为了提高系统的实时性,报文接收模块采用中断接受方式。该模块包括主程序和接受中断服务程序两部分组成,主程序必须在中断控制报文接受之前使能CAN的接受中断和微控制器QG8的全局中断。当报文发送完之后会产生一个中断通知来接收报文。首先应该看一下中断标志类型,如果是报文成功发送产生的中断,将报文读入滤波器中,否则产生报文出错标志,CANINTF.MERRF位被置1.将接收到报文的标示符字段与滤波寄存器中的值进行比较,如果两者匹配,将该报文载入相应的接受缓冲器,否则产生一个无效报文。如果缓冲器慢将会产生溢出错误,EFLG.RXOOVER位置1.报文接受成功且处理完毕后,MCU将清除中断标志,返回主程序以接受下一条报文。具体的流程图如图5所示。另外整个报文接受过程都可以在接受中断服务程序中完成,不需要与主程序发生交互作用。
3.2 CAN总线应用层软件实现
目前国内还没有CAN通讯的应用层协议标准,而国外现有流行的CANopen、DeviceNet和CANkingdom等应用层协议对于本系统的要求来说实现复杂会造成资源浪费。本文定义了一个简单的通信协议来完成系统所需求的功能。
该协议中采用29位(ID.28-ID.0)标识符的扩展帧格式,这些位的发送顺序是从ID.28到ID.0,最高7位ID.28~ID.22不能全是隐性1。每一个标识符对应一条信息,只有与自己标识符相同的信息才被接收端接收。标识符ID号的大小还决定了发送的优先级和等待时间,标识符越小的报文帧优先被发送。本协议中ID号位28~24的五位表示信息采集节点,包括各种传感器模块,ID号为23~18的四位表示显示节点,包括各种数据的显示和报警节点。ID号为19~14的六位为执行控制节点,包括CO2发生器、循环风扇等控制设备节点。ID15~13为信息类别,包块各种命令信息和状态信息等信息节点。ID12~ID0为预留。
4、 系统测试
为了测试本设计的性能,在实验室里进行了CAN总线节点之间的温度测试,如图6所示。在18点和19点(横坐标表示时间)之间进行了温度的测试,在18点钟到18点30分之间A和B节点一直显示实验室的室内温度(15~17℃之间),过半个小时后将B节点放入22℃的温水中,然后取出。从图中可以看到红色曲线(A节点温度曲线)一直是恒温状态(15~17℃之间),而白色曲线(B节点温度曲线)在18点30分钟温度升到22℃,随着温度传感器被取出,温度也在下降到15~17℃之间。