該并聯(lián)系統(tǒng)中,每個模塊UPS各有一套自己獨立的控制系統(tǒng)（包括PFC、鎖相、逆變、并聯(lián)控制單元等）。其中各模塊UPS之間通過并聯(lián)控制線及CAN總線互聯(lián)。在并聯(lián)控制單元與CAN總線的共同控制下，處于并聯(lián)運行狀態(tài)的各模塊UPS電源共同分擔(dān)負(fù)載，實現(xiàn)負(fù)載的均分。
　　CAN(Controller Area Network)是一種成熟的現(xiàn)場總線，其最大特點是對數(shù)據(jù)通訊塊進行編碼,因而可采用多主方式,網(wǎng)絡(luò)上任意節(jié)點均可主動向其他節(jié)點發(fā)送信息。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可按系統(tǒng)實時性要求分成不同的優(yōu)先級,一旦發(fā)生總線沖突,會減少總線仲裁的時間，可實現(xiàn)在線上網(wǎng)下網(wǎng)、即插即用和多站接收。
　　在模塊UPS系統(tǒng)中，各UPS模塊是CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的下位節(jié)點，模塊UPS系統(tǒng)監(jiān)控板視為上位節(jié)點。作為下位節(jié)點的各模塊UPS電源的運行參數(shù)通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)進行高速傳輸，實現(xiàn)各UPS電源運行參數(shù)的高速共享。通過運行參數(shù)的高速共享，嵌入各高頻UPS內(nèi)部的中央處理器DSP對各UPS單機的運行狀態(tài)進行實時控制。
1 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計
　　該模塊UPS系統(tǒng)采用DSP數(shù)字控制技術(shù)，以美國TI公司的DSP芯片TMS320F240為各節(jié)點主控CPU，選擇常見的獨立CAN控制器SJA1000以及82C250總線收發(fā)器構(gòu)成各智能節(jié)點電路。SJA1000與DSP分別采用獨立的20MHz時鐘源。SJA1000提供的微處理器的接口信號主要有控制器的數(shù)據(jù)和地址分時復(fù)用線AD0～AD7共8根地址數(shù)據(jù)線和ALE、、MODE、INT信號，其中MODE為接口方式選擇信號，可選用INTEL方式或MODTOROLA方式，這里選用INTEL方式，MODE=1。而DSP內(nèi)部采用先進的哈佛結(jié)構(gòu)，地址、數(shù)據(jù)線并行，沒有ALE地址有效信號。通過對SJA1000和TMS320F240的時序分析得出：必須在DSP與SJA1000間附加相應(yīng)的時序邏輯電路以滿足SJA1000的接口信號ALE、要求，這里SJA1000選用INTEL方式，MODE=1,按以下邏輯關(guān)系設(shè)計:
　　

2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計
　　SJA1000有兩種操作模式：BasicCAN模式和PeliCAN模式。BasicCAN模式使得SJA1000向下兼容CAN控制器82C200，對于BasicCAN僅有單一濾波的方式；PeliCAN模式是新增功能操作模式，在錯誤處理、超載能力以及比較靈活的接收濾波等方面性能都有了很大的提高。這里對PeliCAN模式的驗收濾波器" title="驗收濾波器">驗收濾波器作說明。
2.1 采用PeliCAN模式的濾波器簡介
　　PeliCAN模式的濾波方式有單濾波和雙濾波兩種方式。SJA1000的報文驗收濾波就是指對接收報文的節(jié)點而言，總線控制器對CAN總線上的報文信息如何進行選擇接收。此工作由驗收濾波器完成，它由驗收碼寄存器ACR和驗收屏蔽寄存器AMR組成。在本系統(tǒng)中，發(fā)送節(jié)點的主控制器DSP將報文信息的識別碼和數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖區(qū)，再啟動SJA1000讀取發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù),按CAN協(xié)議封裝成一完整的CAN信息幀，通過收發(fā)器82C250發(fā)往總線。發(fā)送報文節(jié)點的發(fā)送緩沖區(qū)存儲一個完整的信息幀長度可達(dá)13B，標(biāo)準(zhǔn)幀格式在發(fā)送緩沖器里配置的列表如圖2所示，其中幀信息主要提供關(guān)于幀格式、遠(yuǎn)程請求、數(shù)據(jù)代碼長度（可達(dá)8個字節(jié)）等信息；識別碼（ID）就像報文的名字一樣使用在驗收濾波過程中，標(biāo)準(zhǔn)幀格式的識別碼有11位(ID.28～ID.18)，驗收濾波器把接收到報文的識別碼和驗收代碼寄存器ACR中的值進行逐位比較；而接收屏蔽寄存器AMR用來定義識別碼中哪些位是與比較相關(guān)。所有對應(yīng)AMR為0 的ACR的位,必須和CAN信息幀的對應(yīng)位相同才算驗收通過，報文才會被接收；所有對應(yīng)AMR 為1的 ACR位，則予以屏蔽，即CAN 信息幀的該位對驗收無任何影響，屬于不相關(guān)位。當(dāng)信息被正確接收完畢， CAN的狀態(tài)寄存器SR的接收緩存器狀態(tài)位被置位；在接收中斷使能時，產(chǎn)生接收中斷。

