智能传感器的CAN总线接口设计

杨芬,吴伯农,吴海军

(北方工业大学机电工程学院,北京100144)

杨芬(硕士研究生),主要研究领域为智能仪器与测控技术。

引 言

测控系统离不开传感器[1]。由于各种传感器的工作原理不同,其最终输出的电量形式各不相同。即使同一类传感器,其灵敏度、测量范围不同,相同电信号代表的物理量也不尽相同。因此,传统的测控系统,必须对系统中的每一个传感器进行配置,传感器类型、灵敏度、测量范围等的细微改变都将导致系统(主要是软件和部分硬件)的重新设置。若要增/减传感器,以改变测控系统的规模,则需对整个系统(软件、硬件及布线)。进行重新配置。这无疑极大地限制了测控系统的灵活性,制约了测控系统的扩展性。CAN的通信硬件接口简单,通信线少,通信介质可以为双绞线、同轴电缆或者光缆[2]。将测控系统配置为CAN总线结构,将目前广泛应用的各种模拟传感器,配以CAN总线接口,使之成为CAN总线上的一个智能节点,即易于实现传感器的即插即用,也提高了测控系统的灵活性和可扩展性。

1 传感器/CAN智能接口系统构成

传感器/CAN智能接口的作用主要有两点:一是控制传感器的信号调理,将传感器的输出模拟信号转换为数字量,并进行相应的处理,形成可发送的CAN报文信息;二是控制CAN驱动器,收/发CAN总线上的报文信息,并执行相应的智能控制。智能接口系统构成[3]如图1所示。

图1 智能接口系统构成

针对大多数模拟传感器输出信号较弱的特点,接口首先对传感器信号进行一级放大和滤波的预处理,预处理后的传感器信号幅度在200 mV左右,单端输出。……