超聲波流量計常用的四種編程程序

1、CAN總線系統(tǒng)的組成

   控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般分為三個層次：第一層網(wǎng)絡(luò)為中央控制層；第二層網(wǎng)絡(luò)為子系統(tǒng)管理層；第三層網(wǎng)絡(luò)為現(xiàn)場設(shè)備控制層。

   CAN總線技術(shù)主要應(yīng)用在第三層上，它作為控制局域網(wǎng)實現(xiàn)分布式的智能化控制。對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控和管理以及第二層網(wǎng)絡(luò)與第三層網(wǎng)絡(luò)之間的通信通常是由工業(yè)控制機(jī)來實現(xiàn)的（圖1）

   CAN 現(xiàn)場設(shè)備處于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的底層，接受工控機(jī)的管理并實現(xiàn)對子過程和對象的監(jiān)控。

2、具有在線編程技術(shù)的CAN現(xiàn)場設(shè)備的電路設(shè)計

在具體設(shè)計中，與CAN 技術(shù)規(guī)范相關(guān)的電路采用了Phips公司的高性能CAN總線收發(fā)器82C250。CAN總線控制器采用的是Phips公司的P87C592。P87C592具有與51系列兼容的微處理器，同時也具備了CAN總線控制的功能，它的使用可以簡化電路的設(shè)計。

采用了P87C592的具有在線編程功能的CAN現(xiàn)場設(shè)備相關(guān)電路如圖2所示。電路中具備了CAN總線控制器功能的CPU的引腳P3.5、WR、RD和PSEN通過74HC00、74HC08和74HC32組成了對程序存儲器工作狀態(tài)進(jìn)行控制的電路，程序存儲器采用了SST公司的Flash存儲器39SF512。39SF512具有單一5V編程電壓的特點，其容量為64k  Byte，按照單片機(jī)系統(tǒng)的慣例與P87C592相連接。

以這種方式設(shè)計的具有在線編程功能的系統(tǒng)工作于兩種狀態(tài)：第一種狀態(tài)是引導(dǎo)、下載和在線編程工作狀態(tài)；第二種狀態(tài)是用戶程序工作狀態(tài)。這兩種狀態(tài)的區(qū)分是通過CPU對其引腳P 的置位來完成的。為高電平時，系統(tǒng)工作于引導(dǎo)、下載和在線編程工作狀態(tài)，這和CPU在復(fù)位后  的狀態(tài)相吻合。這時的單片機(jī)系統(tǒng)將Flash存儲器39SF512作為數(shù)據(jù)存儲器來操作，在執(zhí)行了MOVX@DPTR，A指令后，P87C592的WR信號可以通過門電路作用于存儲器39SF512的寫控制引腳，完成對存儲器39SF512的在線編程，P 為低電平時，系統(tǒng)工作于用戶程序工作狀態(tài)，P87C592在完成了對系統(tǒng)的初始化后，執(zhí)行CLR 和LJMP 4000H兩條指令，便將系統(tǒng)引導(dǎo)到用戶程序的工作狀態(tài)。

3、在線編程功能的軟件編程

   在CAN現(xiàn)場設(shè)備中實現(xiàn)在線編程功能時，對程序在存儲器中的安排有著嚴(yán)重的要求：P87C592單片機(jī)內(nèi)部程序存儲器放置的是引導(dǎo)程序，其中包括最基本的通信程序和寫Flash的程序，它的任務(wù)就是完成通過系統(tǒng)上的I/O口獲得需要更新?lián)Q代的程序數(shù)據(jù)，并將其寫入Flash。這部分程序的長度不能超過16k  Byte。39SF512存儲器中放置的是用戶程序（即在需要時可以改寫的程序，共64－16＝48kByte）。具有在線編程功能的CAN 現(xiàn)場設(shè)備中的系統(tǒng)程序在編時寫要分成兩個主體：第一個是下載、Flash編程和引導(dǎo)程序主體；第二個是用戶程序主體。它們的子程序不能互相調(diào)用，這樣用戶程序在升級時就不用考慮兩個程序主體之間的關(guān)系了。在通用單片機(jī)系統(tǒng)上實現(xiàn)在線編程功能的程序框圖如圖3所示。

 4、CAN 總線技術(shù)和在線編程技術(shù)

  CAN（controller  area  network）是一種具有ISO標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)串行通信協(xié)議，最初是由德國Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的測試儀器和控制器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行通信總線，1993年成為國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898：道路車輛的高速控制器局域網(wǎng)數(shù)字信息交換標(biāo)準(zhǔn)）。由于它的技術(shù)性能優(yōu)異，被認(rèn)為是最有前途的現(xiàn)場總線之一。CAN總線的主要特點是^[1]：

   ①最大傳輸速率1Mbit/s(40m)，最大傳輸距離10km（5kbit/s）。傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜和光纖。

②采用點對點、一點對多點、全局廣播等幾種方式發(fā)送數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)全分布多機(jī)系統(tǒng)，且無主從機(jī)之分。

③對信息塊進(jìn)行編碼，采用非破壞性總線優(yōu)先級仲裁技術(shù)，仲裁的依據(jù)是信息塊的標(biāo)識符。

④支持4類報文幀：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、超載幀和出錯幀。

⑤采用面向控制的短幀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)段的長度為0～8字節(jié)，從而使得每幀數(shù)據(jù)出錯率低且實時性好。

⑥運行CRC（cyclic  redundancy  check）校驗技術(shù)，具有較強的錯誤控制和重發(fā)的功能，出錯率極低等等。

在線編程（IAP）技術(shù)是一種通過微處理系統(tǒng)上的I/O口對微處理系統(tǒng)的用戶程序進(jìn)行重新編制的技術(shù)。這種技術(shù)不需打開儀器儀表的機(jī)殼和拔下內(nèi)部的CPU或程序存儲器便能完成儀器儀表的傳感器修正系數(shù)的更換或是監(jiān)控軟件的升級。這種技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場總線系統(tǒng)中無疑能使工業(yè)自動化系統(tǒng)的組態(tài)、調(diào)試和維護(hù)更加快速。

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