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　　PeliCAN模式的單濾波方式只有一個由4個驗收碼寄存器ACR和4個驗收屏蔽寄存器AMR組成的驗收濾波器，總線上的信息只有通過了它的驗收濾波才予以接收。在雙濾波方式下有兩個短濾波器（濾波器1、濾波器2）接收信息幀，通過任意一個濾波器即可予以接收。無論是單濾波還是雙濾波，驗收碼寄存器ACR 和驗收屏蔽寄存器AMR 都是配合在一起工作。雙濾波方式的驗收信息的原理如圖3所示。

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2.2 采用PeliCAN模式的雙" title="的雙">的雙濾波器的UPS節(jié)點工作原理
　　從上節(jié)介紹可知，對于僅有一種濾波格式的BasicCAN模式和PeliCAN模式下的單濾波方式，要使系統(tǒng)具有既能點對點、又有點對多點" title="多點">多點通訊的功能，將會增加軟件的工作量，系統(tǒng)的實時性也會受影響，而PeliCAN模式下的雙濾波方式，可方便地實現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的點對點一般報文和點對多點的廣播報文通訊功能。
　　考慮到本系統(tǒng)要求上位監(jiān)控節(jié)點需能對下位UPS節(jié)點群發(fā)命令，如上位監(jiān)控節(jié)點要求下位各模塊UPS能同時關(guān)輸出等；同時上位節(jié)點對各下位節(jié)點具有群接收數(shù)據(jù)功能，如接收下位各模塊UPS上傳送的運行參數(shù)；此外，上位節(jié)點還應(yīng)能與諸下位節(jié)點進行點對點的通訊，如發(fā)現(xiàn)下位的某模塊UPS參數(shù)不正常，要求其退出并聯(lián)系統(tǒng)，為此，決定采用PeliCAN的雙濾波器工作模式設(shè)計智能節(jié)點。接收報文為標(biāo)準(zhǔn)幀，其雙濾波器中濾波器1使用的驗收碼寄存器和屏蔽寄存器為：ACR0/ACR1 或ACR3 的低四位、AMR0/AMR1 或AMR3的低四位，濾波器2使用的驗收碼寄存器和屏蔽寄存器：ACR2 或ACR3 的高四位、AMR2 或AMR3 的高四位，如圖4所示。設(shè)濾波器1與濾波器2使用的驗收屏蔽寄存器內(nèi)容相同，報文識別碼的ID28～ID18定義如圖4所示。

