刘素华，沈三民，黄仁杰

(1.中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西 太原 030051;2.中北大学材料科学与工程学院，山西 太原 030051)

CAN总线是国际上应用广泛的现场总线之一，是一种多主方式的串行通信总线，已被广泛应用于汽车电子和航空等领域。C8051F040内部集成有博世CAN控制器的混合信号系统级芯片(SoC)，能够实现国际上标准的CAN传输协议本［1］。本系统通过C8051F040单片机和FPGA来实现模拟量数据和数字量数据的接收，并通过USB接口传到上位机实时分析数据的准确性。

1 总体框图

数据接收系统的主要作用是通过CAN总线接口接收来自其他设备的数字量和模拟量，并可以通过USB接口传到上位机中，实时分析数据的可靠性。系统涉及到的主要模块包括CAN总线接口模块、C8051F040单片机控制模块、FPGA主控模块以及USB接口模块。系统的总体设计框架如图1所示。

图1 系统的总体框图

上位机通过FT245BM和底层硬件设备进行通信。FPGA中控单元主要是和FT245BM及单片机进行通信，并对有关数据接收、缓存、发送等操作进行控制。单片机内部集成了CAN控制器，通过CAN接口接收数字量数据和模拟量数据并传送到FPGA控制单元。CAN总线收发器选用的是飞利浦公司生产的TJA1040。CAN总线控制器和CAN总线接口之间要通过高速光电耦合器6N137进行隔离，提高系统的抗干扰能力。信号传输易产生辐射和信号衰减，本文采用双绞线外加金属屏蔽层，可减少信号辐射，防止重要信息外泄，也可阻止外部电磁信号干扰的进入，同时使用屏蔽双绞线比使用非屏蔽双绞线具有更高的信号传输速率。……