4 系統(tǒng)軟件設計
    系統(tǒng)軟件設計主要包括數(shù)據(jù)采集存儲和CAN通信兩大模塊。上電初始化后，單片機開始采集A／D轉(zhuǎn)換信號，按照高頻加速度、低頻加速度、速度、位移的次序采集信號，并存儲到片上存儲單元。而與主機的CAN通信將以中斷形式完成。圖5為系統(tǒng)整體流程。

4．1 采集存儲程序設計
    由有效值轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)將接人片上A／D轉(zhuǎn)換模塊，MC9S08DZ60單片機提供 24路12 bit的A／D轉(zhuǎn)換模塊。上電后對該模塊初始化操作，典型的初始化方式：(1)更新配置寄存器ADDCFG用以選擇A／D轉(zhuǎn)換器的時鐘源和設定內(nèi)部時鐘頻率ADCK。該寄存器還可設置采樣時間等參數(shù)。(2)更新狀態(tài)控制寄存器ADCSC2，該寄存器可設定轉(zhuǎn)換的觸發(fā)方式，如果作為比較器使用時還可設定比較方式。(3)更新狀態(tài)控制寄存器ADCSC1，該寄存器可用來設定轉(zhuǎn)換方式，即持續(xù)轉(zhuǎn)換和單次轉(zhuǎn)換。該寄存器還可設定轉(zhuǎn)換通道以及轉(zhuǎn)換完成后是否觸發(fā)中斷。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入結(jié)果寄存器ADCRL和ADCRH供系統(tǒng)調(diào)用。
    系統(tǒng)上電初始化后，系統(tǒng)主程序按照高頻加速度、低頻加速度、速度、位移的順序依次設定模擬開關(guān)，為防止因剛剛選定通道后信號不穩(wěn)定而造成測量失真，因此需加入一段延時程序。延時過后，片上A／D轉(zhuǎn)換器模塊采集原始和10倍信號，與門限對比后，存入存儲單元。為保證數(shù)據(jù)的有效性，采用采集多組數(shù)據(jù)后平均方式。在存儲之前，處理后的數(shù)據(jù)會與單片機內(nèi)部警告門限(可設定)相比對，如果超出預警門限，則再次測量此信號，若連續(xù)3次超出門限，將觸發(fā)預警中斷，向上位機發(fā)出預警。
4．2 CAN通信模塊
4．2．1 CAN模塊簡介
    MC9S08DZ60內(nèi)部集成了應用CAN 2．0A／B協(xié)議的CAN控制器，包含5個先進先出的接收寄存器，3個使用本地優(yōu)先級的發(fā)送寄存器。在ID識別方面提供了64 bit的掩碼寄存器，可分用為2個32 bit的滿值寄存器，或4個16 bit、8個8 bit的寄存器，這使總線上的消息尋址更加靈活方便。為滿足低功耗需求，該模塊提供睡眠、掉電和MSCAN使能3種模式。
    CAN總線中的數(shù)據(jù)幀由7個不同的位場組成：幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、CRC場、應答場、幀結(jié)尾。其中數(shù)據(jù)場的長度可以為0，但模塊封裝的幀最多不超過8個字節(jié)。根據(jù)仲裁位的不同可分為標準幀(11 bit標識符)和擴展幀(29bit標識符)。擴展幀格式包括4個ID寄存器IRD0～IRD3，8個數(shù)據(jù)寄存器DSR0和1個數(shù)據(jù)長度寄存器DLR，其中IRD0首位是ID28，IRD3末位是ID0。兩者之間還存有信號標識位SRR、IDE和RTR。
4．2．2 CAN通信協(xié)議
    CAN總線的通信采用主叫輪詢方式。由于CAN的限制，每個網(wǎng)絡內(nèi)子節(jié)點不宜超過1 000個，這里取10 bit作為源和目的設備的ID標識。因為ID28只能為1，這里規(guī)定ID27～ID18為幀源ID，而ID17～ID8為幀目的ID。因為通信需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)多于8個字節(jié)，這里把DSR0作為傳輸多幀數(shù)據(jù)的總幀數(shù)寄存器，把DSR1作為傳輸多幀數(shù)據(jù)的當前幀數(shù)寄存器，DSR2作為幀功能寄存器， DSR3～DSR6傳輸數(shù)據(jù)，DSR7為校驗寄存器。
4．2．3 通信流程
    整個網(wǎng)絡系統(tǒng)都是由上位機輪詢通信的，主機先發(fā)送一個請求幀請求建立連接，待收到被叫節(jié)點響應幀后，連接建立并由主機請求數(shù)據(jù)，節(jié)點逐幀發(fā)送，待主機正確接收后再次請求發(fā)送，否則將發(fā)送出錯幀請求重新發(fā)送當前幀，當全部數(shù)據(jù)正確傳輸后，主機發(fā)送斷開連接幀完成通信。這里上位機通過發(fā)送一個修正因子給節(jié)點，修正上傳數(shù)據(jù)的范圍。

5 結(jié)束語
    經(jīng)實踐證明，該設備網(wǎng)絡在實驗室條件下能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡通信，并達到預期目標。這種應用了安全可靠的CAN總線技術(shù)的檢測網(wǎng)絡，不僅能夠有效降低人員現(xiàn)場巡查的難度，其最高1 Mb／s的傳輸速度可在第一時間發(fā)現(xiàn)隱患，排除故障?；谶@些優(yōu)勢，CAN總線使人們振動傳感器檢測設備必然在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應用前景。