基于DSP的分析仪CAN智能节点的设计
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(南京工业大学自动化学院南京Zllxx刃
摘要：介绍了基于TMS32的作为构建基于分析仪器的网络的基础。 812的气体分析仪作为CAN总线网络智能节点的设计者法律。 首先设计了气体分析仪的结构框图和硬件接口电路，软件设计部分给出了CAN初始化的c语言程序，分析了智能节点的设计中可能出现的问题和解决方案。 这个智能节点调试成功了。 分析仪器的网络化积累在过程工业对目标质量的直接控制上意义极其深远。关键词：分析仪网络化智能节点流程工业模块转换将中图分类号：TE肠7句作为标识代码：A
A加七腹.As the baseofc0II.t拓d幻限.广户1司1仙七山uen‘ne加。 r‘，朋inte】卜gellt川记eof血CA卜nd啸“kfor阮足an日ytic目111日tn川莱姆b已经提出了donDsP TMS32OcZslZi，dssigl."。 他们le .匕首Ic加司七.镍kdiagnlll成为the all目州司11坦切肛犯nialld山eh田月侧azeillted油cec吸血de-51民lled，明”in的n切峨desl即1.p呼唤1在clalkuj招募epmgramfor can jo 111二~~.肠e卿日e心p门1旧b”，ellc01I幻Ie喇inde丽墩鸣介(Iligentn司esndtheir叻hd沁n日峨助)，陈d.Th聪int聪lgeutllode卜朋悦朋de卜叫犯司suc朋.肠u，是数e”et即c面略。 阮朗. lytiCdi~n祭n .场aigli‘c咏tod流c少co咖1卿曲1，ofpz司’cts InP成城绩indu日比夜8价格”。 (例如，AI.) ytil用JLt恤(1记nINelworking )盯着lelli合作伙伴的enillode Prl读二indus，均衡成la”。 9~dig、Iconve面。引言0
经历了从模拟式测量到智能型高精度、高稳定的数字化测量、运算分析、诊断及控制等功能的飞跃之后，分析设备进行基于通信的网络化，
信息化的方向发展。 也就是说，有检测、监视、信息传递特色数字化仪器已经成为集监、管理、控制的综合功能一体网络系统的最先进网络神经元。 在本文中讨论了一种基于DSP的多组分气体分析仪用作CAN总线网络智能节点的设计。
CAN是国际上应用最广泛的现场总线之一，是1986年德国Ro比nB08Cll公司提出的麦片总线路最先用于汽车内部测量和执行机构之间的数据通信书信。 CAN使用串行多控制端通信协议，可以有效支持分布式实时控制，具有很高的安全性与高IMb钾的通信速度。 由于CAN具有多主控制制、破坏性总线仲裁、可靠的错误检测和重发机制及故障故障节点的判断和自动脱离等显著优点是噪声和在其他恶劣的环境中越来越广泛地使用是因为领域也在不断扩大。1智能节点硬件设计
图1是基于DsP的多成分气体分析仪的结构框照片。 设备采用强大的CPU，可以实时快速测量各种燃烧设备的各项热工参数。 根据测量数据，通常用自动调节装置调节风量，保持适当的空气/氮气比，使燃料系统处于最佳运转状态，获得最高燃烧燃烧效率和最低的燃料消耗。 机器是CO、50:NO、NOZ、烟的黑色等参数，具备液晶屏、键盘等待外围设备[，]。、 分(人)界面！ 将棋部分！玉石。 }， d。 (控制f加. 2
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诊稿改日收魏刃，一群16a策一作者海充炙女，1983年学生砚为南京工业大学自动化牵引院读书研究生：1研究的方向是[sp，CAN，嵌入式开发与应用]。基于图DsP的多组分气体分析仪结构框环
Fi:1，n，咖啡馆情况of口”1石一傲饮Jp尹朋司尹icdin.tnl.elll】、朋曰。 n】万p工业现场的各种气体浓度通过各种传感器
