CAN一種新型的現(xiàn)場總線控制技術(shù)
任何從事電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維修人員時刻面臨著大量復(fù)雜的控制線路，也就意味著較大的工作量。能夠在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求功能的情況下設(shè)計(jì)最簡潔、可靠的線路成為控制線路設(shè)計(jì)人員追求的一種高水平的境界。簡潔的控制線路意味著為了減小發(fā)生在控制線路上小的故障率而做更多的工作。
如果所有的控制線路簡化到象現(xiàn)在大多的民用電器的供電線路一樣只用一對雙絞線，每個傳感器、動作單元的控制線都掛到這對雙絞線上，所有的主控設(shè)備也都掛到雙絞線上，主控設(shè)備可以在線路上找到與自己有關(guān)的被控對象進(jìn)行控制而與在線的其它主控設(shè)備、被控單元無關(guān)。那么控制線路的設(shè)計(jì)、接線、維護(hù)工作將輕松到極點(diǎn)了。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與控制結(jié)合使我們的想象成為可能。現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。工控界有諸多專家預(yù)言：二十一世紀(jì)工控界將發(fā)生一次技術(shù)革命:用戶可將不同的公司生產(chǎn)的將現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場儀表和DCS掛接在同一個現(xiàn)場總線上，其優(yōu)異的性能必將將取代諸多控制手段而成為控制系統(tǒng)的主流。
CAN網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network）就是現(xiàn)場總線技術(shù)的一種，它是一種架構(gòu)開放、廣播式的新一代網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，稱為控制器局域網(wǎng)現(xiàn)場總線，是類似LAN（Local Operating Network ）局域網(wǎng)的新型控制規(guī)范。是現(xiàn)今世界上最為流行控制手段--現(xiàn)場總線的一種形式。
CAN網(wǎng)絡(luò)原本是德國Bosch公司為歐洲汽車市場所開發(fā)的，希望用此項(xiàng)技術(shù)取代原本昂貴的汽車配線。CAN網(wǎng)絡(luò)具有反映快可靠度高的特性，使用與要求實(shí)時處理的場合，例如汽車剎車防鎖死系統(tǒng)安全氣囊等。今天此項(xiàng)通信協(xié)議已得到廣泛應(yīng)用，眾多廠商制造供應(yīng)高溫度等級、具有高抗干擾能力的低價位CAN芯片，其特色不僅汽車工業(yè)，在工業(yè)控制的其他領(lǐng)域更能發(fā)揮其強(qiáng)大的能力。
CAN總線有如下特點(diǎn)：
*CAN總線插卡可以可以任意插在PC AT XT兼容機(jī)上，方便地構(gòu)成分布式監(jiān)控系統(tǒng)。
*CAN總線規(guī)范為2.0PART A.ISO1188。
*CAN可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個節(jié)點(diǎn)均可以在任意時刻中東地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通訊方式靈活。利用這一特點(diǎn)也可以方便地構(gòu)成（容錯）系統(tǒng)。
*CANBUS網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)可分成不同的有限等級，可以滿足不同的實(shí)時要求。
*CAN采用非破壞性仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個節(jié)點(diǎn)同時向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時，優(yōu)先基地的節(jié)點(diǎn)主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，有效避免了總線沖突元。
*CAN可以點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多電（成組）及全局廣播集中方式傳送和接受數(shù)據(jù)。
*CANBUS直接通訊距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km/5Kbps，通訊速率最高可達(dá)1Mbps/40m。
*CANBUS上街點(diǎn)數(shù)理論值為2000個，實(shí)際可達(dá)110個。
*CAN采用短楨結(jié)構(gòu)，每一楨的有效自結(jié)束為8個，這樣短的傳輸時間，受干擾的概率低，重新發(fā)送的時間短。
*CAN的每楨信息都有CRC效驗(yàn)及其他檢錯措施，保證了數(shù)據(jù)的出錯率極低。
*通訊介質(zhì)采用廉價的雙絞線，無特殊要求。
*CAN節(jié)點(diǎn)在錯誤嚴(yán)重的情況下，具有自動關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上其它操作不受影響。
*NRZ編碼/解碼方式，并采用位填充（插入）技術(shù)。
*用戶接口簡單，編成方便，很容易構(gòu)成用戶系統(tǒng)。
*開發(fā)系統(tǒng)臉頰，OEM用戶容易操作，INTER、PHILIPS等芯片廠家均生產(chǎn)具有CAN接口的80C51芯片。
故而CANBUS是符合中國國情的一種現(xiàn)場總線。
許多公司生產(chǎn)力了多種CANBUS芯片，其中有智能CAN芯片，也有非智能CAN控制器、收發(fā)器。MOTOLOLA公司生產(chǎn)了MC68HC05X4是在68HC05微控器上加入了CAN模塊，也稱為MCAN。
PHILIPS公司生產(chǎn)了P8XC592微控器上集成了CAN控制器取代了原來的I2C串行口。PHILPS還生產(chǎn)82C200獨(dú)立CAN控制器、82C150即CAN串行鏈接I/O（SLIO）器件、82C250CAN收發(fā)器、P8XCE598帶有集成CAN接口的電磁兼容為控制器。
INTER公司生產(chǎn)了82527獨(dú)立CAN控制器，它可通過并行總線與各種為控制器。（INTER、MOTOROLA）連結(jié)，也可通過串口（SP1）與無并行總線控制器如M68HC05連接。
