1.引言
CAN(ControllerAreaNetwork)是控製器局域網的簡稱，由德國Bosch公司為解決現代汽車中眾多測量控製部件之間的數據交換問題而最先推岀。它是一種有效支持分布式控製及實時控製的串行數據通信網絡。CAN總線通信技術具有通信速率高、抗幹擾能力強、可靠性高、適應性好、係統構成靈活簡單等特點。
單台皮帶秤可以作為簡單的稱重儀器，而由多台皮帶秤聯網組成的電子皮帶秤係統，可作為配料係統應用於自動化生產過程。在多台皮帶秤聯網組成的皮帶秤係統中，為了實現各皮帶秤之間、皮帶秤和監控主機之間的高速可靠通信，故將CAN總線通信技術應用到電子皮帶秤係統中。
2.電子皮帶秤的機械結構及動態稱重原理
電子皮帶秤是一種動態稱重儀表，單台皮帶秤的設計離不開對係統的整體考慮，根據控製策略的不同，皮帶秤的設計會有所不同。
2.1電子皮帶秤機械結構
單台皮帶秤一般由六大部件組成，其機械結構如圖1所示：

1-秤架2-稱重傳感器3-測速傳感器4-稱重控製器5-數據通訊6-調速電機
圖1電子皮帶秤機械結構示意圖
2.2電子皮帶秤動態稱重原理
在輸送狀態下，物料作用在稱重傳感器上，稱重傳感器將被測物料的重力轉換成相應的模擬電壓信號，進行測量放大、A/D轉換。與此同時，速度傳感器產生的速度信號在進行放大整形後得到計數脈衝。微處理器連續測量皮帶稱量段上的物料重量，並轉化為每單位長度的載荷值q(kg/m),與皮帶在同一時刻的速度u(m/s)相乘，測得物料的瞬時K8凯发登录入口q.u(kg/s)。
由於物料輸送的不均勻性和皮帶速度的隨時變化，故釆用積分法的數學模式來計算。在T時間間隔的累計K8凯发登录入口積分式表示如下：
式中:W-T時間間隔的物料累計量；
T-物料通過皮帶秤的時間；
q(t)-皮帶單位長度上的物料重量；u(t)-物料在皮帶上的運行速度。
3.電子皮帶秤控製器的硬件電路設計
電子皮帶秤控製器的微處理單元采用Intel的16位單片機80C196KC,它內部尋址采用寄存器結構，從而避免了以往8位單片機隻能用累加器參與尋址而產生的瓶頸效應，大大提高了工作效率。80C196KC還具有如下特點：
(1)內部設有256個字節的RAM；
(2)帶有28個中斷源，可形成16個中斷矢量；
(3)在24MHz的晶振下，16x16位的乘法指令隻需1.4卜，32除16位的除法指令隻需2.4卜,特別適合於高釆樣頻率快速控製係、統；
(4)自身帶有3路PWM輸岀引腳，可直接驅動三相電動機；
(5)采用CMOS工藝，其功耗小；
(6)具有掉電保護保護和閑置功能等。
因此,80C196KC作為電子皮帶秤係統的微處理器是十分理想的選擇。
3.1電子皮帶秤控製器硬件原理框圖
電子皮帶秤控製器的硬件結構原理框圖如圖2所示：

圖2電子皮帶秤原理框圖
稱重傳感器和速度傳感器的輸出信號經放大和模數轉換後,送單片機進行積算。通過軟件進行數字濾波、非線性校正等處理，結果送至LED進行顯示。通過CAN總線接口實現與上位機的通訊。
3.2電子皮帶秤控製器的CAN總線接口
CAN總線接口由PHILIPS公司的獨立CAN總線控製器SJA1000和CAN總線收發器82C250組成。SJA1000是PCA82C200的替代產品，其引腳、電氣特性、軟件都與PCA82C200是兼容的，並增加了許多新功能。
硬件連接比較簡單，SJA1000的數據地址總線是分時複用的，可以直接與80C196KC的P3口連接,CS連接BUSWIDTH,其他對應控製線相連即可。其接口電路如圖3所示：

圖3電子皮帶秤係統CAN總線接口電路圖

需注意的是.80C196KC是Intel公司的處理器，因此SJA1000的MODE引腳應接電源正端，另外單片機的外部中斷隻有正跳變有效，而SJA1000的中斷信號是低電平有效，因此需反相後才能連接單片機中斷引腳。電子皮帶秤工作的現場環境比較惡劣，為進一步提高係統抗幹擾能力，在CAN總線控製器SJA1000和CAN總線收發器PCA82C250之間加接6N137光電隔離芯片。
4.CAN總線在電子皮帶秤係統中的應用
各電子皮帶秤與監控主機之間的通訊采用CAN總線通信適配卡。CAN總線通信適配卡是插在PC機ISA插槽內的智能通訊卡，它可使PC機方便地連接到CAN總線上。由多台皮帶秤聯網組成的電子皮帶秤係統。

監控主機給電子皮帶秤發送數據的過程為：監控主機通過串口給通信適配卡上發送數據，通信適配卡接收完數據後，將數據發送到總線上。皮帶秤控製器的CAN總線接口上的總線控製器SJA1000收到適配卡上傳達的發送數據的命令後，自動完成一幀報文的填充、編碼、發送，並有總線仲裁和重發功能cCAN總線控製器無需軟件幹預，可自動完成報文濾波功能，僅在符合時才進行報文接收，並能在一幀報文接收完成後產生中斷通知皮帶秤控製器進行相應處理。電子皮帶秤控製器中的單片機對從CAN總線上接收到的數據的意義進行識別並執行相應操作。電子皮帶秤給監控主機發送數據的過程與上麵所述類似。
總線兩端各有一個120。的電阻，對於匹配總線阻抗起著相當重要的作用；否則，數據通信的抗幹擾性及可靠性大大降低，甚至無法通信。
5.結論
CAN總線通信非常適合在包括電子皮帶秤係統這樣的儀器儀表的組網中使用，其優點得到充分體現，運行穩定、通信可靠、速度快。在軟件中釆用數字濾波和非線性校正，使得皮帶秤的測量精度得到很大提高。

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