C8051F041在智能功率柜中的应用

3 CAN总线在励磁装置中的应用

CAN总线是主要的现场总线之一。由于其较低的开发费用、良好的抗干扰能力等特点，其在工业测控领域得到广泛应用。关于CAN总线的基本概念、接口电路等方面的相关内容较多，这里不再详述。本文重点介绍如何用C8051F041实现CAN总线通信。

3.1 C8051F041的CAN控制器结构

C8051F041内部集成CAN控制器，不需外加 CAN控制器（如SJA1000），这对于需要良好抗干扰性的测控系统有很大好处；可将C8051F041构成为集通信与控制功能于一体的单片系统，大大简化硬件设计，进而提高系统抗干扰能力。

图4给出C8051F041内部CAN结构图，MCU不能直接访问信息RAM，必须通过 IF寄存器，然后由IF寄存器与信息RAM交换数据。信息RAM共可存32帧信息，IF寄存器分为IF1和IF2两组，可分别定义为接收、发送功能，IF 的CommandRequest寄存器定义访问32帧信息的哪一帧，CommandMask定义将一帧信息的哪一部分传到信息RAM。



中断寄存器IR为0x0000，表示没有断发生；为0x0001～0x0020,表示32帧信息的哪一帧引脚中断；为0x8000，表示状态改变（发送完成、接收完成、错误状态）引起中断。

3.2 CAN通信

通信的初始化过程与其它CAN控制器类似，不再详述。限于篇幅仅给出如图5所示的发送、信息RAM与IF通信和接中断子程序的框图。



3.3 CAN总线在智能功率柜中的应用

CAN通信系统由4个节点组成：1个调节器和 3个功率柜。功率柜由C8051F041完成通信功能，调节器由集成了CAN协议的网卡HT-1302B负责通信。本系统由带屏蔽层的双绞线构成通信介质，最大通信距离不超过150m，通信速率可达250Kbps。调节器发送单柜应发电流值、触发角、同步信号周期、脉冲宽度给各功率柜，功率柜将各柜输出电流值、导通监视结果、柜内各点温度反馈回调节器。

4 应用中的问题

①在默认中断顺序中，CAN的中断号高于INT1（优先级低），应将CAN设为高中断优先级使其高于INT1，这样才能有正确的触发角度。

②在线修改参数时，读、写指针的数据类型应分为code、xdata，擦除、写入Flash后应分别立即禁止擦除、禁止写入，参数写入后应将参数再读入RAM中。

③ 总线定时寄存器的设置极大影响了CAN性能的发挥。应用中，我们采用16MHz晶振，BTR为1C01H，通信速率为250Kbps，两点间最大通信距离为150m，通信效果很好。

④新推出的C8051C06X除具有C8051F04X的功能外，新增了16位ADC。这为需高精度测量的应用场合提供了方便。

参考文献

   1. 何丙茂 对同步发电机励磁系统若干问题的思考 [期刊论文] -电网技术1999(3)
   2. CYGNAL Company C8051F04X Data Sheet 2002
   3. 邬宽明 CAN 总线原理和应用系统设计 1996

作 者：天津河北工业大学 李春龙 杨梅 刘立新  
来 源：单片机与嵌入式系统应用 2003（12）