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广场音乐喷泉中CAN总线部分装置的设计

编辑:山东馨赫园林景观工程有限公司时间:2020-07-14

  相对一般的广场音乐喷泉系统,应用CAN总线技术,对于日趋小型、分散、智能化的喷泉系统越易于实现集中管理、分散控制和实现模块化,而采用单片机进行控制,电气部分体积小,使整体安装调试相当方便,音乐控制效果也不错。该系统的有效控制范围大约为1kn内,通信位速率约为75kbit/s,喷泉点可达十多个。通过建立CAN多帧控制协议并对帧结构进行扩展,方便地实现了传输数据量较大情况下上位机与下位机控制器的实时通信,该系统具有造价低、结构简单、牢靠性高且应用灵活的特点。该CAN总线系统中部分装置的设计如下:

  一、通信链路协议:

  在该广场音乐喷泉CAN总线系统中,考虑到数据量较大,而单个帧无法传送长度多过8个字节的报文,采用了多帧控制协议。多帧控制协议把标识符域中对报文优先级影响较大的前6位单独出来用于优先级配置,从而减弱了总线仲裁与数据路由之间的耦合关系多帧控制协议属于网络层传输层协议,其关键是标识符域的分配和定义。为了尽量不占用CAN帧数据域的空间,并提高报文的寻址能力和可控性,多帧控制协议采用CAN的扩展帧格式。CAN帧可分为信息域标识符域和数据域3个部分。本文基于自立的CAN控制器SJA1000。为实现多帧控制协议CAN标识符域被划分为6个子域。

  二、软件设计:

  系统软件由上位机监控软件和节点单元控制器软件组成,广场音乐喷泉节点模块的软件采用结构化设计,具有良好的模块性,可修改性和可移植性,程序用C语言和AM51语言混合编写。软件设计主要包括单片机的初始化程序报文发送和接收程序以及CAN总线的初始化设计,这是CAN总线设计中的重要一环,也是一个设计难点。为了提高通信的实时性,采用中断接收方式,在初始化时使SA1000工作在 BASICCAN模式。上位机监控软件利用 DELPES开发的,包括系统监控、通信管理、数据处理控制命令、动态显示等模块,具有界面友好显示直观操作方便等优点。