Přehled aplikací se sběrnicí CAN

• Řízení vzdálených zařízení (zadání požadavků řízení, konfigurace parametrů, diagnostika)
• Předávání informací v technologii (vzdálená čidla, akční členy, operátorské panely)
• Průmyslové informační systémy (rychlá komunikace mezi množstvím jednotek informačního systému)
• Systémy inteligentních budov (zabezpečovací systémy, řídící systémy)

Přehled výhod a nevýhod sběrnice CAN

Pro rychlý obraz o výhodách sběrnice CAN lze uvést tyto výhody a nevýhody:

Výhody

• Vysoká rychlost přenosu dat až 1Mbit/s při délce sběrnice do 40m (500kbit/s – 130m, 125kbit/s – 560m)
• Rozlišení zpráv identifikátorem CAN 2.0A 11bitů a CAN 2.0B 29bitů
• Selekce přijímaných zpráv na základě jejich identifikátoru
• Prioritní přístup zabezpečující urychlené doručení významných zpráv
• Diagnostika sběrnice např.: chyba doručení zprávy, chyba CRC, přetečení bufferu
• Značná úroveň zabezpečení přenosu
• Vysoká provozní spolehlivost
• Stále se rozšiřující součástková základna
• Nízká cena

Nevýhody

• Omezený počet dat přenášených v rámci jedné zprávy (0 až 8 Byte)
• Prvotní náročnost nastavení registrů CAN sběrnice

Blokové schéma zařízení na CAN sběrnici  

Zařízení přistupující na sběrnici CAN je charakteristické strukturou uvedenou na obrázku. Mikroprocesor obsahující řídící program vytváří prostřednictvím integrovaného řadiče CAN samotný protokol sběrnice. Není-li obsažen přímo na čipu řadič CAN sběrnice nebo v případě požadavku zvýšení počtu dostupných CAN sběrnic je možné použítí externího řadiče. Externí řadiče komunikují s mikroprocesorem prostřednictvím sériové nebo paralelní sběrnice.  K fyzickému připojení řadiče ke CAN lince slouží CAN budič. Ty rozlišujeme dle počtu vodičů a maximální přenosové rychlosti na High a Low speed CAN.   

Přehled obvodů pro CAN

V dnešní době existuje celá řada obvodů určených k aplikování CAN sběrnice. Tyto obvody je možné rozdělit do těchto samostatných částí:

Mikroprocesory s integrovaným řadičem CAN

• Infineon
  • C164CI, C167CR
• Microchip
  • PIC18C658,858
  • PIC18F248,258,448,458
• Motorola
  • 68HC05X32 nebo X16
  • 68HC08AZx, 68HC908AZ60
• Atmel
  • T89C51CC01,02,03
• Philips
  • 8x592
  • 8x591
  • XA-C3
• Dallas
• DS80C390 - 2 integrované řadiče CAN
• Fujitsu
  • MB90F598
  • MB90F594 - 2 integrované řadiče CAN
  • MB91F361 - 3 integrované řadiče CAN
• Hitachi
  • H8/300H
• Texas Instruments
  • TMS320F28x
  • TMS470R1x

Řadiče CAN sériové nebo paralelní

• Microchip
• MCP2510 (SPI sběrnice)
• Philips
  • SJA1000 (paralelní)
• Intel
  • 82C257 (paralelní a sériové rozhraní)
• Infineon
  • 81C90/91 (paralelní a sériové rozhraní)
• OKI
  • MSM9225 (paralelní a sériové rozhraní)

Budiče CAN

• Philips
  • PCA82C250,251, TJA1040, TJA1050 (High speed)
  • PCA82C252, TJA1053,TJA1054 (Low speed)
• Motorola
  • MC33388 (Low speed)
• Thomson
  • L9615 (Low a High speed)
• Vishay
  • SI9200EY (High speed)
• Infineon
  • TLE6252G (Low speed)
• Texas Instruments
  • UC5350  (High speed)

Ladící a diagnostický převodník USB–CAN adaptor V3.0

USB-CAN převodník je zařízení určené zejména pro snadné dynamické ladění CAN aplikací a pro okamžitou a přehlednou diagnostiku CAN linky. Převodník je řízen prostřednictvím sběrnice USB z aplikace USB-CAN adaptor nebo z vlastní uživatelské aplikace vytvořené modifikací aplikace CAN Start ve vývojovém prostředí Delphi. 

