现场总线是自动化领域的计算机网络。CAN总线作为目前最有前途的现场总线之一,其主要优点为实时性好、可靠性高、性价比突出。因此已经逐渐成为当今自动化领域发展的热点之一。本文主要研究对象为基于CAN总线的分布式数据采集与通讯系统,并准备将其应用于工业现场。作者在分析了CAN总线2.0B协议的基础上,采用结构化的方法独立设计了带有CAN总线通信接口的数据采集与处理底层模块。底层模块的硬件设计以C8051F040高速型单片机为核心,其内部已经集成了AD采集和DA输出子模块,在其基础上,又外扩了CAN总线通讯、人机交互、地址译码等功能模块。在集成了Keil C51编译器的Silicon Laboratories IDE开发环境下,采用模块化的软件程序设计方法完成了底层模块的模拟电压采集、CAN总线通讯、模拟电压输出、LCD显示、矩阵键盘扫描、现场温度监控、开关量输入输出等功能。每个子任务模块之间通过主程序的多任务机制来进行分时调用,并采用过采样等方法对采集到的信号进行一些简单的处理,减轻通讯带宽的负担,以提高系统的实时性与效率。整个系统由两个底层模块和一台接有CAN总线通信板卡的上位机组成,采用主从结构,通过接口卡来实现双向通讯,由此可以及时得知工业现场的各种数据和运行参数,从而保证了对现场远程测控的实时性。CAN总线应用层协议由作者自行定义和编写,使之更加符合本系统的要求和特点。目前整个系统运行良好,性能稳定,通信冗余度高,符合工业现场使用的要求。