單片機與 CAN總線連接方式有兩種：片外連接和片內(nèi)集成。傳統(tǒng)的方式是將 CPU與 CAN總線控制器和總線收發(fā)器相連后再接入總線網(wǎng)絡(luò)，這樣使 CPU外圍電路復(fù)雜化，整個系統(tǒng)受外部影響較大。因此本系統(tǒng)選用其中以 Silicon Laboratories公司的 C8051F040型單片機，它在一塊芯片上集成了 64KB Flash、4352B RAM、CAN控制器 2.0、2個串行接口、 5個 16位定時器、 12位 A/D轉(zhuǎn)換器、8位 A/D轉(zhuǎn)換器及 12位 D/A轉(zhuǎn)換器等。為進一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在 CAN控制器引腳 CANTX、CANRX和收發(fā)器 PCA82C250之間并不是直接相連，而是通過由高速光耦 6N137構(gòu)成隔離電路后再與 PCA82C250相連[9]，這樣可以很好的實現(xiàn)總線上各節(jié)點的電氣隔離。
為保護 PCA82C250免受過電流沖擊，在其 CANH和 CANL引腳各自通過一個 5Ω的限流電阻與 CAN總線相連，在 CANH和 CANL與地之間各聯(lián)一個瞬態(tài)電壓抑制二極管。為防止總線上的高頻干擾和電磁輻射，CANH和 CANL與地之間各自接一個 30pF濾波電容。硬件接口電路如圖 2所示。此外，操作員通過觸摸屏幕設(shè)置參數(shù)，通過 LCD顯示器監(jiān)視系統(tǒng)各個參數(shù)。電機控制單元采用：單片機—變頻器—交流伺服電機的控制方式，信號通過 CAN總線對變頻器進行控制進而控制電機的運行狀況。

 CAN通信軟件設(shè)計張緊器驅(qū)動監(jiān)控系統(tǒng)整個監(jiān)控過程為實時采集電機轉(zhuǎn)速信息、張緊力F的大小，若F>Fmax則電機加速送管；若F<Fmin則減速送管，使張緊力保持在Fmin～Fmax之間?？刂屏鞒虉D如圖3所示。
開始
 

由主控流程圖可以看出，軟件設(shè)計的關(guān)鍵在于采集速度、張緊力的值和發(fā)送控制信號，所以，基于CAN的通信至關(guān)重要。 CAN通信系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括系統(tǒng)初始化、發(fā)送程序、接收程序。在完成對所有報文對象初始化后，程序進入發(fā)送/接收階段。CAN報文的發(fā)送是個自動過程，由CAN控制器自動完成。用戶只需要根據(jù)接收到的遠程幀的識別符，將對應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到發(fā)送緩沖寄存器，然后將此報文對象的編碼命令請求寄存器啟動發(fā)送即可。發(fā)送程序結(jié)構(gòu)如圖4所示。
CAN報文的接收也是由CAN控制器自動完成，當(dāng)接收到發(fā)送完標(biāo)志位后，程序從接收緩沖器中讀取接收的數(shù)據(jù)。為提高系統(tǒng)運行效率，接收過程采用中斷的方式實現(xiàn)。接收程序結(jié)構(gòu)如圖4所示。

4 結(jié)論
深水鋪管張緊器工作條件惡劣，外部環(huán)境易對監(jiān)控系統(tǒng)信號造成干擾，本文將CAN總線技術(shù)運用于船用張緊器驅(qū)動監(jiān)控系統(tǒng)中，重點介紹系統(tǒng)設(shè)計方案、CAN與單片機硬件接口設(shè)計、軟件設(shè)計等內(nèi)容。解決了傳統(tǒng)電機控制方式中實時性差、響應(yīng)時間長、多電機控制同步性差、信號傳輸抗干擾能力差的缺點，保證了張緊器對管線實現(xiàn)恒張力控制。 文章創(chuàng)新點：將控制局域網(wǎng)（CAN）總線應(yīng)用海洋鋪管張緊器這種工作條件惡劣、但對系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高的場合，組成具有總線式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的分布式監(jiān)控系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)控制方式中實時性差、多電機工作同步性差、信號傳輸抗干擾能力差的缺點，為張緊器可靠工作提供了保證。