MIKROPROZESSOREN
Von den Autoren der CAN-Bus-Artikelreihe (Elektor 9 bis
12/99) wurde mit dem 80C537-Mikrocontroller, dem CAN-
Bus-Interface und einem in Pascal51 geschriebenen Soft-
warepaket ein experimentelles CAN-Bus-System ent-
wickelt, das wir hier kurz und im Internet ausführlich vor-
stellen  inklusive Software zum Download.
Das TFH-CAN-Bus-
Experimentalsystem
Can-Bus-Funktionen praktisch testen
1
computer-Experimentiersystem ist im " Einspeisung komplexer Datensätze:
Bild 1. Das TFH-CAN-
Bus-Experimentalsystem Textkasten zu finden. Uhrzeit und Datum als gemeinsame
Zeitbasis für das gesamte System.
CAN- BUS- " Darstellung komplexer Systeminfor-
TFH steht für die Technische Fach- E XPERI MENTALSYSTEM mationen auf einem LC-Display.
hochschule Georg Agricola in Bochum, In diesem System (Bild 1) werden die " Programmierung einer zentralen
an der das System von Bernd vom wichtigsten Aufgaben, die ein Feldbus- Leitstation (Systemleitwarte) am Bus,
Berg und Peter Groppe entwickelt system grundsätzlich erfüllen muss, auf der alle relevanten Systeminfor-
wurde. Das experimentelle CAN-Bus- realisiert: mationen dargestellt werden.
System kann dabei sowohl mit den im " Integration einer Busmonitorstation,
Standard-Eurokarten-Format gehalte- " Erfassung von analogen Messwerten die den gesamten Frameverkehr auf
nen TFH-Boards als auch mit den und deren Verteilung dem Bus überwacht bzw. darstellt
kompakteren Platinen des CAN-Bus- " Einlesen und Ausgeben von digitalen und die als Lastgenerator fungiert,
und 537-Light-Boards realisiert wer- (binären) Informationen: d.h. die einen zusätzlichen Frame-
den, die in Elektor vorgestellt wurden. " Erfassung von Tastendrücken und verkehr zwischen  Phantom-Statio-
Eine Übersicht über das TFH-Mikro- Ansteuerung von akustischen Meldern. nen auf dem Bus erzeugen kann.
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In der Realität können die einzelnen
Feldbus-Stationen durchaus einige
hundert Meter voneinander verteilt
angeordnet sein. Im Laboraufbau
beträgt die Gesamtausdehnung dieses
Bussystems jedoch nur etwa 30 m,
wobei die Datenübertragungsrate
50 kBit/s beträgt.
Die einzelnen CAN-Stationen beste-
hen dabei minimal aus einem Mikro-
controller-Board und einem CAN-
Bus-Interface. Dafür können das 537-
Light-Board (Elektor 1/2000) und das
CAN-Bus-Interface (Elektor 11/99) ein-
gesetzt werden. Die Verschaltung der
Verbindungsleitungen wurde bereits
im Artikel CAN-Bus-Praxis (ebenfalls
in Heft 1/2000) beschrieben. Der Auf-
bau einer CAN-Station mit Platinen
des TFH-Systems ist in Bild 2 zu
sehen. Die Controller-Karte im Euro-
Format ist hier der 80C537-Einplati-
nencomputer aus Elektor Juni 1997,
der auch über eine Echtzeituhr ver-
fügt. Daneben befindet sich eine DIO-
Karte, die I/O- und Zusatzfunktionen
zur Verfügung stellt. Die beiden Plati-
nen werden durch eine Backpla-
Bild 2. CAN-Bus-Station, aufgebaut aus den TFH-
neplatine miteinander verbunden.
Komponenten Backplane, Controllerkarte, DIO-
Die TFH-CAN-Karte im Vordergrund
und CAN-Karte.
unterscheidet sich vom Elektor-CAN-
Bus-Interface nur durch das Platinen-
format und den zur TFH-Backplane
passenden Steckverbinder. can.pas (can.hex) (siehe 2. Textkasten) weise aufzubauen und in Betrieb zu
Ein Anschluss des CAN-Bus-Interfa- ist es sehr einfach möglich, die CAN- nehmen. Die einzelnen Stationen des
ces an andere Mikrocontroller- Bus-Interfaces in Verbindung mit dem TFH-CAN-Bus-Experimentalsystems in
Systeme ist natürlich ebenfalls mög- jeweiligen Mikrocontroller-System zu Bild 1 haben dabei im Wesentlichen
lich (z.B. an 8031er/8051er- und testen, ein CAN-Bus-System schritt- folgende Funktionen:
80535er-Boards oder Boards mit
Motorola-Controllern). Allerdings nur,
wenn die entsprechenden Bus- und
Steuersignale zur Verfügung stehen
Das TFH-Experimentiersystem
bzw. von einer Betriebssoftware
erzeugt werden.