Hardwarové řešení převodníku je založeno na obvodu FTDI FT245BM, mikroprocesoru Atmel T89C51CC01 a budiči L9615.

Integrovaný mikroprocesor výrazně snižuje zatížení operačního systému při zpracování přijatých zpráv z CAN linky a současně umožňuje velmi přesné nezávislé vysílání až 8 paralelních zpráv současně s rozlišením 1ms.

Parametry

• Budič kompatibilní s High a Low speed CAN
• Zasílání rámců CAN 2.0A a CAN 2.0B
• K dispozici 15 nezávislých Message Center
• Komunikační rychlost 10kbps až 1Mbps
• Dynamický příjem a zobrazení CAN zpráv
• Zobrazení reálného času příjmu zprávy s rozlišením 1ms a výpočet průměrné periody příjmu
• Okamžité, opožděné nebo periodické vysílání až 8 zpráv současně (1ms až 65,5s)
• Zobrazení celkové počtu přijatých zpráv, periody zpráv, zatížení linky a chyb CAN linky
• Přepočet zpráv na skutečné hodnoty s možností grafického zobrazení v reálném Trendu
• Dlouhodobý záznam zpráv nebo přepočtených hodnot do souboru
• Příjem zpráv bez potvrzení (ACK) tzv. Listening Mode
• Rozšířené vyhledávání v seznamu přijatých zpráv
• Vysílání a příjem zpráv REMOTE FRAME
• Automatické vkládání popisu zpráv
• Uložení uživatelských nastavení
• Možnost připojení více převodníku k jedinému počítači
• Signalizace napájení a inicializace LED (červená/zelená)
• Standardní zapojení CANNON konektoru
• Napájení ze sběrnice USB
• Ochrana proti přepětí a přepólování (Transil)

Zapojení konektoru CANNON

Zapojení konektoru CANNON  pro připojení CAN sběrnice je standardní. Konektor je typu samec (vidličky). Zapojeny jsou pouze vývody 2, 5 a 7. Vnitřní obvody USB-CAN převodníku obsahují ochranu sběrnice CAN v podobě Transilu 6V8, ale neobsahují zatěžovací impedanci 120Ω. Tato impedance musí být obsažena již na CAN sběrnici, případně pro velmi krátká vedení není nutné zatěžovací impedanci vkládat.

Obsluha Aplikace

Aplikace USB-CAN adaptor byla navržena s ohledem na snadnost obsluhy a přitom nabízí široké možnosti pro zobrazení, přepočet a uložení dat získaných z CAN sběrnice.

Hlavní okno aplikace obsahuje v pravé části množství prvků pro nastavení požadovaných parametrů CAN linky. Tento prostor je označen jako Řídící panel CAN linky. Hlavní okno obsahuje záložky označené Messages, Signals, Trends a Records, z nichž každá nabízí odlišnou formu zpracování dat z CAN sběrnice. Mimo záložku Messages vyžaduje každá záložka zadání databáze veličin prostřednictvím okna Signals database configuration. Databázi veličin lze nově využít i při vysílání signálů v okně Transmit Frames a záložce Signals, kde lze vytvořit model zařízení a řídit jej změnou diskrétní (64x) nebo numerické hodnoty (16x). Vysílání je možné ve dvou režimech:  v přesně zadané periodě nebo vždy ihned po změně stavu signálu. 

 

Záložka Messages

Umožňuje okamžité zobrazení CAN zpráv s možností vkládání popisu o významu zpráv. Ke zobrazení přijatých zpráv slouží  okamžitý a diagnostický seznam zpráv. Okamžité zobrazení vypisuje data v sousledných řádcích s výpisem času příjmu zprávy, identifikátorem, daty a popisem zprávy.  