面臨控制系統(tǒng)的先進(jìn)的技術(shù)的推出，使我們有機(jī)會與別人站在基本相同的起點(diǎn)，能及時學(xué)習(xí)并掌握新的技術(shù)，我們有機(jī)會站在控制科技發(fā)展的前沿。
如果所有的控制線路簡化到象現(xiàn)在大多的民用電器的供電線路一樣只用一對雙絞線，每個傳感器、動作單元的控制線都掛到這對雙絞線上，所有的主控設(shè)備也都掛到雙絞線上，主控設(shè)備可以在線路上找到與自己有關(guān)的被控對象進(jìn)行控制而與在線的其它主控設(shè)備、被控單元無關(guān)。那么控制線路的設(shè)計(jì)、接線、維護(hù)工作將輕松到極點(diǎn)了。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與控制結(jié)合使我們的想象成為可能。現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。工控界有諸多專家預(yù)言：二十一世紀(jì)工控界將發(fā)生一次技術(shù)革命:用戶可將不同的公司生產(chǎn)的將現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場儀表和DCS掛接在同一個現(xiàn)場總線上，其優(yōu)異的性能必將將取代諸多控制手段而成為控制系統(tǒng)的主流。
CAN網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network）就是現(xiàn)場總線技術(shù)的一種，它是一種架構(gòu)開放、廣播式的新一代網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，稱為控制器局域網(wǎng)現(xiàn)場總線，是類似LAN（Local Operating Network ）局域網(wǎng)的新型控制規(guī)范。是現(xiàn)今世界上最為流行控制手段--現(xiàn)場總線的一種形式。
CAN網(wǎng)絡(luò)原本是德國Bosch公司為歐洲汽車市場所開發(fā)的，希望用此項(xiàng)技術(shù)取代原本昂貴的汽車配線。CAN網(wǎng)絡(luò)具有反映快可靠度高的特性，使用與要求實(shí)時處理的場合，例如汽車剎車防鎖死系統(tǒng)安全氣囊等。今天此項(xiàng)通信協(xié)議已得到廣泛應(yīng)用，眾多廠商制造供應(yīng)高溫度等級、具有高抗干擾能力的低價位CAN芯片，其特色不僅汽車工業(yè)，在工業(yè)控制的其他領(lǐng)域更能發(fā)揮其強(qiáng)大的能力。
CAN總線有如下特點(diǎn)：
*CAN總線插卡可以可以任意插在PC AT XT兼容機(jī)上，方便地構(gòu)成分布式監(jiān)控系統(tǒng)。
*CAN總線規(guī)范為2.0PART A.ISO1188。
*CAN可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個節(jié)點(diǎn)均可以在任意時刻中東地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通訊方式靈活。利用這一特點(diǎn)也可以方便地構(gòu)成（容錯）系統(tǒng)。
*CANBUS網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)可分成不同的有限等級，可以滿足不同的實(shí)時要求。
*CAN采用非破壞性仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個節(jié)點(diǎn)同時向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時，優(yōu)先基地的節(jié)點(diǎn)主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，有效避免了總線沖突元。
*CAN可以點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多電（成組）及全局廣播集中方式傳送和接受數(shù)據(jù)。
*CANBUS直接通訊距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km/5Kbps，通訊速率最高可達(dá)1Mbps/40m。
*CANBUS上街點(diǎn)數(shù)理論值為2000個，實(shí)際可達(dá)110個。
*CAN采用短楨結(jié)構(gòu)，每一楨的有效自結(jié)束為8個，這樣短的傳輸時間，受干擾的概率低，重新發(fā)送的時間短。
*CAN的每楨信息都有CRC效驗(yàn)及其他檢錯措施，保證了數(shù)據(jù)的出錯率極低。
*通訊介質(zhì)采用廉價的雙絞線，無特殊要求。
*CAN節(jié)點(diǎn)在錯誤嚴(yán)重的情況下，具有自動關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上其它操作不受影響。
*NRZ編碼/解碼方式，并采用位填充（插入）技術(shù)。
*用戶接口簡單，編成方便，很容易構(gòu)成用戶系統(tǒng)。
*開發(fā)系統(tǒng)臉頰，OEM用戶容易操作，INTER、PHILIPS等芯片廠家均生產(chǎn)具有CAN接口的80C51芯片。
故而CANBUS是符合中國國情的一種現(xiàn)場總線。
許多公司生產(chǎn)力了多種CANBUS芯片，其中有智能CAN芯片，也有非智能CAN控制器、收發(fā)器。MOTOLOLA公司生產(chǎn)了MC68HC05X4是在68HC05微控器上加入了CAN模塊，也稱為MCAN。
PHILIPS公司生產(chǎn)了P8XC592微控器上集成了CAN控制器取代了原來的I2C串行口。PHILPS還生產(chǎn)82C200獨(dú)立CAN控制器、82C150即CAN串行鏈接I/O（SLIO）器件、82C250CAN收發(fā)器、P8XCE598帶有集成CAN接口的電磁兼容為控制器。
INTER公司生產(chǎn)了82527獨(dú)立CAN控制器，它可通過并行總線與各種為控制器。（INTER、MOTOROLA）連結(jié)，也可通過串口（SP1）與無并行總線控制器如M68HC05連接。
面臨控制系統(tǒng)的先進(jìn)的技術(shù)的推出，使我們有機(jī)會與別人站在基本相同的起點(diǎn)，能及時學(xué)習(xí)并掌握新的技術(shù)，我們有機(jī)會站在控制科技發(fā)展的前沿。
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