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位于DSP的气体分析仪CA洲智能节点的设计海光美.等电信号、处理后的电信号通过刀d转换模块接收模拟信号转换为数字信号量并输送到CPU进行处理，显示在优D上能表示出来。 同时，需要通过友好的人机界面实现用户对设备以及各种参数的控制。设计中将整个仪器分为DsP数字和模拟信号部分实现。 这两部分通过扩展数据接口相通书信。 该方法大大减少了模拟信号对数字信号处理器的干扰，为DsP系统提供了良好的工作环境。 工人由于行业中的一些气体传感器需要一定的工作温度在模拟信号部分增加人的PID温控模块。 开函数输出单元用实现现场的远程控制。该气体分析仪器采用TMs320数812作为主机抑制器。 TMs320数812是Tl公司发售的控件用是制造领域的32位数字信号处理器，其主频率是最高的150M比，支持单周期32x32位MAC功能，4MB的编程/数据地址空间和片上12位模数转换器
有(ADC )、八级管线、专用读、写等6条总线。 一样的时，集成了SPI、eCAN等功能模块，提高了开发效果率。 TMs320数812的CAN控制器集成在CAN总线上的物理层和数据链路层与CANZ.OB协议完全兼容。cAN的所有可靠错误检测和处理功能都来自控制器链路层自动完成。 有可以设定的接收/发送邮件支持盒子、消息定时邮政功能，可达到最高通信速度IMbpsa
因为数812本身内置了eCAN控制器，所以这带来了智慧能节点和CA中介网络系统的接口电路设计大大简化。用CAN收发器调教65HVD230的话，可以把智能部分点连接到CAN总线。 接口电路如图2所示。如果引线8直接接地，即在高速动作模式下动作，则被允许收发器输出侧晶体管尽快导通截止，在脉冲的上升沿和下降沿上面没有限制。 这里的引脚8通过下拉电阻r连接接地是输出端晶体管导通时的上升沿和下降沿的斜坡的宽度与该引脚的输出电流成比例，因此通过调整r、的大小可以控制斜坡的宽度，此时，收发器在斜坡控制模式下工作。 r，的大小通常为10(1lokn )瞬间。
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图2智能节点接口电路
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DsPBI仍然是Tl公司的DSP芯片的各种实时操作系统的基本软件为嵌入式开发和APP应用提供了基本的执行服工作。 DSP/Blos还提供了DSP目标系统中的每个植入信息，并将这些信息传输到PC机的Bloscope点分析工具，APP应用的实时分析。本文所述的气体分析仪器的软件是
DSP/BIOS的ccsz(x (在x刃环境下开发实现。 整体气体分析仪器的软件开发在此省略，重点讨论其CAN模块的实现。
2 .初始化2.I CAN模块
在使用CAN模块之前，首先要巧妙地使用GP10CP10F7的两个端子被配置为外围设备状态，即eCAN状态需要初始化，只有CAN模块正在初始化
可以在模式下初始化。 主寄存器cANMc的设置Cr1后，可以使CAN模块在初始化模式下工作仅限错误和状态寄存器CANES的CCE位置1然后，可以继续向CAN模块的各个寄存器写入。初始化完成。初始化内容为：使能CAN模块时钟； 使能CANTx和CANRx引脚； 配置位时序参数初始化主寄存器CANMC和MSC{TRLn寄存器； 拦截邮件存储箱使能寄存器CANME； 配置相关邮箱和MSGIDn发送存储器。详细的初始化步骤如下：
vo记iniTecan(void ) ) ) ) ) ) ) ) ) vo记iniTecan(void ) ) ) ) ) ) ) ) vo记iniTecan(void ) ) ) ) )。川.〔tECANeREGSEC田1城油ad叩打；eauj(w；
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5”CtrlRe， PCLKCR.al，月(x刃；万方数据
基于DSP的气体分析仪CAN智能节点设计海光美.等/*配置加扰AN的RX，饮分别是eCAN的接收和发送导言/
在ECanashadow上OC.al二ECanaRe罗. CAN上OC .心念；ECal阳6抽1】ow.CANT10C.hit.TXFUNC二1；
ECanaRe即. CANT10C.al二ECallashadsw，CANRIOC.ajl；ECa凝视as衬衫1(0姗CANRIOC .山二ECanaHe即. CANRIOC.al；ECa .心badow CANRIOC.bit .】屯xf’ijnc二1；ECanaRe，NBIOC.an二EC日1均shadl(w.canei‘冗馀. ali；/*配置位时间序列参数*ecan van， CANMC.bit.ccR二1； 设置/CCR21ile(EC种Re朗. CAN咏. bit.CCE！ 2 )1) )。1 )等待CCE职位
