摘要：為解決某型衛星信息采集系統中陀螺組合數據等的實時通訊問題，提出了利用CAN總線實現整個信息采集系統設計。與一般信息采集系統相比，該系統下位機采用TMS320F2812型DSP，利用其eCAN模塊作為數據發送模塊，上位機采用工控機，其中ADLINK PCI／cPCI-7841 CAN總線接口卡作為數據接收模塊，并在工控機中實時處理接收到的數據，更可靠地完成了信息采集及實時監測。實驗結果表明，該系統信息采集實時性強、準確穩定。
關鍵詞：CAN總線；PCI／cPCI7841；TMS320F2812 DSP；信息采集；監測
CAN(Controller Area Network)即控制器局域網，主要用于各種設備檢測及控制的一種現場總線。20世紀80年代初，德國BOSCH公司為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換，開發了一種串行數據通信協議，即CAN總線。
CAN總線是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡，它為分布式控制系統實現各節點之間實時、可靠的數據通信提供了強有力的技術支持。CAN屬 于工業現場總線的范疇，與一般的通信總線相比，CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，通信速率可達1 Mb／s。目前，CAN總線不僅應用于汽車領域，而且應用于自動控制、航空航天、機械工業、農用機械、機器人、數控機床、醫療器械
及傳感器等領域。
由于CAN被越來越多不同領域采用和推廣，導致要求各種應用領域通信報文的標準化。為此，1991年9月PHILIPSSEMICONDUCTORS制定 并發布了CAN技術規范(VERSION 2．0)。該技術規范包括A和B兩部分。2．0A給出在CAN技術規范1．2中定義的CAN報文格式，能提供ll位地址：而2．0B給出了標準的和擴展的 2種報文格式，能提供29位地址。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運載工具——數字信息交換——高速通信控制器局部網(CAN)國際標準 (ISO11898)，為控制器局部網標準化、規范化推廣鋪平了道路。
根據某型衛星信息采集系統的導航數據的通信需求，且為保證信息采集的實時可靠，文中應用CAN總線完成整個信息采集系統設計。
1 信息采集系統設計
由于衛星的運行環境復雜，采集的陀螺組合數據等會有相應的誤差，因此需要對導航數據的采集進行遙測，對導航計算機的總線狀態進行監測。本系統根據某型衛星的通信需要，利用CAN總線完成整個信息采集及實時監測。信息采集系統的框圖如圖l所示。
1．1 系統硬件設計
由于11公司的TMS320F2812型DSP在軍事上已有應用，且根據各種性能的比較，本系統采用TMS320F2812型DSP作為導航計算機，進行下位機的數據發送，其中eCAN模塊是TMS320F2812 DSP片上的增強型CAN控制器，其性能較之已有的DSP內嵌CAN控制器有較大的提高，數據傳輸更加靈活方便，數據量更大，可靠性更高，功能更加完備。
上位機采用工控機，其中由ADLINK的PCI／cPCI-784lCAN總線接口卡進行數據接收。該卡可同時操作兩個獨立的CAN網絡，可編程傳輸速率可高達l Mb／s，通過直接內存映射能夠快速訪問CAN控制器，PCI總線即插即用，其總線控制器為SJAl000，電氣接口為82C250。
信息采集系統的信息通信利用CAN總線完成，其CAN總線接口電路如圖2所示，其中獨特之處是在收發器PCA82C250的輸出引腳CANH和CANL之間并聯一個終端電阻R為120 Ω，解決了遠近端阻抗不匹配的影響。
如圖1所示，由TMS320F2812 DSP的eCAN模塊發送陀螺組合數據及溫度值等，上位機的PCI／cPCI-784l型CAN總線接口卡進行數據接收，從而完成整個信息采集及監測過程。
1．2 系統軟件設計
系統軟件主要完成基于CAN總線的數據通信，并在接收數據之后按要求對采集的導航數據進行處理，轉換成實際所需數據類型，對陀螺組合的狀態進行監測。
本系統CAN總線通信報文格式采用CAN2．0B擴展模式，通信數據格式主要是對CAN總線協議中的(仲裁場Arbitration Field)和(數據場Da-ta Field)進行定義，要求數據傳輸速率為500 Kb／s。協議幀格式如圖3所示。
系統的接收軟件設計流程圖如圖4所示。
在使用CAN接口卡之前首先要對卡進行波特率、傳輸報文格式等參數的初始化。
1)初始化CAN總線的傳輸報文格式為提供29位地址的CAN2．0B擴展模式；
2)初始化CAN總線的波特率為500 Kb／s。
利用PCI／ePCI-7841CAN接口卡的CanOpenDriver()函數打開CAN端口，用CanConfigPort()函數進行初始化，用 CanSendMsg()函數發送數據包，用CanRcvMsg()函數接收數據包，用CanCloseDriver()函數關閉端口翻。創建接收線程， 接收數據之后按要求對數據進行處理。應用MFC制作通信界面。注意，線程函數只能是靜態成員函數，或者是在類外面聲明的一個函數。
初始化程序如下：
系統軟件界面如圖5所示。
2 實驗結果
經過實驗驗證，該信息采集系統采集的數據經過通信后不變，確保了信息采集的可靠、準確。
3 結束語
由于基于CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，同時由于TMS320F2812DSP的eCAN模塊使數據傳輸更加靈活方便，數據量更大，可靠性更高，功能更加完備，用該DSP進行下位機的數據發送，PCI／cPCI CAN接口卡進行數據接收，從而完成信息采集，并對采集的數據進行相應處理，對陀螺組合的狀態進行監測，這對衛星等的導航有著重要意義。