CAN匯流排具有突出的可靠性和實時性，適合在複雜的戰場環境下工作，基於CAN現場匯流排的時間信息數據接口，可充分保證時間信息的傳送，並為電子時間引信系統提供標準的數據接口，便於套用在其它防空武器系統的嵌入式改造或未來數位化防空武器系統中。本文闡述了CAN現場匯流排、匯流排接口技術、時間信息提取電路結構、信息無線傳送結構等原理，及如何利用CAN現場匯流排技術實現時間信息共享技術。 CAN現場匯流排概述 CAN(ControllerAreaNetwork)匯流排誕生和發展於汽車工業自動控制領域，是兩線制多主對等匯流排型拓撲網路，能有效地支持具有很高安全等級的分布實時控制，是唯一有國際標準的現場匯流排(FieldBus)，目前發展到CAN2.0B規範，套用範圍極為廣泛。 CAN匯流排用顯性和隱性兩個互補的邏輯值表示0和1，匯流排接口上同時傳送顯性和隱性位時，匯流排值是顯性，實現邏輯與。根據ISO/OSI參考模型，CAN的層次劃分為：數據鏈路層，包括邏輯鏈路控制子層和介質訪問控制子層；物理層。 CAN匯流排信息的報文傳輸有數據幀、遠程幀、錯誤幀和過載幀四種不同類型的幀，數據幀和遠程幀可以使用標準幀和擴展幀2種不同格式，標識符域的長度分別為11位和29位。CAN的幀由不同的位域組成，以數據幀為例，它包括7個不同的位域：幀起始、仲裁域、控制域、數據域、CRC域、應答域和幀結尾，如圖1所示。
圖1 為獲得安全的數據傳送，CAN匯流排採取錯誤檢測和處理的措施，在報文傳輸過程中設有位錯誤、填充錯誤、CRC錯誤、格式錯誤和應答錯誤5種錯誤類型，對於故障的界定有錯誤激活、錯誤認可和匯流排關閉3種狀態。 智慧型節點接口技術 節點是CAN網路上信息的起點和終點，智慧型節點是指具有微處理器的節點，具體有可靠性、兼容性、信息處理能力等方面的優勢。智慧型節點硬體設計包括CAN控制晶片與MCU的連線和CAN控制晶片與PC的連線，典型的智慧型節點結構為MCU CAN控制器 CAN驅動器，具有CAN模組的MCU微控制器將前2者合二為一，如PIC18F458、MC68HC908GZ16、P8Xc591，使操作更加方便。PC機上的智慧型節點設計多採用CAN適配卡，由ISA接口、雙口RAM、嵌入式微處理器、CAN控制器、CAN驅動器組成。 智慧型節點軟體設計的核心內容為CAN節點初始化、報文傳送和報文接收，還包括CAN匯流排錯誤處理、匯流排關閉處理、接收濾波處理、波特率參數設定、自動檢測以及CAN匯流排通信距離和節點數的計算。 採用PIC18F458微控制器設計的智慧型節點如圖2所示。
圖2 時間提取單元和編程裝置 時間提取單元和編程裝置是電子時間引信系統的重要組成部分，兩者協調工作完成射彈飛行時間的隔離提取、數據共享和編碼傳送，設計實現上採用功能電路 數字接口的方案，作為節點連線在CAN匯流排上。兩者的機械結構設計要充分考慮與現有武器裝備的機械兼容性和電磁兼容性，不能影響現有裝備的結構和工作狀態。 時間提取單元時間提取單元的功能是從武器系統火控計算單元中提取射彈飛行時間，並將其傳送到CAN匯流排上，電路結構如圖3所示，主要由射彈飛行時間數字量隔離提取電路、射彈飛行時間模擬量隔離提取電路、A/D轉換電路、控制信號(開關量)隔離採集電路、數字接口、隔離型DC/DC電源模組等組成，可以提取16位射彈飛行時間數字量或1路射彈飛行時間模擬量、8位控制信號，輸出CAN匯流排信號，使用雙絞線在1km的範圍內得到高達70kbps的傳輸速率。
