專利名稱：具有軟硬件csma/cd的can總線控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能家居可視對講系統(tǒng)，尤其是在智能家居的自動化控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的一種具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的CAN總線控制網(wǎng)是通過MCU加上標準的CAN控制器和驅(qū)動器實現(xiàn)通信節(jié)點，因此必須要有一個標準的CAN控制器，要么集成在MCU芯片中，要么需要獨立的CAN控制器，實現(xiàn)標準的CAN通信網(wǎng)絡(luò)，不管是軟件和硬件實現(xiàn)都比較復(fù)雜。在實際產(chǎn)品應(yīng)用中，在較少的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點情況下(32個節(jié)點)，無需采用標準的CAN總線架構(gòu)，只要采用簡化的CSMA/⑶的算法就可以實現(xiàn)復(fù)雜的理論算法。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題，在于提供了一種采用低成本的MCU來實現(xiàn)軟硬件設(shè)計的具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)。本實用新型要解決的技術(shù)問題是這樣實現(xiàn)的一種具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)，包括MCU控制單元，主要負責CAN通信模塊的CSMA/CD算法的實現(xiàn)，以及具體產(chǎn)品應(yīng)用程序的控制；CAN通信模塊，主要實現(xiàn)CAN通信網(wǎng)絡(luò)的物理層的電器連接；電源電路，主要是各個產(chǎn)品的總線電源模塊，為其他模塊提供電源；應(yīng)用電路，主要是根據(jù)不同的產(chǎn)品類型產(chǎn)生的不同的應(yīng)用電路，構(gòu)成CAN控制網(wǎng)絡(luò)的不同應(yīng)用的節(jié)點；總線接口，主要是提供用戶外部連接接口。其中，所述MCU控制單元，采用PIC18F26K20作為主控芯片，完成其它各個模塊的控制功能。所述CAN通信模塊，是具有二級防雷防靜電保護的CAN驅(qū)動通信模塊。所述總線電源模塊主要是完成總線電源的轉(zhuǎn)換。所述應(yīng)用電路，至少包含無線通信模塊。所述總線接口，采用的是4PIN的接線座。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)在硬件設(shè)計上只采用8位單片機加上CAN通信模塊，可以代替原有的MCU加上標準的CAN控制器和驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)。只采用CAN驅(qū)動器，一方面可以節(jié)省成本，另外一方面MCU可以用不帶CAN控制器的芯片，在軟件設(shè)計上實現(xiàn)類似CSMA/CD算法的沖突檢測重發(fā)機制。本技術(shù)在軟件設(shè)計上，是按字節(jié)進行沖突檢測，按隨機時間進行重發(fā)機制，在實際的產(chǎn)品應(yīng)用中，達到穩(wěn)定可靠的通信?；趯嶋H的應(yīng)用節(jié)點數(shù)都在32個節(jié)點以下，因此本技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用足夠滿足系統(tǒng)的要求。

、[0016]下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的說明。圖I是本實用新型具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)的硬件整體框圖。圖2是本實用新型一個具體實施例的系統(tǒng)框圖。
具體實施方式
請參閱圖1，是本實用新型具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)的硬件整體框圖。一種具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)，包括:MCU控制單元，主要負責CAN通信模塊的CSMA/CD算法的實現(xiàn)，以及具體產(chǎn)品應(yīng)用程序的控制；CAN通信模塊，主要實現(xiàn)CAN通信網(wǎng)絡(luò)的物理層的電器連接；電源電路，主要是各個產(chǎn)品的總線電源模塊，為其他模塊提供電源；應(yīng)用電路，主要是根據(jù)不同的產(chǎn)品類型產(chǎn)生的不同的應(yīng)用電路，構(gòu)成CAN控制網(wǎng)絡(luò)的不同應(yīng)用的節(jié)點；總線接口，主要是提供用戶外部連接接口。如圖2，是本實用新型一個實施例的系統(tǒng)框圖，其中主控模塊MCU采用PIC18F26K20作為主控芯片，完成其它各個模塊的控制功能；總線通信模塊是具有二級防雷防靜電保護的can驅(qū)動通信模塊；總線接口是4PIN的接線座；總線電源模塊主要是完成總線電源的轉(zhuǎn)換；應(yīng)用電路包含無線通信模塊、存儲模塊和用戶接口。上述具有軟硬件CSMA/⑶的CAN總線控制系統(tǒng)的CSMA/⑶算法的空閑檢測/多主發(fā)送/沖突檢測/重發(fā)等功能的實現(xiàn)方式如下(I)空閑檢測各節(jié)點平時處于接收總線數(shù)據(jù)狀態(tài)，當Ts時間內(nèi)沒有接收到總線上有數(shù)據(jù)，判斷總線處于空閑狀態(tài)，節(jié)點可以立即啟動發(fā)送；若有接收到數(shù)據(jù)，則判斷總線為忙，繼續(xù)等待；(2)多主發(fā)送每個節(jié)點在檢測到總線空閑狀態(tài)后，都可主動向總線發(fā)送數(shù)據(jù)；為了減少沖突的發(fā)生，用于約束不同節(jié)點的等待時間的Ts值不同。