ECanaRe罗. CANBTC.bit.BRP=9；EC朋aRe， CANB代. bit.TSEGZ=2；EC即aRe罗. CANBTC.bit .铭EGI二十；(计算式比特率2SVsclk/(BRP1 ) x ) ) (的EGI，9 ) ) ) )。(铭EGZ哪个1 )十一) /系统时钟为3o M比，倍频为1/2，此时的比特率为lo k娜二
ECa等as】第1侧. CANMC.al二ECall旧Re邵氏. CANMC.al；ECanashad， CANMC.bit.STM二1； /自检模式ECanashadow.CANMC .肠t.SCM；(现在正在部署韶关加强工作) /EC朋aRe， CANMC.al二ECalash司ow.CANMC，动；ECanaB巴罗. CANME一al二0；
写MsGID之前禁用所有邮箱
/*所有主控制区域为0，mcf(msgc-TRL )所有位初始化为。 //
ECa口aMI旧xes.mboxo.mcf.al2ox (视仪犯侧刃；如ECanaMIxl、 MBOX31.MCF.al二ox或班洲MK洲旧；配置邮箱ECanaM字段x部. MBOXI，MID.al二0学习9555AAAI；扩展标记
ECa”aM场万. MBOXI.MCF.al万(洲)洲) 108；/8个数据长度、1个优先级、无远程帧请求
EC.1曰m肠笼es MBOX3 .MID .心二0习9555AAAI；将标记写在被粥ID上，不使用接收掩码，将上海ME设为oaEC山laM肠“. MBOX3，MCF.al=0州刀期”108；/无远程帧请求，数据长度8 .优先级1EC川阳为Ilad牺牲. CANMD.ali二ECanaRe， c人NMD .占心；ECan心ha〔卜理. CANMD，弃MDI二；
提高教学质量
ECallaRe邵氏. CANMD .心二ECa斑心h目ow.CANMD.al；ECanaMI培训lx加. MBOXI.MDRL.al二0湘1234567；ECanaMlx仪印. mboxi.mdrh.al2ox 89 abcdef；在邮件RAM区域写入数据ECanaRegs.CANME.al二十万a；/启用邮箱1和邮箱3
e山仙Re，CANMC.hit.CCR； 设置/CCR20
，hile(ECAlare，CAN ES.bit.CCE！ 2(0) )。日/然后等待ccE位清零，初始化结束，退出初始化模式ED巧；}
2.2邮箱配置
邮箱的配置主要是MD.n、AAM(canmid.29 )、RTR(C人NMCF4 )的3人完成。 在ecAN模式下，邮箱主要有四种配置方式：配置邮箱作为发送邮箱，仅可以发送数据，此时配置刀. n 20，朋月20，RTR=0；配置接收邮箱，使其只能接收数据。 这种情况下的配置() ) n=1亩月夕二0，RTR二0； 邮箱配置为接收邮箱，可以发送远程请求帧，并在同一邮箱中接收相应的数据侦察，此时，衬. n=1，RTR二1，AM无效； 邮箱的构成如果发送了邮箱并接收到匹配的远程顿请求，则为CAN模块通过发送邮箱内容来响应远程帧。 此时，MD.n，a21、RTR21。以邮箱1和邮箱3为例，邮箱1被构成为发送邮箱，只能发送数据； 将邮箱3配置为传入邮箱，没有远程帧求，只能接收数据。 设置两个邮箱的MScID寄存器，然后单击、使两者具有相同标记，作为来自邮箱1的发送数
邮箱3说准备好了。 c语言实现上述初始化程序请参阅。在初始化和配置邮箱期间，请特别小心下一个几点？避免意外更改eCAN模块的密钥寄存器
或位的设置、密钥寄存器或位受EALLOW保护。 只是有EALH、w保护屏蔽时，eCAN模块的寄存器或位，这些寄存器和位受EALLoW保护，在变更时必须特别注意。 例如NMC[15…，1MCR[7… 6]CANBTC_
CANGIM
MIM[31 .0]情侣C{31… 0]乘胜追击10 )开吸(3)
部分状态寄存器的部分位不能直接清零
中选择所需的族。 必须设置其他寄存器的任意一个位，或者直接指定方向这个位写为1来实现。 例如，发送请求集寄存器PRO甲f闷al理OMAll0N】NSTRt几天ENTAT10N Vd .幼NO . 10 0d川比r创泊7万方数据基于璐p的气体分析仪CAN智能节点设计海光美.等CANTRS的位不能直接清零，必须成套发送
