基于CAN总线的并联逆变电源通信监控系统研究
1 系统组成
1.1 系统网络结构
系统组成如图1所示。系统由监控主机、并联电源模块和CAN总线构成。逆变电源模块主要由PWM逆变器、DSP控制器、信号采样和负载均流以及通信控制等部分构成，选用TMS320LF2407A(DSP)作为控制核心。DSP根据反馈电压、电流值与设定值差控制输出PWM脉冲，驱动逆变桥功率开关，输出频率、幅值、相位可调的正弦电压。由LF2407A内嵌CAN控制器接收来自CAN总线的命令实现对并联逆变电源模块的控制。
此种拓扑结构的特点是多个网络通信节点共用一条传输线，不仅信道利用率较高，而且连接简单，成本低，系统可靠性高。信息传输采用CAN通信协议，传输介质采用双绞线，如果需要进一步提高系统的抗干扰能力，还可以在控制器和传输介质之间加接光电隔离等措施。
1.2 系统主要硬件
硬件模块电路如图2所示。因LF2407A芯片本身含有内嵌式CAN控制器，所以硬件设计较为简单，只需加一个收发器SN65HVD232D就可实现此节点与总线的接口。
SN65HVD232D是TI公司的CAN协议控制器和物理总线的接口芯片，符合ISO11898标准。它对总线提供差动发送能力，而对CAN控制器提供差动接收能力。终端加接120Ω匹配电阻，以保证数据通信的抗干扰能力及可靠性。
2 软件设计
2.1 波特率设置的编程
CAN总线的传输速率与2个节点间的最大距离有关，表1给出了CAN总线系统任意二节点间最大距离与位速率的关系。表中还同时给出LF2407A的位定时器配置寄存器BCR2和BCR1的数值。这些值的设定与LF2407A的主时钟频率有关。一般地可以按下面的公式计算位速率：
波特率＝ICLK/[(BRP+1)×bitTime] (1)
其中ICLK为DSP系统频率，BRP由位定时器配置寄存器BCR2决定。
bitTime＝(TSEG1+1)+(TSEG2+1)+1 (2)
其中TSEG1和TSEG2由位定时器配置寄存器BCR1决定。
2.2 帧结构设计
按照CAN2.0规范，CAN总线上传送的报文由3～11个字节组成，其中包含3个字节的控制字节和0～8个字节的数据字节。
一个有效的CAN数据帧由帧起始、仲裁域、控制域、数据域、校验域、应答域和帧结束组成。TMS320LF2407A的CAN控制器支持2种不同的帧格式：标准帧和扩展帧。它们主要区别在于仲裁域格式不同，标准帧仲裁域由11位标识符和远程发送请求位RTR组成；扩展帧仲裁域则由29位标示符和替代远程请求位SRR位、标志位和远程发送请求位RTR组成，如图3所示。
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