的良好运行。

【关键词】交流传动互馈试验台ＣＡＮ

ＥＭＣ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｗｉｎｉｎｖｅｒｔｅｒ－ｍｏｔｏｒＡＣｄｒｉｖｅｒｅｃｉｐｒｏｃａｌｐｏｗｅｒｆｅｄｔｅｓｔ—ｂｅｄｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ

ｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｄ

ＥＭＣ

ｑｕｅｓｔｉｏｎｓｏｆＣＡＮｂｕｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｉｔａｎａｌｙｚｅｄ

ＥＭＣ

ｑｕｅｓｔｉｏｎｓｏｆ

ＣＡＮ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｃｃｏｒｄｉｎ

CAN数据总线系统EMC的评价方法

CAN(Controller Area Network)即控制器局域网络，属多路

传输系统的一种，是德国Bosch公司20世纪80年代为汽车中应用越来越多的控制器而提出的一种网络概念，因其良好的性能价格比和可靠性，近年来得到广泛应用。CAN几乎成了汽车设计领域一种必须采用的技术手段。为保证整个网络系统安全、可靠运行，CAN数据总线系统必须具备良好的电磁兼容性(EMC)。实践证明，CAN数据总线系统的EMC很大程度上取决于CAN网络节点和线束的接口——集成收发器的性能。因此，评价CAN数据总线系统EMC的重点应集中于集成收发器。 1 CAN数据总线系统EMC的分析

CAN数据总线系统作为汽车的子系统，其电磁兼容性可以通过测试整车EMC间接地确定。标准ISO 11451和标准CISPR 25分别给出了整车抗扰性和辐射的测试方法。然而，整车测试不但费用昂贵，而且只能在开发的后期进行，如果因为某个元件或者集成电路导致测试失败，将造成巨大损失。

为避免损失，可通过测试元件或集成电路的EMC，预先评价CAN总线的EMC，这样不但能提前发现问题，而且非常经济。SAE和ISO/IEC已经制定了几种元件级的测试

CAN总线检修

1.故障现象：S500CAN总线系统出现故障，可能会造成动力系统、舒适系统无法工作或工作不正常。故障指示灯或点亮。

2.故障原因分析：CAN总线系统常见的故障原因一般有三种。

一是电源故障。由于电源系统电压低，引起控制器无法正常工作，导致无法通讯或CAN超时故障。

二是各节点故障。多路信息传输系统连接的各个电控单元发生故障即电控单元本身有故障。常常表现软件故障，即传输协议或软件程序有缺陷获冲突，导致通讯系统出现混乱或无法工作。另外就是在更换了一些新的控制单元，未能正确激活或进行相关的匹配，导致节点无法正常工作导致无法通讯。还有一种情况就是控制单元硬件故障。

三是CAN线路故障。因多路信息传输系统的链路不畅通或物理性质被改变导致数据无法正常通讯。常常表现为线路断路、短路、信号衰弱或失真等故障原因。

S500车型常见线路故障一般有一下4种情况。一是高、低CAN线对地短路。二是高、低CAN线对电源断路。三是高、低CAN线间短路。 3.CAN总线故障检测参数表

CANL(V) 序号 1 2 3 4 5 故障原因 对地电压 CAN-L对地短路 CAN-H对地短路 CAN-L对电源短路 CAN-H对电源短路 CAN-L与CAN-H间相2.