優(yōu)先級高的節(jié)點Ts值小，優(yōu)先級低的節(jié)點Ts值大；Ts值分布在IOms 50ms之間；(3)應(yīng)答若接收節(jié)點需要對發(fā)送節(jié)點數(shù)據(jù)產(chǎn)生應(yīng)答，應(yīng)答可以在Ta時間內(nèi)啟動，Ta<Ts,避免與其他節(jié)點新啟動的發(fā)送發(fā)生沖突。Ta規(guī)定為IOms ；(4)沖突檢測當有多個節(jié)點在總線空閑時，同時(或間隔〈IBit傳輸時間)啟動數(shù)據(jù)發(fā)送，此時無法檢測到其他節(jié)點的發(fā)送，數(shù)據(jù)將發(fā)生沖突；節(jié)點在發(fā)送的數(shù)據(jù)同時也在接收總線數(shù)據(jù)，當有數(shù)據(jù)沖突時，接收到數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù)據(jù)將不一致，發(fā)送節(jié)點可據(jù)此判斷有數(shù)據(jù)沖突了 ；當發(fā)生沖突后，各節(jié)點判斷到接收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù)據(jù)不一致，立即停止發(fā)送，然后各延遲各自給定的Ts時間再重發(fā)數(shù)據(jù)。因為各節(jié)點規(guī)定的Ts的不同，重發(fā)時將避免產(chǎn)生再次沖突；(5)超時節(jié)點預(yù)期接收下一個數(shù)據(jù)，若超過Tov時間仍未收到數(shù)據(jù)，則判斷超時，前面接收到數(shù)據(jù)丟棄；[0035]超時機制可以避免當因數(shù)據(jù)沖突接收到錯誤的數(shù)據(jù)長度碼而造成節(jié)點一直等待接收的情況發(fā)生；(6)數(shù)據(jù)生命周期數(shù)據(jù)生命周期指的是數(shù)據(jù)有意義存在的時間周期，當超過了其生命周期后，數(shù)據(jù)存在的意義已經(jīng)沒有了，必須將其刪除；本系統(tǒng)中，某些命令數(shù)據(jù)在一段時間內(nèi)一直發(fā)送失敗，并超過了其生命周期，需將其刪除；本協(xié)議不對數(shù)據(jù)生命周期作出約束，由各個模塊自行規(guī)定。下表列出上述幾個時間參數(shù)規(guī)定值
權(quán)利要求1.一種具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)，其特征在于包括:MCU控制單元，主要負責CAN通信模塊的CSMA/CD算法的實現(xiàn)，以及具體產(chǎn)品應(yīng)用程序的控制； CAN通信模塊，主要實現(xiàn)CAN通信網(wǎng)絡(luò)的物理層的電器連接； 電源電路，主要是各個產(chǎn)品的總線電源模塊，為其他模塊提供電源； 應(yīng)用電路，主要是根據(jù)不同的產(chǎn)品類型產(chǎn)生的不同的應(yīng)用電路，構(gòu)成CAN控制網(wǎng)絡(luò)的不同應(yīng)用的節(jié)點； 總線接口，主要是提供用戶外部連接接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)，其特征在于所述MCU控制單元，采用PIC18F26K20作為主控芯片，完成其它各個模塊的控制功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)，其特征在于所述CAN通信模塊，是具有二級防雷防靜電保護的CAN驅(qū)動通信模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)，其特征在于所述應(yīng)用電路，至少包含無線通信模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)，其特征在于所述總線接口，采用的是4PIN的接線座。
專利摘要本實用新型提供了一種具有軟硬件CSMA/CD的CAN總線控制系統(tǒng)，其特征在于包括MCU控制單元，主要負責CAN通信模塊的CSMA/CD算法的實現(xiàn)，以及具體產(chǎn)品應(yīng)用程序的控制；CAN通信模塊，主要實現(xiàn)CAN通信網(wǎng)絡(luò)的物理層的電器連接；電源電路，主要是各個產(chǎn)品的總線電源模塊，為其他模塊提供電源；應(yīng)用電路，主要是根據(jù)不同的產(chǎn)品類型產(chǎn)生的不同的應(yīng)用電路，構(gòu)成CAN控制網(wǎng)絡(luò)的不同應(yīng)用的節(jié)點；總線接口，主要是提供用戶外部連接接口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)在硬件設(shè)計上只采用CAN驅(qū)動器，一方面節(jié)省成本，另外一方面MCU可以用不帶CAN控制器的芯片，在軟件設(shè)計上實現(xiàn)類似CSMA/CD算法的沖突檢測重發(fā)機制，因此本技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用足夠滿足系統(tǒng)的要求。
文檔編號G05B19/418GK202486586SQ20112056725
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者葉錚, 張璦玉, 王龍, 祁志強, 董入學(xué), 陳仙煌 申請人:冠林電子有限公司