CAN總線在測(cè)井儀器中的應(yīng)用

1、CAN 總線在測(cè)井儀器中的應(yīng)用can (cont roller area network)- 控制器局域網(wǎng)絡(luò)最早出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 80 年代末德國(guó) bosch 公司最先提出。隨著石油測(cè)井儀 器的逐步發(fā)展，對(duì)遙傳傳輸?shù)乃俣纫筇岣叩搅?00kbit 甚至500kbit，而測(cè)井儀器井下系統(tǒng)中常用的 dtb 總線只能支持 100kbit 就無(wú)法滿足需求了，所以 can 總線在測(cè)井現(xiàn)場(chǎng)總線將有著廣闊的前 景。1、can 總線介紹及特點(diǎn)作為一種多方式的串行通信總線，成本低、利用率高，最遠(yuǎn)傳輸 距離可達(dá) 10km 最快傳輸速率可達(dá) 1mbit/s ； can 的速位率，抗電 磁干擾能力都特別高。本文選用

2、帶有 can 核的 c8051f040 單片機(jī)作 為分系統(tǒng)的 cpu,簡(jiǎn)化 can 總線的接入方式。1.1 控制器介紹c8051f040 內(nèi)部集成 bosch can 控制器，此 can 控制器主要是一下幾個(gè)部分構(gòu)成：can 內(nèi)核、與 c8051 ram 相互獨(dú)立的報(bào)文 ram、 報(bào)文處理狀態(tài)機(jī)制以及 can 控制寄存器。can 核提供 cantx 和 canrx 移位、串并轉(zhuǎn)換消息和其他與協(xié)議相關(guān)的任務(wù)。消息ram 可存 32個(gè)接受和發(fā)送的消息對(duì)象。can 控制器與 cip-51 之間的屬于傳送和 狀態(tài)通知靠 can 寄存器和消息處理器提供接口。1.2 內(nèi)部寄存器的分類及主要功能can 核內(nèi)

3、部寄存器主要是分為 can 控制類寄存器、報(bào)文接口寄存器組、報(bào)文處理寄存器 3 類，其中 can 控制類寄存器用來(lái)配置 can 控制器，監(jiān)控總線狀態(tài)，處理各種中斷以及控制器的工作模式；報(bào) 文接口寄存器組為兩組，通過(guò)接口寄存器緩沖數(shù)據(jù)可以避免cpu 存取包圍 ram 和報(bào)文接受發(fā)送之間發(fā)生沖突；報(bào)文處理寄存器為只讀 寄存器，它提供中斷、錯(cuò)誤、接收、發(fā)送請(qǐng)求和新數(shù)據(jù)信息。1.3can 總線在測(cè)井儀器中的應(yīng)用can 總線將各個(gè)功能模塊連接組成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，每支井下 儀器必須配備相應(yīng)的 can 總線子節(jié)點(diǎn)接口來(lái)保證其與告訴電纜遙傳 的 can通信：絞車面板、通用信號(hào)處理卡、聲波卡、電極卡、直流 高

4、壓等。主計(jì)算機(jī)的控制信息經(jīng)聲波卡節(jié)點(diǎn)接收后轉(zhuǎn)發(fā)至其他節(jié) 點(diǎn)，作為下位機(jī)的各信號(hào)處理板卡通過(guò) can 總線接收上位機(jī)聲波卡 的指令，完成各種控制和數(shù)據(jù)采集任務(wù)，然后再通過(guò)can 總線把處理過(guò)的數(shù)據(jù)發(fā)給上位機(jī)。2、can 總線的外圍硬件電路c8051f040 內(nèi)嵌的 can 核只是為 can 控制提供協(xié)議，在應(yīng)用的過(guò) 程中就需要另外添加 can 總線接收器。本文中討論選用 max3050 作 為接收器。協(xié)議控制器和屋里傳輸線路之間的接口就是max3050 收發(fā)器。在 can 收發(fā)器和 cpu 的 can 核之間加入光電隔離（6n 137） 能提高系統(tǒng)的抗干擾能力和對(duì) can 控制器的保護(hù)，保證了總

5、線上各 can 節(jié)點(diǎn)之間的電氣隔離。另外在 max3050 的 canh 和 canl 引腳各 自并接一個(gè) 60w 的電阻，再連接到一個(gè) 47nf 的電容導(dǎo)入地，能起 到抗匹配和抗干擾的作用3、can 通信軟件設(shè)計(jì)can 的通訊軟件設(shè)計(jì)主要是包括系統(tǒng)初始化程序、發(fā)送程序和接 受程序三個(gè)模塊。3.1 初始化程序初始化程序需要將所有的報(bào)文對(duì)象進(jìn)行初始化所有值歸零，設(shè)置 can控制寄存器和位定時(shí)寄存器，分別初始化發(fā)送報(bào)文對(duì)象和接受 報(bào)文對(duì)象。具體的 can 初始化程序如下：3.2 發(fā)送程序can 報(bào)文發(fā)送通過(guò) can 控制器來(lái)自動(dòng)完成，是在用戶接受到遠(yuǎn)程 幀的識(shí)別符后將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到發(fā)送緩沖寄存器，再將報(bào)文對(duì)象 的編碼寫入命令請(qǐng)求寄存器最后由硬件來(lái)完成發(fā)送。具體的發(fā)送程 序如下應(yīng)用此方案的測(cè)井儀器系統(tǒng)可以做到集成度高、 性能穩(wěn)定且抗干 擾能力強(qiáng)，在高速傳輸?shù)倪^(guò)程中相對(duì)比 dtb 總線顯示出了很多優(yōu)勢(shì)， 在國(guó)內(nèi)許多高性能測(cè)井系統(tǒng)中已經(jīng)得到應(yīng)用，相信會(huì)因?yàn)槠?/p>