覃嘉恒

（南通开放大学，江苏 南通 226006）

CAN总线技术和DSP技术的数据传输系统的设计和实现

覃嘉恒

（南通开放大学，江苏 南通 226006）

对于故障诊断和监测系统来说，其数据传输系统直接影响其运行性能和质量。为此文章提出一种DSP+CAN的数据传输系统，选择TMS320LF2407芯片进行采集数据信息的处理，通过CAN完成其数据信息的传输，有效克服了传统数据传输系统在应用过程中存在的数据传输速率和稳定性问题，满足了故障诊断与监测系统的需求，提高了故障诊断和监测的质量。

CAN总线；DSP；数据传输；

随着各种自动化设备的应用，故障诊断和检测在其运行中的地位越来越重，从而确其运行的可靠性和安全性。传统情况下常采用听诊、目测以及触测法等对设备运行状态进行判断，对检测人员知识和技术水平的要求较高，且受检测人员主观意识水平的影响较大，影响故障诊断和检测的质量。为此，文章提出DSP技术和CAN总线技术，利用 DSP的快速数据处理能力，将检测到的设备运行数据通过CAN总线传输到上位机，便于监控人员的查看和存储，为设备故障诊断和分析提供可以参考的依据。该检测方法具有检测精度高，数据处理速度快，不受检测人员主观意识影响等特点，有效提升了故障诊断和检测系统的扩展性，降低系统开发的难度。

2 系统硬件设计

文章设备状态监控系统设计过程中选择TMS320LF2407芯片作为其DSP处理部分，自带了CAN通讯模块。该故障检测系统包括了一个DSP芯片和外围电路，运行过程中，DSP芯片将传感器采集到的所有数据信号，并对其进行分析和处理。然后，再将处理完成的数据信息传输到上位机，完成信号的D/A、F/V、滤波以及功放处理。DSP系统中还包括了数据通信模块和人机对话模块，从而确保系统能够方便地实现与计算机连接，并且利用CAN总线技术实现系统中各个节点之间的连接，完成数据信息的传输和控制。本系统还会给各个模块分配相应的地址，利用CPLD实现各个模块程序的驱动。整个系统具有较高的灵活性、适应性和保密性。

3 通信系统的软件设计

在CAN总线的控制器中有一个控制器模块，该模块主要完成对外来数据以及下属的控制器进行正确的设置，从而实现控制器之间的通信。eCAN通信模块在进行设计时也是采用的模块化的设计，其中主要包括的内容有：系统初始化模块、数据发送模块和数据接收模块三个主要功能模块以及中断处理，超载处理等一些功能模块，从而行程一个完整的通信模块。在软件设计时，各个模块相互独立，有效保证了各个模块功能的可移植性。

（1）eCAN模块。在总线模块功能设计时首先需要对模块进行初始化设计。在本次设计中需要进行初始化设计时主要是对时钟使能、引脚的定义、波特率的设定和收发邮箱等参数的配置，为了保证初始化的顺利进行，在初始化进程中还采用了EALLOW 保护，初始化完成之后，系统才能够进行正常工作。首先需要关闭看门狗功能，然后读时钟模块进行设计，当锁相环设置运行稳定之后对GPIO进行配置，使其中的CANTX引脚用于CAN信号的发送操作，而CANRX引脚用于CAN信号的接收操作，在完成配置之后就是eCAN的标准工作参数，然后再对模块运行的波特率进行设置。

（2）数据的发送和接收。在本次设计中数据的传输都是利用邮箱中的报文功能完成的，然后利用位仲裁的方式进行数据总线的访问，也就是在报文开始时需要发送各节点的标志符，然后再将其中的数据利用数据帧的方式进行传送。但是要注意在进行邮箱数据配送时需要先关闭邮箱才可以进行操作，然后进行数据域的置位，最后对邮箱的ID和信息控制寄存器进行设置。在本次设计中主要利用数据的中断接收和查询发送方式，对接收标志寄存器的状况以及数据的接收和传送进行判断。其中数据的发送就是对邮箱完成配置之后，使邮箱发送模式的使能端有效，然后将发送的信息送入到请求寄存器中的标志位上，从而启动信息发送功能，CAN模块对发送的信息进行处理并发送，当信息发送成功之后模块中的TRS标志位会复位，假如说在信息发送时需要不断的发送信息，就需要对邮箱不断地进行刷新。数据接收就是在完成邮箱配置时，使邮箱接收模式的使能端有效。当接收到信息之后，信息挂起寄存器的标志位会被置位，从而产生中断，这样CPU就可以从RAM中读取数据。当数据被读取之后会对RMP的状态进行改变。假如说状态为1，则说明数据已经损坏。

3 结语

文章利用DSP+CAN技术完成了故障诊断与监测系统中的数据传输系统设计，确保了DSP系统中上位机和下位机之间数据信息的实时传输、存储和显示。DSP技术的应用克服了传统单片机技术运算能力和实时性较差的问题，具有较高的灵活性。CAN总线技术则具有较高的抗干扰性和可靠性，提高了故障诊断与监测的准确性，实现了系统中各个模块之间的网络通信。

[1]丁力，吴文婷，徐萌萌，等.基于DSP技术和CAN总线的数据采集系统设计[J].测控技术，2014，33（10）：56-59.

覃嘉恒（1978-），男，硕士，讲师，主要从事检测技术与自动化装置的研究工作。