Diagnostické zobrazení zobrazuje zprávy s odlišným Identifikátorem ID s okamžitým zobrazením počtu zpráv a průměrného času příjmu.

 

 

 

 

Záložka Signals

Umožňuje přepočet a zobrazení CAN dat ve formátu skutečných veličin přenášených na CAN lince. Konfiguraci veličin je nutné předem provést prostřednictvím okna Signals database configuration nebo přímo při volbě veličin ke zobrazení. V záložce Signals je možné zobrazit 144 diskrétních veličin 64 numerických nebo textových veličin a 9 numerických veličin ve formě budíku.

 

 

 

 

 

Záložka Trends

Poskytuje názorné zobrazení až 15 veličin v reálné trendu. Konfiguraci veličin je nutné předem provést prostřednictvím okna Signals database configuration nebo přímo při volbě veličin ke zobrazení. Reálný trend narůstá do zvoleného času (např. 20s) a po-té rotuje po 1s až do času přetečení (60 až 120s), kdy dochází k vynulování průběhů a k opětovnému narůstání. Kdykoli během zobrazení je možné přerušení vykreslování. Při zastavení lze použít funkce Zoom a nebo pravým tlačítkem myši na plochu trendu provést tisk, uložení trendu do formátu *.bmp nebo změnu pozadí. 

 

 

 

 

Záložka Records

Umožňuje průběžné ukládání přijatých zpráv a nebo veličin do textového souboru. Konfiguraci veličin je nutné předem provést prostřednictvím okna Signals database configuration nebo přímo při volbě proměnných k záznamu. Do souboru lze ukládat až 160 veličin současně. Množství takto zapsaných dat je omezeno pouze velikostí pevného disku použitého osobního počítače. Archivovaný soubor se zprávami nebo veličinami je možné dále zpracovat prostřednictvím aplikace MS Excel.

 

 

 

 

Konfigurace databáze veličin

Zobrazení veličin ve skutečném tvaru předchází jejich zadání v okně Signals database configuration. Pro každou veličinu je možné zadat název Name, jednotku Unit, popis Description, Identifikátor CAN ID, typ dat Data type, pozici začátku uložení dat Possition, délku uložených dat Length, formát uložení Storage data format, parametry pro přepočet Multiplier a Offset a formát zobrazení na daný počet desetinných míst Decimal Places, Maximum a Minimum.

Zadanou databázi veličin je možné uložit do uživatelského souboru s příponou *.sf.

 

 

 

Vysílání CAN zpráv

Pro vysílání CAN zpráv slouží okno Transmit Frames, které umožňuje snadné vysílání vlastních zpráv na CAN linku. Záložka Messages umožňuje současné zadání až 8 individuálních zpráv. Zpráva pro vysílání je zcela určena režimem vysílání (jednorázový, periodický v kombinaci data nebo dotaz), časem (zpoždění nebo perioda), identifikátorem a samotnými daty pro vysílání. Pro získání informací o souslednosti zpráv, je možné použití funkce Show transmiting Frame, která umožňuje příjem a zobrazení vyslaných zpráv v Seznamu okamžitého i diagnostického zobrazení zpráv. Zadané zprávy je možné uložit do uživatelského souboru s příponou *.sf.

Okno Transmit Frames umožňuje čtyři režimy vysílání zpráv. Režimy se přepínají postupným stiskem vlevo svisle umístěných tlačítek. Každé z tlačítek přísluší pouze jedné zprávě k vysílání..

• Data FRAME Once transmit – jednorázové vyslání zprávy Data FRAME se zpožděním Time [ms] zadaným v rozsahu 0 až 65535ms.
• Data FRAME Periodic transmit – periodické vysílání zprávy Data FRAME s periodou Time [ms] v povoleném rozsahu 1 až 65535ms.
• Remote FRAME Once transmit – jednorázové vyslání zprávy Remote FRAME se zpožděním Time [ms] zadaným v rozsahu 0 až 65535ms.
• Remote FRAME Periodic transmit – periodické vysílání zprávy Remote FRAME s periodou Time [ms] v povoleném rozsahu 1 až 65535ms.