圖3 光電隔離電路採用雙光耦構成電流串聯負反饋電路實現模擬信號，即將兩個相同型號的光耦的輸入端串聯組成差分負反饋，來補償光耦的非線性電流傳輸係數，可以得到較好的一致性，使電路傳輸特性更好。典型的雙光耦晶片(如HCNR200)內部結構及其套用電路如圖4所示，採用ADC0809晶片完成AD轉換，隔離型DC/DC選用愛立信PKV3211PI電源模組，其輸入電壓範圍為9V～36V，輸出電壓5V，輸出功率2.5W。
圖4 編程裝置編程裝置的功能是從CAN匯流排上獲取
圖1 為獲得安全的數據傳送，CAN匯流排採取錯誤檢測和處理的措施，在報文傳輸過程中設有位錯誤、填充錯誤、CRC錯誤、格式錯誤和應答錯誤5種錯誤類型，對於故障的界定有錯誤激活、錯誤認可和匯流排關閉3種狀態。 智慧型節點接口技術 節點是CAN網路上信息的起點和終點，智慧型節點是指具有微處理器的節點，具體有可靠性、兼容性、信息處理能力等方面的優勢。智慧型節點硬體設計包括CAN控制晶片與MCU的連線和CAN控制晶片與PC的連線，典型的智慧型節點結構為MCU CAN控制器 CAN驅動器，具有CAN模組的MCU微控制器將前2者合二為一，如PIC18F458、MC68HC908GZ16、P8Xc591，使操作更加方便。PC機上的智慧型節點設計多採用CAN適配卡，由ISA接口、雙口RAM、嵌入式微處理器、CAN控制器、CAN驅動器組成。 智慧型節點軟體設計的核心內容為CAN節點初始化、報文傳送和報文接收，還包括CAN匯流排錯誤處理、匯流排關閉處理、接收濾波處理、波特率參數設定、自動檢測以及CAN匯流排通信距離和節點數的計算。 採用PIC18F458微控制器設計的智慧型節點如圖2所示。
圖2 時間提取單元和編程裝置 時間提取單元和編程裝置是電子時間引信系統的重要組成部分，兩者協調工作完成射彈飛行時間的隔離提取、數據共享和編碼傳送，設計實現上採用功能電路 數字接口的方案，作為節點連線在CAN匯流排上。兩者的機械結構設計要充分考慮與現有武器裝備的機械兼容性和電磁兼容性，不能影響現有裝備的結構和工作狀態。 時間提取單元時間提取單元的功能是從武器系統火控計算單元中提取射彈飛行時間，並將其傳送到CAN匯流排上，電路結構如圖3所示，主要由射彈飛行時間數字量隔離提取電路、射彈飛行時間模擬量隔離提取電路、A/D轉換電路、控制信號(開關量)隔離採集電路、數字接口、隔離型DC/DC電源模組等組成，可以提取16位射彈飛行時間數字量或1路射彈飛行時間模擬量、8位控制信號，輸出CAN匯流排信號，使用雙絞線在1km的範圍內得到高達70kbps的傳輸速率。
圖3 光電隔離電路採用雙光耦構成電流串聯負反饋電路實現模擬信號，即將兩個相同型號的光耦的輸入端串聯組成差分負反饋，來補償光耦的非線性電流傳輸係數，可以得到較好的一致性，使電路傳輸特性更好。典型的雙光耦晶片(如HCNR200)內部結構及其套用電路如圖4所示，採用ADC0809晶片完成AD轉換，隔離型DC/DC選用愛立信PKV3211PI電源模組，其輸入電壓範圍為9V～36V，輸出電壓5V，輸出功率2.5W。
圖4 編程裝置編程裝置的功能是從CAN匯流排上獲取