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　　對驗收屏蔽寄存器AMR內(nèi)為1的位，將其對應(yīng)的ACR位予以屏蔽。從圖4可知，報文中ID25～ID23位對驗收屬于相關(guān)位。以模塊UPS總數(shù)為四個的系統(tǒng)為例，設(shè)置下位節(jié)點模塊：UPS-1的節(jié)點地址為001，UPS-2的節(jié)點地址為010，UPS-3的節(jié)點地址為011，UPS-4的節(jié)點地址為100。按CAN網(wǎng)優(yōu)勢位仲裁的特點,識別碼的二進值越低，在仲裁過程中決定總線訪問的優(yōu)先權(quán)越高，設(shè)置上位監(jiān)控節(jié)點的節(jié)點地址為000，以保證上位監(jiān)控節(jié)點具有高優(yōu)先權(quán)。每個節(jié)點均有兩個濾波器，一個濾波器用于接收點對點發(fā)送的一般報文，在此使用濾波器1,在ACR0.4～2存放本節(jié)點的地址；另一個濾波器為濾波器2，用于接收上位監(jiān)控節(jié)點向CAN網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點的廣播報文, 將其ACR2.4～2內(nèi)存放代碼：111。
　　當(dāng)下位模塊UPS-1節(jié)點所收報文的ID25～ID23為001時，即其他節(jié)點將其發(fā)送的目標(biāo)節(jié)點地址設(shè)為001，則下位模塊UPS-1可經(jīng)濾波器1驗收通過，以接收系統(tǒng)中其他節(jié)點對模塊UPS-1的信息；當(dāng)報文的ID25～ID23為111時，經(jīng)濾波器2驗收通過，以接收上位監(jiān)控節(jié)點向各下位節(jié)點的群發(fā)信息，由此設(shè)置即可方便地滿足模塊UPS系統(tǒng)點對點、點對多點通訊時信息過濾的需要。
2.3 程序設(shè)計
　　PeliCAN模式初始化框圖如圖5所示。系統(tǒng)程序設(shè)計主要包括：初始化、報文接收、報文發(fā)送程序。初始化SJA1000必須要在復(fù)位狀態(tài)，主要完成濾波器設(shè)置以及時鐘分頻寄存器CDR、方式寄存器、總線定時寄存器BTR0和BTR1、輸出控制寄存器OCR、中斷允許寄存器IER等設(shè)置。待完成初始化后，令SJA1000回到工作狀態(tài)，進行正常的通訊任務(wù)。SJA1000 的報文緩沖區(qū)中發(fā)送緩沖區(qū)TXB 和接收緩沖區(qū)RXB共用同一段CAN 地址為16～28 共13B。發(fā)送信息時應(yīng)往此區(qū)域中寫入數(shù)據(jù)，而接收時則從此區(qū)域中讀出數(shù)據(jù)。狀態(tài)寄存器SR提供當(dāng)前SJA1000 的總線狀態(tài)、錯誤狀態(tài)、發(fā)送狀態(tài)、接收狀態(tài)等，在編程時可充分利用這些狀態(tài)信息進行相應(yīng)的處理。報文發(fā)送程序簡單，只要將發(fā)送的報文傳送到發(fā)送緩沖器，再將命令寄存器中的“發(fā)送請求”標(biāo)志置位即可。報文接收程序相對于報文發(fā)送程序要復(fù)雜一些，在處理接收的過程中要處理總線脫離、接收溢出等情況。

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3 實驗結(jié)果及結(jié)論
　　本文設(shè)計思想已應(yīng)用于實際的六并聯(lián)UPS監(jiān)控系統(tǒng)中，圖6為六臺UPS并聯(lián)時，當(dāng)上位節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令，下位六節(jié)點回送數(shù)據(jù)。從CAN總線上的波形可看出CAN正常通訊。

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　　將基于獨立的CAN控制器的CAN總線技術(shù)應(yīng)用于基于DSP控制的并聯(lián)UPS監(jiān)控系統(tǒng)，實踐證明是一種成功的應(yīng)用，該并聯(lián)UPS監(jiān)控系統(tǒng)具有抗干擾性強、運行穩(wěn)定、成本適中等特點。文中波形來自實際裝置實驗所測，該設(shè)計方法具有一定的實用和推廣價值。

參考文獻
[1] ?鄔寬明.CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M]北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996.
[2] ?SJA1000獨立CAN 控制器[EB/OL]. 廣州：http://www.zlgmcu.com.
[3] ?SJA1000 獨立的CAN 控制器應(yīng)用指南[EB/OL]. 廣州：http://www.zlgmcu.com.
[4] ?鄒繼軍，饒運濤.CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點設(shè)計[J]. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2001，(12)：26-31.
[5] ?廖傳書,李崇. CAN總線控制器與DSP的接口 [J].電子技術(shù)應(yīng)用, 2002,28(11):75-77.