CAN identifikátory je nutné zadat v rozsahu příslušném zvolené specifikaci CAN 2.0A a CAN 2.0B ve formátu HEX.

Data se zadávají rovněž ve formátu HEX v rozsahu 0 až 8 byte. Oddělení jednotlivých zadaných Byte lze provést mezerou čárkou nebo jiným oddělovacím znakem.  Pro vysílání Remote FRAME je rozhodující pouze počet zadaných Byte nikoli jejich obsah.

Spuštění vyslání zprávy se provádí odpovídajícími tlačítky umístěnými v pravé části okna Transmit Frames. Tlačítka na spodní liště okna umožňují současné vyslání všech zadaných zpráv.

Odeslání zprávy - Provede vyslání zadané zprávy do USB-CAN převodníku. Převodník zprávu na CAN linku vyšle podle uvedených parametrů ihned, se zpožděním nebo periodicky. 

Zrušení vysílání - Zruší periodické nebo opožděné vysílání zprávy 

Záložka Signals umožňuje vysílání signálů zadaných prostřednictvím okna Signals database configuration. Dataperiodicky nebo jenorázově vysílanýchzpráv jsou získána sestavením z aktuálních hodnot signálu se schodným ID. Vysílaná data jsou zobrazena v záložce Messages.Změna stavu signálu se provádí pouhým klikem (Discrete) nebo změnou pozice posuvníku (Numerical). Změna periody vysílání se provádí v okně Transtmitting setting, které se vyvolá pro daný signál dvojklikem se současným stiskem klávesy CTRL.

Rozšířené vyhledávání v seznamu přijatých CAN zpráv

K zásadnímu zkrácení času vyhledávání v seznamu přijatých zpráv slouží rozšířené vyhledávání zastoupené oknem Find Data. Umožňuje kombinovat několik parametrů pro zvýšení úspěšnosti vyhledávání.

1. Line  – vyhledávání podle řádku seznamu
2. Time – vyhledávání podle času. Čas nemusí být úplný lze zadat např. pouze 16:10:55 
3. ID     – vyhledávání podle identifikátoru CAN ID

Parametry Line, Type a ID umožňují vyhledávání v intervalu od, do nebo od - do. Tyto parametry lze použít samostatně nebo v kombinaci s hledanými daty, případně lze vyhledávat pouze samotná data. Zadání dat se provádí ve formátu Hex. Při zadávání je možné mezi vyhledávaná data vkládat symbol XX, který zajistí, že daný Byte nebude pro vyhledávání významný. 

Automatické vkládání popisu zpráv

Sběrnice CAN umožňuje zasílání řady zpráv s různými identifikátory. Vysoké množství zasílaných identifikátorů může způsobovat obtížnou orientaci. Pro usnadnění práce s množstvím identifikátorů slouží funkce umožňující popis jednotlivých identifikátorů zpráv.

K vytvoření popisu identifikátorů slouží okno Define ID Description. Popis identifikátorů se provádí do jednotlivých řádků tabulky. Potvrzení jednotlivých zadání popisů se provádí stiskem tlačítka Next ID. Pořadí zadávání identifikátorů může být libovolné, po potvrzení zadání tlačítkem Ok dojde k jejich vzestupnému setřídění.

Takto zadaný popis se automaticky zobrazí v okamžitém i diagnostickém seznamu zpráv ve sloupci Description s odpovídající hodnotou identifikátoru zobrazeného ve sloupci ID[Hex].

Zadání popisu identifikátorů je možné rovněž uložit do uživatelského souboru s příponou *.sf.

 

Download & odkazy

• Objednat USB-CAN v HWshopu => 4.980Kč bez DPH
   
• Popis produktu - Adaptér USB-CAN
• Popis verze 1.2 - USB–CAN adaptor V1.2
• Popis novinek verze 2.0 - Novinky v USB–CAN V2.0
  
• Více o protokolu CAN - CAN - popis struktury