要求实现复位寄存器can’RRR的对应比特； 对于发送音寄存器CANTA的某个人写1就可以复位，已经生产了发生中断时，可以清除中断，即使清除也没有影响； 对接一旦在消息挂起寄存器CAN RMP中写入1，就将CAN RMP写入和cANRML的位被清除，在对每个寄存器进行操作的情况下必须非常注意。
有些寄存器需要32位读写，如毅盖保护控制等寄存器CANO世代、FO控制寄存器CANTIOC和如果需要改变其各个位，例如CANRIOC，则很特别请注意，不能直接对某个位进行操作。 否则编译器将无法生成这样的访问变成16位的访问方式，寄存器内被破坏是的，会给程序的执行带来未知的结果。 解决办法是使用32位的临时寄存器，首先选择事先操作的寄存器的所有内容都是读人的临时寄存器，临时寄存器的指定值，将临时寄存器按犯位分配给eCAN寄存器器，由此实现对某个比特的操作，保证结果的正确性没错。 eCAN模块的32位寄存器通常采用它种子方法分配值13]。 单节点测试状态，主控制器CANMC的SlM位设置为1。 这样不会发送消息，但会将相关闭寄存器后，将像通常发送接收时一样进行设置或复位。即使发送响应寄存器CA刊TA也将设置1。 否则，主程序将文“while(Ecanare， CANTA .山！=3)、”处并我会一直等下去。 但是无论如何，信息被读取并保存存储在相应的邮箱中。表1侧试验结果寄存器显示
Tah.I R昭ISter咖啡翻了e .女人oft，留下了d女人地址标记内容61雇佣军h巧10FI]6lISH石111女0心555AA声10 4555人a月1日0刃12345石7天gABCDEF0司123乌5石789ABCDEF
2812BAM中，61雇佣兵h-1的h、610ah-10BH、610CH- 610Fl分别只有邮箱1的m日刃d、MSCCT为l、MDL、MDH的值分别为6ll8H石119H、6llAH石llBH、6llCH石11阳
邮件地址3的MSCID、m分别是1丑l、MDL、MDH的值。 程程观察顺序执行后对应的RAM的值，6 llch-nf’h收到邮箱1的麦子发来的数据加上12抖567、ox89ABcDEF，证明该智能节点能够实现正常通信。如果单节点测试正常，可以连接CAN总线网联络进一步与对等节点或上位机通信。 与其他节点进行通信时，请注意各节点的波特率设置必须相同，以便进行处理针脚必须连接在一起。3调试和总结
通过以上设置，该CAN总线智能节点在测试模式下，实现顺利的自收发。 通过调查查看eCAN模块对应的内存值，可以看到邮箱3正确接收从邮箱1发送的数据，测试结果寄存器显示如下如表1所示。4结束语
该气体分析平台CAN网络智能节点调试顺利预计将在工业现场使用。 将分析仪器作为CAN总线网联系人智能节点位于多个分析设备上，以解决多个待测气体中信号同步问题有良好的效果。 随着DSP技术发展迅速，数字信号处理技术已经广泛应用于各个领域域。 数字化分析仪器作为网络神经元，有机地融合人网络系统实现信息实时传输、远程故障诊断是一种分析仪器的发展趋势也是工业化和信息化的发展趋势。参考文献1史久根、张培仁、陈真勇. CAN现场总线系统设计技术〔M〕，北北京：国防工业出版社，2以上州：21一二、
2基于朱宇翔. DSP的在线成分分析仪嵌体式系统研究【川南】南京工业大学，2以巧：ZD一40
结束语5
放射线型含原油气体含水率分析仪是对含原油气体、含水率在线总流量的测量表明，含气含水基本消除测量引起的误差取决于其他种类的含水仪的水包油或油包水等测量范围小，非线性误差大分流、间歇采样测定含水的代表性差异不足。 在长庆油田广泛应用，具有较大的推广价格(自动化仪器)第28卷第10期207年功月
的双曲正切值。 该仪器的创新之处在于使用了散射方式这一新测量量方式同时为多相流的在线监测提供了新的方法。参考文献
1徐克肆.粒子探方技术【m】.上海：科技出版社，198L2成光曦.实验原子核物理学【m】北京：原子能出版社19当3中国大百科全书编辑部.中国大百科全书-物理学【m】.北北京：中国大百科全书出版杜，1987年。4魏宝文.原子核物理实验方法【M了.北京：原子能出版社，1侧洲】。5李建华、王军生_辐射型含原油瓦斯、含气率自动监测仪及应用〔J〕，石油机器，2创】(，19 )2) :38 )剥掉一层皮6刘志华.“，朋三相流盆仪实用效果〔J〕.油田地面工程互联网3，(7) :3吕)万方数据