CAN总线系统的设计与实现
在现场总线概念的出现到现在的近20年时间里，已经出现了好几种现场总线技术并走向成熟。其中CAN总线已被公认为几种最有前途的现场总线之一。CAN是一种由带有CAN控制器组成的高性能串行数据局域通信网络，是国际上应用最广泛的现场总线之一。 CAN总线系统是一种广泛应用的现场总线技术，其设计与实现涉及到硬件和软件两部分。CAN（Controller Area Network）总线是由CAN控制器组成的高性能串行通信网络，它最初被设计用于汽车电子控制系统，以实现各电子控制单元（ECU）之间的高效通信。随着技术的发展，CAN总线因其高速度、高可靠性和成本效益而被广泛应用于多个领域，包括汽车、工业自动化、医疗设备、家电等。
在硬件设计方面，CAN系统的中心是CAN控制器，例如PHILIPS公司的SJA1000。SJA1000是PCA82C200的升级版，支持CAN2.0B协议，并增加了PeliCAN工作模式。它可以适应不同处理器的时序特性，如Intel模式或Motorola模式。SJA1000通过微处理器的外部存储器访问方式进行通信，比如89C51单片机，其数据线与SJA1000的AD0~AD7相连，通过特定地址进行读写操作。此外，还需要CAN收发器如TJA1050，它符合ISO 11898标准，能支持高达1Mbps的传输速率，并且兼容不同电压等级，可以连接多达110个节点。
软件设计方面，CAN总线系统通常由多个节点组成。每个节点可能包含上位机（如通过并口转CAN接口的计算机）和下位机（如基于89C51的单片机系统）。下位机软件设计通常包括初始化程序、数据接收和发送处理，以及错误处理。例如，通过设置中断标志位（如rcv_flag和flag_sec）来触发接收或发送数据的操作。数据帧结构通常包含描述符、ID、RTR（Remote Transmission Request）和DLC（Data Length Code），以定义消息的类型和长度。
在给出的代码示例中，ma)函数展示了初始化CAN控制器（Sja_1000_Init()）、初始化CPU（Init_Cpu()）、初始化定时器（Init_T0()）等基本步骤。当接收标志位被置位时，单片机会处理接收的数据；当定时中断标志位被置位时，单片机发送数据帧；如果检测到错误，将重新初始化CAN控制器并显示错误信息。
CAN总线系统的设计与实现是一个涉及硬件选型、接口设计、软件编程等多个环节的复杂过程。理解CAN协议、选择合适的CAN控制器和收发器、编写有效的控制软件是确保系统正常运行的关键。在实际应用中，还需要考虑总线的拓扑结构、错误检测与恢复机制，以及与其他系统的集成，以实现高效、可靠的通信。
