超聲波流量計常用(yòng)的(de)四種編程程序

1、CAN總線系統的(de)組成

   控制系統的(de)網絡結構一般分(fēn)爲三個(gè)層次：第一層網絡爲中央控制層；第二層網絡爲子系統管理(lǐ)層；第三層網絡爲現場(chǎng)設備控制層。

   CAN總線技術主要應用(yòng)在第三層上，它作爲控制局域網實現分(fēn)布式的(de)智能化(huà)控制。對(duì)現場(chǎng)設備的(de)監控和(hé)管理(lǐ)以及第二層網絡與第三層網絡之間的(de)通(tōng)信通(tōng)常是由工業控制機來(lái)實現的(de)（圖1）

   CAN 現場(chǎng)設備處于網絡結構的(de)底層，接受工控機的(de)管理(lǐ)并實現對(duì)子過程和(hé)對(duì)象的(de)監控。

2、具有在線編程技術的(de)CAN現場(chǎng)設備的(de)電路設計

在具體設計中，與CAN 技術規範相關的(de)電路采用(yòng)了(le)Phips公司的(de)高(gāo)性能CAN總線收發器82C250。CAN總線控制器采用(yòng)的(de)是Phips公司的(de)P87C592。P87C592具有與51系列兼容的(de)微處理(lǐ)器，同時(shí)也(yě)具備了(le)CAN總線控制的(de)功能，它的(de)使用(yòng)可(kě)以簡化(huà)電路的(de)設計。

采用(yòng)了(le)P87C592的(de)具有在線編程功能的(de)CAN現場(chǎng)設備相關電路如圖2所示。電路中具備了(le)CAN總線控制器功能的(de)CPU的(de)引腳P3.5、WR、RD和(hé)PSEN通(tōng)過74HC00、74HC08和(hé)74HC32組成了(le)對(duì)程序存儲器工作狀态進行控制的(de)電路，程序存儲器采用(yòng)了(le)SST公司的(de)Flash存儲器39SF512。39SF512具有單一5V編程電壓的(de)特點，其容量爲64k  Byte，按照(zhào)單片機系統的(de)慣例與P87C592相連接。

以這(zhè)種方式設計的(de)具有在線編程功能的(de)系統工作于兩種狀态：第一種狀态是引導、下(xià)載和(hé)在線編程工作狀态；第二種狀态是用(yòng)戶程序工作狀态。這(zhè)兩種狀态的(de)區(qū)分(fēn)是通(tōng)過CPU對(duì)其引腳P 的(de)置位來(lái)完成的(de)。爲高(gāo)電平時(shí)，系統工作于引導、下(xià)載和(hé)在線編程工作狀态，這(zhè)和(hé)CPU在複位後  的(de)狀态相吻合。這(zhè)時(shí)的(de)單片機系統将Flash存儲器39SF512作爲數據存儲器來(lái)操作，在執行了(le)MOVX@DPTR，A指令後，P87C592的(de)WR信号可(kě)以通(tōng)過門電路作用(yòng)于存儲器39SF512的(de)寫控制引腳，完成對(duì)存儲器39SF512的(de)在線編程，P 爲低電平時(shí)，系統工作于用(yòng)戶程序工作狀态，P87C592在完成了(le)對(duì)系統的(de)初始化(huà)後，執行CLR 和(hé)LJMP 4000H兩條指令，便将系統引導到用(yòng)戶程序的(de)工作狀态。

3、在線編程功能的(de)軟件編程

   在CAN現場(chǎng)設備中實現在線編程功能時(shí)，對(duì)程序在存儲器中的(de)安排有著(zhe)嚴重的(de)要求：P87C592單片機内部程序存儲器放置的(de)是引導程序，其中包括最基本的(de)通(tōng)信程序和(hé)寫Flash的(de)程序，它的(de)任務就是完成通(tōng)過系統上的(de)I/O口獲得(de)需要更新換代的(de)程序數據，并将其寫入Flash。這(zhè)部分(fēn)程序的(de)長(cháng)度不能超過16k  Byte。39SF512存儲器中放置的(de)是用(yòng)戶程序（即在需要時(shí)可(kě)以改寫的(de)程序，共64－16＝48kByte）。具有在線編程功能的(de)CAN 現場(chǎng)設備中的(de)系統程序在編時(shí)寫要分(fēn)成兩個(gè)主體：第一個(gè)是下(xià)載、Flash編程和(hé)引導程序主體；第二個(gè)是用(yòng)戶程序主體。它們的(de)子程序不能互相調用(yòng)，這(zhè)樣用(yòng)戶程序在升級時(shí)就不用(yòng)考慮兩個(gè)程序主體之間的(de)關系了(le)。在通(tōng)用(yòng)單片機系統上實現在線編程功能的(de)程序框圖如圖3所示。

 4、CAN 總線技術和(hé)在線編程技術

  CAN（controller  area  network）是一種具有ISO标準的(de)先進串行通(tōng)信協議(yì)，最初是由德國Bosch公司爲解決現代汽車中衆多(duō)的(de)測試儀器和(hé)控制器之間的(de)數據交換而開發的(de)一種串行通(tōng)信總線，1993年成爲國際标準（ISO11898：道路車輛的(de)高(gāo)速控制器局域網數字信息交換标準）。由于它的(de)技術性能優異，被認爲是最有前途的(de)現場(chǎng)總線之一。CAN總線的(de)主要特點是^[1]：

   ①最大(dà)傳輸速率1Mbit/s(40m)，最大(dà)傳輸距離10km（5kbit/s）。傳輸介質可(kě)以是雙絞線、同軸電纜和(hé)光(guāng)纖。

②采用(yòng)點對(duì)點、一點對(duì)多(duō)點、全局廣播等幾種方式發送數據，可(kě)實現全分(fēn)布多(duō)機系統，且無主從機之分(fēn)。

③對(duì)信息塊進行編碼，采用(yòng)非破壞性總線優先級仲裁技術，仲裁的(de)依據是信息塊的(de)标識符。

④支持4類報文幀：數據幀、遠(yuǎn)程幀、超載幀和(hé)出錯幀。

⑤采用(yòng)面向控制的(de)短幀結構，數據段的(de)長(cháng)度爲0～8字節，從而使得(de)每幀數據出錯率低且實時(shí)性好。

⑥運行CRC（cyclic  redundancy  check）校驗技術，具有較強的(de)錯誤控制和(hé)重發的(de)功能，出錯率極低等等。

在線編程（IAP）技術是一種通(tōng)過微處理(lǐ)系統上的(de)I/O口對(duì)微處理(lǐ)系統的(de)用(yòng)戶程序進行重新編制的(de)技術。這(zhè)種技術不需打開儀器儀表的(de)機殼和(hé)拔下(xià)内部的(de)CPU或程序存儲器便能完成儀器儀表的(de)傳感器修正系數的(de)更換或是監控軟件的(de)升級。這(zhè)種技術應用(yòng)于現場(chǎng)總線系統中無疑能使工業自動化(huà)系統的(de)組态、調試和(hé)維護更加快(kuài)速。

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