CAN总线检修

1.故障现象：S500CAN总线系统出现故障，可能会造成动力系统、舒适系统无法工作或工作不正常。故障指示灯或点亮。

2.故障原因分析：CAN总线系统常见的故障原因一般有三种。

一是电源故障。由于电源系统电压低，引起控制器无法正常工作，导致无法通讯或CAN超时故障。

二是各节点故障。多路信息传输系统连接的各个电控单元发生故障即电控单元本身有故障。常常表现软件故障，即传输协议或软件程序有缺陷获冲突，导致通讯系统出现混乱或无法工作。另外就是在更换了一些新的控制单元，未能正确激活或进行相关的匹配，导致节点无法正常工作导致无法通讯。还有一种情况就是控制单元硬件故障。

三是CAN线路故障。因多路信息传输系统的链路不畅通或物理性质被改变导致数据无法正常通讯。常常表现为线路断路、短路、信号衰弱或失真等故障原因。

S500车型常见线路故障一般有一下4种情况。一是高、低CAN线对地短路。二是高、低CAN线对电源断路。三是高、低CAN线间短路。 3.CAN总线故障检测参数表

CANL(V) 序号 1 2 3 4 5 故障原因 对地电压 CAN-L对地短路 CAN-H对地短路 CAN-L对电源短路 CAN-H对电源短路 CAN-L与CAN-H间相2.

幻灯片1

幻灯片2

第4讲

CAN 数据总线（CAN BUS）

幻灯片3

?

幻灯片4

CAN通信技术概述

CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计，CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的产品采用了这一技术。

CAN最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线上述问题便得到很好地解决。 幻灯片5

1993年CAN 成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。

CAN的规范从CAN 1.2 规范(标准格式)发展为兼容CAN 1.2 规范的CAN2.0规范(CAN2.0A为标准格式，CAN2.0B为扩展格式)，目前应用的CAN器件大多符合CAN2.0规范。 幻灯片6

CAN总线特点

CAN总线是一种串行数据

CAN总线是一种基于优先级的串行通信网络，采用载波监听多路转换冲突避免协议，CAN总线中传输的数据帧的起始部分为数据的标识符，标识符可以区分消息又可以表示消息的优先级（0的优先级最高）。CAN总线为多主工作方式，网络上任意一节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点同时发送消息。若两个或两个以上的节点同时开始传送报文，就会产生总线访问冲突，根据逐位仲裁原则，借助帧开始部分的标识符，优先级低的节点主动停止发送数据，而优先级高的节点继续发送信息。在仲裁期间，CAN总线作“与”运算，每一个节点都对节点发送的电平与总线电平进行比较，如果电平相同，则节点可以继续发送。如规定0的优先级高，当某一个节点发送1而检测到0时，此节点知道有更高优先级的信息在发送，它就停止发送消息，直到再一次检测到网络空闲。

CAN总线采用的是一种叫做“载波监测，多主掌控／冲突避免”（CSMA／CA）的通信模式。这种总线仲裁方式允许总线上的任何一个设各都有机会取得总线的控制权并向外发送数据。如果在同一时刻有2个或2个以上的设各要求发送数据，就会产生总线冲突，CAN总线能够实时地检测这些冲突并对其进行仲裁，从而使具有高优先级的数据不受任何损坏地传输。

当总线处于空闲状态时呈隐性

CAN总线

测控技术刘　洋等:基于CAN总线的智能型温湿度采集系统设计

基于CAN总线的智能型温湿度采集系统设计

刘　洋,金太东

(辽宁石油化工大学信息与控制工程学院　辽宁抚顺　113001)

摘　要:设计一种基于CAN总线的智能型温湿度数据在线采集系统。该系统主要由两大模块构成:现场数据采集模块和USB2CAN转换接口模块。现场数据的采集是以AT89S52单片机为核心控制单元,外接温度传感器AD590和湿度传感器HM1500,通过CAN总线控制器SJA1000将数据发送到CAN总线上;USB2CAN转换接口模块是以ATmega162芯片为控制单元,外接FT245BMUSB通信芯片及SJA1000控制器,实现USB2CAN接口转换。整个系统的终端设备为监控PC机,用户软件采用VC++语言编写,可以实现现场状态监控、上下限报警和中断接收数据管理等功能。

关键词:CAN总线;单片机;数据采集;USB2CAN接口转换

中图分类号:TP212　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:10042373X(2010)012126203

DesignofIntelligentSystemforHumidityandTemperature

AcquisitionBasedo