基于P87C591的信号采集节点的电路设计
介绍了CAN总线和P87C591单片机的特点,给出了基于P87C591单片机的信号采集节点的软、硬件设计,指出了硬件电路设计中应注意的问题,在软件设计中重点介绍了节点初始化、报文发送和报文接收等子程序。
1 引言
在工程机械液压系统状态监测与故障诊断中，传感器信号的调理、采集和信号的特征提取，以及把采集的数据发送给主机(中心处理单元)要由信号采集单元实现。本文介绍了基于P87C591的CAN总线系统信号采集节点的设计。
CAN是1986年2月在SAE(汽车工程人员协会)大会上， 由Rober Bosch公司提出的新总线系统，称之为“汽车串行控制局域网”(AutomotiveSe．rial Controller Area Network)，它是最主要的总线协议之一。由于CAN总线采用了许多新技术及独特的设计，使得它与一般的通信总线相比具有突出的可靠性、实时性和灵活性，从而使其应用范围不断扩展。目前，CAN已经形成国际标准，并被公认为是最有前途的现场总线之一。
P87C591是Philips半导体公司推出的单片8位高性能微控制器，具有片内CAN控制器，是从80C51微控制器家族派生而来。它采用80C51指令集并包括了Philips公司SJA1000CAN控制器的PeliCAN功能。P87C591微控制器采用先进的CMOS工艺，设计用于汽车和通用的工业应用。 P87C591组合了P87C554 (微控制器)和SJAIO00(独立的CAN控制器)的功能，还具有以下增强型特性：
增强的CAN接收中断：
扩展的验收滤波器：
验收滤波器可动态变化(change on the fly)。
2 信号采集节点硬件电路设计
2．1 硬件电路设计
信号采集节点直接固定在工程机械液压系统的主要测点上，主要由MCU、信号调理、A／D转换、数字量输入模块、存储器和CAN总线接口组成。信号采集节点选择具有片内CAN控制器的高性能8位单片机P87C591作为处理器，可以完成基本的模拟量和数字量的采集及CAN总线通讯。该采集模块有8路模拟输入和4路光电耦合数字(开关)量输入，模拟输入前3路是专为ICP振动传感器设计，其余5路均可通过跳线选择0 V～5 V电压输入或4mA～20 mA电流环输入．以适应不同类型传感器的需要。图1为信号采集节点硬件结构示意图。
信号采集单元与主机(中心处理单元)之间通过四芯电缆连接，其中两芯为CAN总线信号线(CANH和CANL)．另外两芯为电源线，可为信号采集单元各部分提供电源。
2．2 电路设计需要注意的问题
TJA1050是高速CAN收发器．是控制器区域网络(CAN)协议控制器与物理总线之间的接口。
