自動攤鋪機通信模塊的設(shè)計 - 全文

通信模塊帶有CANBUS、RS232C各一路，可獨立進行CAN總線通信和RS232C串行通信。RS232C通信硬件電路由C164片內(nèi)異步串行口、光耦、MAX232A和傳輸線構(gòu)成。CAN通信由C164片內(nèi)CAN控制器、光耦、CAN收發(fā)器PAC82C250和傳輸線構(gòu)成。

　　CAN收發(fā)器PAC82C250與C164CI的接口均帶有光電隔離，隔離前后采用兩套電源：

　　(1)系統(tǒng)電源：+Vs(+5V), Gs ;

　　(2)機器電源：+Vm(+5V), Gm。

　　5.RS232C通信軟件設(shè)計

　　5.1 C164CI的異步串口

　　C164CI的異步串行口ASC0提供了與其它系統(tǒng)串行通信端口，它的特點是：自帶波特率發(fā)生器的異步串口;異步模式，最大625Kbaud傳送速率;全雙工位;可編程特點(1或2停止位，7、8或9數(shù)據(jù)位);在數(shù)據(jù)發(fā)送時產(chǎn)生校驗或喚醒位;奇或偶校驗位;錯誤檢測等。

　　5.2 串行口通信編程

　　串行口主要用于移動電話和主交互機之間進行通信。串行通信的實現(xiàn)主要是通過對串口控制寄存器進行配置實現(xiàn)初始化。下面是這一過程的實現(xiàn)步驟：

　　1. 串口控制寄存器初始化;

　　2. 定義波特率;

　　3. 定義中斷;

　　4. 定義引腳的特殊功能;

　　5. 系統(tǒng)啟動。

　　下面為實現(xiàn)串口的通信程序：

　　#include

　　unsigned int a;

　　interrupt(0x2B) void S0RINT(void) //接收中斷服務(wù)子程序

　　{

　　a=S0RBUF; //將接收數(shù)據(jù)保存

　　}

　　void putchar(unsigned char tdata) //串行發(fā)送程序

　　{

　　while(!S0TBIR){;} //等待發(fā)送緩沖區(qū)清空

　　S0TBIR=0; //復(fù)位發(fā)送緩沖區(qū)中斷請求標(biāo)志

　　S0TBUF=tdata; //裝載發(fā)送緩沖寄存器

　　}

　　void ASC_vInit(void) //串行通信初始化

　　{

　　S0CON=0x8011; //定義控制寄存器：SOR=1;SOREM=1;串行方式1

　　S0BG=0x0040; //定義波特率9 600Bd

　　S0RIC=0x0062; //定義接收中斷控制寄存器

　　S0TBIC=0x0080; //定義發(fā)送緩沖控制寄存器

　　P3 |=0x0400; //定義P3.10引腳為輸出鎖存(TXD0)

　　DP3 |=0x0400; //定義P3.10方向控制(TXD0為輸出)

　　Dp3 &=0xF7FF; //定義P3.11方向控制(RXD0為輸入)

　　IEN=1; //開中斷

　　}

　　void main(void)

　　{

　　………………;

　　ASC_vInit(); //串口初始化

　　putchar(‘…..’); //串行發(fā)送

　　………………;

　　}

　　6.CAN總線通信軟件設(shè)計

　　6.1 C164CI的CAN模塊概述

　　C164CI的CAN模塊特點如下：

　　(1)遵循CAN V2.0B規(guī)定(符號標(biāo)準(zhǔn)和擴展功能)。

　　(2)最大CAN通信速率為1MB/S。

　　(3)完全的CAN裝置：

　　15個信息體，帶有自己的識別器和狀態(tài)控制位;

　　每個信息體可以定義為發(fā)送或接收。

　　(4)通過在片內(nèi)部XBUS(16位獨立方式)與主CPU相連(C166-內(nèi)核)。

　　(5)接收濾波器用可編程屏蔽寄存器：

　　全域屏蔽輸入信息體(全CAN功能);

　　信息體15有附加屏蔽(基本CAN功能);

　　靈活的中斷事件控制;

　　帶有兩個接收緩沖器;

　　用自己的全域屏蔽寄存器進行接接收濾波。

　　6.2 CAN總線通信軟件設(shè)計

　　自動攤鋪機系統(tǒng)CAN總線通信軟件設(shè)計的任務(wù)是：在選定通信規(guī)程CAN2.0B以后，規(guī)定各計算機傳送數(shù)據(jù)的格式和約定;協(xié)調(diào)各計算機之間的通信;統(tǒng)一考慮通信中的可靠性措施。

　　6.2.1 數(shù)據(jù)發(fā)送模式

　　由于要傳送數(shù)據(jù)的重要程度、傳送周期不同，在本系統(tǒng)的通信中采用兩種不同的數(shù)據(jù)發(fā)送模式：

　　(1)發(fā)送模式0：即發(fā)送一次，不檢測接收是否正確，發(fā)送結(jié)束返回。接收方接收到此類數(shù)據(jù)包后，不必發(fā)送應(yīng)答信息包。該數(shù)據(jù)包的特點是：按照一定周期定時發(fā)送，用于主操作面板上的狀態(tài)顯示，所以偶爾的傳送失敗不會影響系統(tǒng)的正常運行與操作。

