基于CAN总线的物品数据采集器设计

在现代工业生产中，连续或批量的工作流程要求严格的过程控制和安全措施。数据采集系统是实时采集生产环节数据、处理并提供生产过程信息和动态监控功能的关键。为实现这一目标，本文提出了一种基于CAN总线的数据采集器设计，该设计利用了智能化、高效率、实时性强以及适用范围广泛等特点。

首先，我们简要介绍了CAN总线，这是一种局域网控制总线，最初由德国BOSCH公司为汽车监测和控制系统设计。它规范了任意两个节点之间的兼容性，并分为物理层和数据链路层。其主要特点包括多主方式工作、非破坏性仲裁与错误界定、优先级设置以及高噪声环境下的差分驱动能力。

接着，我们详细阐述了本文所提出的数据采集器结构原理。这款设备采用单片微机C8051F005作为核心，与CANSJA1000、82C250及TLP521-4等元件共同构成具有模拟数字量输入输出接口电路。本装置采用差分形式进行模拟量采集，以提高精度和抗干扰性能；开关量输入输出通过光耦进行隔离以增强抗干扰能力；通信部分则采用CANOPEN协议，确保不同厂家的通讯兼容性。

最后，我们讨论了CAN通信的设计。在应用层中，设备通讯与应用程序对象交换，将通过16位索引和8位子索引进行访问，使得对象处理更加方便直接。我们还分析了PDO（Process Data Object）协议，它是设备传送处理信息的一种标准方式，以及SDO（Services Data Object）服务，它允许客户端获取指定节点状态数据。此外，还有预定义连接集来简化网络配置使用，以及发送接收PDO操作内存区，以实现完全透明传送。

综上所述，本文提出的基于CAN现场总线的数据采集器不仅可靠且灵活，而且有望在工业生产各个方面得到更广泛的应用，为自动化控制领域带来了新的变革。