引言
　　隨著計算機網絡上的高速發展，使得信息的交流與共享變得空前廣泛和自如，而這項技術也滲入到自動化領域的變革當中，現場總線（Fieldbus）由此應運而生，開創了工業控制的新篇章?，F場總線是一種應用于生產現場，在現場設備之間、現場設備和控制裝置之間實行雙向、串形、多結點的數字通信技術，在當今自動化領域中具有廣闊的發展前景。本文給出了一種基于CAN總線的數據采集與控制系統設計方案，實現對開關量的數據采集和對外部設備的控制功能。
　　控制器局域網（Controller Area Network，CAN）總線是現場總線的一種，是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行網絡通信，已經被廣泛地應用于工業自動化、船舶、醫療設備、工業設備等方面，并被公認為最有前途的現場總線之一，其主要特點如下：
　?。?）CAN是有國際標準的現場總線。
　?。?）CAN為多主工作方式，網絡上的任意一節點都可在任意時刻向網絡上的其他節點發送信息，且不分主從。
　　（3）CAN采用非破壞總線仲裁技術。當多個節點同時向總線發送信息出現沖突時，優先級低的節點將主動退出發送，而優先級高的節點不受影響繼續發送。
　?。?）CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，使總線上其他節點的操作不受影響。
　?。?）報文采用短幀結構，傳輸時間短，受干擾概率低，而且每幀都有CRC校驗及其他校驗措施，具有極好的檢錯效果。
　　（6）CAN的直接最遠通信距離可達10 km，最高通信速率可達1 Mb／s。
　　1 系統總體結構設計
　　系統主要由上位機（PC機）和數據采集和控制模塊組成。系統總體結構設計如圖1所示。
　　
　　上位機是整個系統的核心，實現系統的監控和管理功能。CAN總線智能適配卡的作用是收集各個CAN節點上的數據，然后轉發到上位機，同時把上位機的命令轉發到各個節點。由于CAN總線特有的多主傳輸方式，各個節點根據需要自主地向總線發送數據，而且在上位機監聽各個節點的同時，節點也實時監聽總線并接收自己需要的數據。數據采集和控制模塊采用微處理器和可編程的CAN控制芯片，主要用于完成現場數據的采集、數據的傳送以及各個現場設備運行的控制。
　　2 數據采集和控制模塊硬件設計
　　基于CAN總線的數據采集與控制系統將功能盡可能地分散到各個控制模塊中，各個模塊以微處理器為核心，完成數據采集和控制功能。為了使信息能在CAN協議的標準下進行通信，各個模塊都設有CAN總線接口電路。該模塊的微處理器（MCU）選用宏晶科技的STC89C52RC單片機。STC89C52RC是新一代超強抗干擾、高速、低功耗的8位單片機，指令代碼完全兼容傳統的8051單片機，36個通用I／O口，3個16位定時器／計數器，4路外部中斷。根據實際需求分析，STC89C52RC單片機完全滿足本設計的需求。數據采集和控制模塊的結構如圖2所示。