　　(2)發(fā)送模式1：即一定要將數(shù)據(jù)包正確發(fā)送給接收方。采用重發(fā)機制，等待接收方應(yīng)答，若沒有接收到應(yīng)答則重發(fā)。5次發(fā)送均失敗，則返回FALSE，由發(fā)送方做出相應(yīng)的處理動作，如報警、停機等;成功則返回TRUE。該數(shù)據(jù)包的特點是：由相應(yīng)事件觸發(fā)發(fā)送，如果傳送失敗，將影響系統(tǒng)的正常運行。

　　6.2.2 數(shù)據(jù)發(fā)送模式

　　對于自動攤鋪機系統(tǒng)來說，其CAN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點數(shù)量較少，而每種數(shù)據(jù)包只需要一部分節(jié)點來接收，因此在通信設(shè)計中利用數(shù)據(jù)幀標(biāo)識符來實現(xiàn)定址組播。為避免接收不必要的數(shù)據(jù)包，對接收節(jié)點按位編址，每個節(jié)點對應(yīng)驗收濾波中的一位。若一個報文標(biāo)識符高8位中對應(yīng)位為1，則接收;否則忽略。因此只要在發(fā)送節(jié)點根據(jù)數(shù)據(jù)包內(nèi)容設(shè)置合適的報文標(biāo)識符，數(shù)據(jù)包即可被相關(guān)節(jié)點正確接收，而被無關(guān)節(jié)點忽略。

　　6.2.3 校驗

　　在CAN結(jié)構(gòu)的MAC層中已經(jīng)實現(xiàn)了循環(huán)冗余碼〔CRC〕校驗。但自動攤鋪機工作環(huán)境惡劣，工作條件復(fù)雜，為了系統(tǒng)通信的可靠性，在控制程序級的通信中也進行校驗。為減輕系統(tǒng)負擔(dān)及降低程序復(fù)雜性，控制程序級的校驗采用了比較簡單的求和取模校驗方式，每個數(shù)據(jù)幀的最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)作為校驗和，其值是之前所有數(shù)據(jù)字節(jié)求和后對256取模的值。各節(jié)點的接收接口中以相同方法計算校驗和，若校驗正確則將數(shù)據(jù)包壓入接收隊列，否則拋棄該包。

　　6.2.4 數(shù)據(jù)包格式及內(nèi)容

?

　　其中：L取值為2—8：采用CAN2.0B標(biāo)準(zhǔn)，使用29位標(biāo)識符。

　　ID28—ID21：確定此幀的接收節(jié)點，每位代表1個節(jié)點，可以廣播。

　　ID20—IDl7：此幀的順序號，每發(fā)一個幀增1，用于區(qū)分不同數(shù)據(jù)幀與重發(fā)數(shù)據(jù)幀。

　　IDl6：應(yīng)答標(biāo)志位：為1表示此幀需要應(yīng)答，為0表示此幀不需應(yīng)答。

　　IDl5—IDl3：指定此幀的發(fā)送節(jié)點，0—3分別代表左交互機、右交互機、車體行駛測控機和找平輸分料測控機。

　　ID12—ID0：無意義。

　　6.3 CAN總線通信編程

　　CAN總線通信編程是一個比較煩瑣的事情，主要是涉及諸多的CAN寄存器，但只要掌握其規(guī)律和技術(shù)關(guān)鍵，就會變得容易起來。下面是CAN總線通信編程的實現(xiàn)步驟：

　　(1)CAN模量初始化;

　　(2)定義每一個信息體;

　　(3)裝載信息體數(shù)據(jù)(僅針對發(fā)送信息體);

　　(4)接收信息體接收數(shù)據(jù);

　　(5)發(fā)送一個信息體;

　　(6)檢查一個信息體;

　　(7)檢查是否關(guān)閉CAN總線。

為便于進行模塊化編程，將CAN通信功能封裝成一個個子程序，并且生成一個專用的程序庫，供不同的程序員調(diào)用，這樣就提高了編程效率，并易于功能擴展。下面給出其中的兩個子程序。

　　下面為發(fā)送一個信息體的CAN通信程序：

　　#include //C164寄存器定義

　　#include //CAN控制寄存器定義

　　void send_mo_16x(unsigned char a) //發(fā)送信息體“a”(1..14)

　　{

　　if((a<15)&&(a))*msgctrl_ptr_16x[a]=0xefff; //置位TXRQ

　　}

　　下面為檢查是否關(guān)閉CAN總線的CAN通信程序：

　　#include //CAN控制寄存器定義

　　unsigned char check_busoff_16x(void) //檢查總線是否關(guān)閉，并在必要時恢復(fù)

　　{

　　unsigned char busoff_var=0;

　　if(SR&0x80) //如果BOFF=1

　　{

　　busoff_var=1;

　　CR=CR&0xfe; //恢復(fù)關(guān)閉的總線(清零INIT)

　　}

　　}

　　7.結(jié)論

　　在本系統(tǒng)中，利用RS232C實現(xiàn)了主交互機與移動電話之間的串行通信;采用帶CAN總線的單片機完成不同模塊各自的功能，又通過CAN總線傳送數(shù)據(jù)或命令，實現(xiàn)了功能分散又集中監(jiān)視，危險分散。?