基本信息
- 項目名稱：
- 基于MCP2515和TJA1050的CAN通信模塊
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 這個CAN通信小巧實用，具有防靜電損害功能。其接口簡單，對主控制芯片（MCU)的沒有特殊要求，能適應各種成本要求的應用環(huán)境。模塊的工作范圍廣泛，可調節(jié)以適應不同的速率和距離要求。
- 詳細介紹：
- 模塊使用微芯公司（MicroChip）的MCP2515芯片作為CAN控制器。它完全支持 CAN V2.0B技術規(guī)范，支持標準和擴展數(shù)據(jù)幀及遠程幀。它采用低功耗的CMOS技術，寬電壓范圍供電。并且具有休眠模式，可使功耗進一步降低。 使用恩智浦半導體公司（NXP）的TJA1050芯片作為CAN收發(fā)器。它完全兼容“ISO 11898”標準，最高支持1Mbps的傳送速率。具有“silent”(靜音）模式，在此模式下不會打擾到總線上的其它節(jié)點。 為了延長模塊的使用壽命，防止靜電給模塊帶來的意外傷害，設計中還使用PSD1CAN做靜電保護器，可防止高達40KV的瞬時高電壓。為適應遠距離傳輸?shù)囊?，模塊中加入了120Ω的匹配電阻。 本CAN通信模塊的傳輸速率可通過軟件編程，范圍從20Kbps--1Mbps，可涵蓋低速與高速應用。傳輸距離最遠可達10Km?？偩€支持多達110個節(jié)點，可以適應大多數(shù)的工業(yè)控制和應用。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 控制器局域網(wǎng)絡(Controller Area Network, CAN)具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力。在自動化各個行業(yè)，CAN總線系統(tǒng)取代舊的總線系統(tǒng)將是一種不可逆轉的趨勢。 要構成一個實用的CAN網(wǎng)絡，節(jié)點之間進行通信是必要的。本設計的目的即是為CAN網(wǎng)絡提供一個低成本、高性能的通信模塊。將本模塊應用在網(wǎng)絡中的各個節(jié)點，可以保證網(wǎng)絡通信的安全高效。 CAN通信模塊的設計采用獨立的CAN控制器和收發(fā)器構建。CAN控制器負責對收發(fā)的信息進行加工分析、校驗濾波。收發(fā)器負責在CAN總線和控制器之間進行TTL電平與差分信號的轉換。
科學性、先進性
- 本通信模塊小巧：5.1CM*2.3CM，留有與CAN總線和與微控制器（mcu)相連的接口。它成本低，實時性強。采用雙線串行通信方式，檢錯能力強，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作；具有優(yōu)先權和仲裁功能，多個控制模塊通過CAN 控制器掛到CAN-bus 上，形成多主機局部網(wǎng)絡；可根據(jù)報文的ID決定接收或屏蔽該報文；可靠的錯誤處理和檢錯機制；發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā)；節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能；報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息。
獲獎情況及鑒定結果
- 到目前為止還沒有獲得過相關的獎勵及鑒定結果。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 樣品，現(xiàn)場演示 ，實物、產品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- MCP2515與MCU 的連接是通過標準串行外設接口（SearialPeripheral Interface，SPI）來實現(xiàn)的。可以很好地減少MCU的開銷。 由于CAN通信只使用兩根差分信號線，因此組網(wǎng)簡單方便。模塊的小巧更方便網(wǎng)絡的擴充與修改。本模塊實時控制性強、成本低廉，有可靠的錯誤處理和檢錯機制，能夠自動重發(fā)錯誤幀。增加了120Ω的匹配電阻，可保證遠距離傳輸?shù)恼_性。 本模塊使用了PSD1CAN靜電保護器保護CAN總線，防止人體靜電對模塊構成的危害，延長模塊壽命。 CAN模塊可應用于汽車安全、自動控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機械工業(yè)、紡織機械、農用機械、機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械及傳感器等領域，前景廣闊。
同類課題研究水平概述
- 控制器局部網(wǎng)（CAN，CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司為現(xiàn)代汽車應用領先推出的一種多主機局部網(wǎng)，由于其高性能、高可靠性、實時性等優(yōu)點現(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)自動化、多種控制 設備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門?？刂破骶植烤W(wǎng)將在我國迅速普及推廣?！? 現(xiàn)在，CAN 的高性能和可靠性已被認同，并被廣泛地應用于工業(yè)自動化、船舶、醫(yī)療設備、工業(yè)設備等方面?，F(xiàn)場總線是當今自動化領域技術發(fā)展的熱點之一,被譽為自動化領域的計算機局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實現(xiàn)各節(jié)點之間實時、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強有力的技術支持。 CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼。采用這種方法的優(yōu)點可使網(wǎng)絡內的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的 標識碼可由11位或29位二進制數(shù)組成，因此可以定義211或229個不同的數(shù)據(jù)塊，這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式，還可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù)，這 一點在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。數(shù)據(jù)段長度最多為8個字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時，8個字節(jié)不會占用總線 時間過長，從而保證了通信的實時性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗并可提供相應的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨 特的設計，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設備的互連，因此，越來越受到工業(yè)界的重視，并已公認為最有前途的現(xiàn)場總線之一。