Die in Bild 1 an den CAN-Stationen
Das 80C537er-TFH-System ist ein modular aufgebautes Mikrocontroller-Lern- und
noch eingezeichneten PCs sind die Ent- Lehrsystem für das Selbststudium und für den Unterricht an technischen Schulen.
wicklungsrechner für die Stationssoft- Die Basis sind Mikrocontroller aus der 8051er-Familie. Das Konzept baut auf sechs
ware (natürlich ist ein einziger PC völlig optimal aufeinander abgestimmten Säulen für den modernen Mikrocontroller-Unter-
richt:
ausreichend !) und dienen im Betrieb,
1. Die Lehr- und Praktikumsbücher (siehe Literaturhinweise zu diesem Artikel).
während der Testphase, lediglich als
Hier werden theoretische Grundlagen leicht verständlich erklärt und unmittelbar
 dumme Terminals zur Anzeige von
mit Praxisbeispielen verknüpft.
wichtigen, stationsinternen Daten. Im
2. Das Mikrocontroller-Entwicklungssystem dient zum sofortigen Ausprobieren
endgültigen Einsatz des CAN-Busses
der Theorie. Das System ist modular aufgebaut und lässt somit große Spielräume
können sie ersatzlos entfallen.
für Eigenentwicklungen. Zurzeit sind folgende Karten erhältlich: Controller-Karte
mit 80C537er, Mensch-Maschine-Schnittstellen-Karte (LC-Display, Matrixtasta-
S OFTWARE UND
tur, Sprachausgabe, serielle Peripherie-Bausteine), Digitale I/O-Karte, CAN-Bus-
M ÖGLI CHKEI TEN
Interface-Karte, Analog-Out-Karte, Starter-Kit-Karten, etc.
Sowohl die Betriebssoftware als auch
3. Die Betriebssoftware kann in allen gängigen 8051er-Programmiersprachen
die Applikationssoftware für die
erstellt werden: Assembler, C, Basic, Pascal.
Anwendungen sind in Pascal51
4. Das Laborpraktikum vertieft und verfestigt das Erlernte und sorgt für vielfältige
geschrieben (siehe Literaturhinweis).
Erfolgserlebnisse: Empfang und Dekodierung von DCF77er-Zeitzeichensigna-
Für die Programmierung in BASIC
len, Real-Time-Clock, Smarte Sensoren, LED-Display-Treiber, CAN-Feldbussy-
wurden im Artikel CAN-Bus-Praxis
stem, etc.
(Heft 1/2000) Beispiele angegeben. Für
5. Eine Multimedia-Lern-CD unterstützt die Bücher, die Hard- und die Software
die Programmierung in C51: hierzu
durch interaktives Begleitmaterial, das auf dem PC abläuft.
finden sich reichhaltige Hinweise
6. Die fortlaufende Entwicklung von interessanten Zusatzbaugruppen sorgt dafür,
(Flussdiagramme und Programmaus-
dass das System immer auf dem neusten Stand der Technik bleibt.
schnitte) in den Applikationsunterla-
gen der Firma Philips [6].
Weitere Informationen via Internet (http://www.palmtec.de) oder E-Mail:
Mit dem von Bernd vom Berg und
[e-mail]
Peter Groppe erstellten Software-Paket
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System (Messwerte der Station 1, Ein-
/Ausschaltzustände Alarmsirene und
Glocke der Station 5).
Station 4:
Erfassung binärer Eingangssignale
Es werden drei Tastendrücke einer
angeschlossenen Matrixtastatur ausge-
wertet und in Form unterschiedlicher
Frames auf dem CAN-Bus publiziert.
Über zwei Taster werden die Sirene
und die Glocke der Station 5 aktiviert.
Station 5:
Optisch-akustische Meldeeinheit
An dieser Station können zwei Signal-
geber (eine Sirene und eine Glocke)
über den CAN-Bus aktiviert werden.
Station 6:
Systemleitwarte
Diese Station wertet alle Frames auf
dem Bus aus und zeigt sie zusammen
mit statistischen Daten über den Bus-
verkehr auf dem PC-Monitor an.
Bild 3. : Die Darstellung auf der Bus-
monitor- und Lastgenerator-Station
Station 7:
Busmonitor und Lastgenerator
Station 1: Station 2: Diese Station ist ein PC, der über einen
Erfassung analoger Messwerte Übertragung von Uhrzeit und Datum  CAN-Dongle [5] an der LPT-Schnitt-
Drei einstellbare Spannungen werden Die Uhrzeit und die Datumswerte stelle direkt an den CAN-Bus ange-
gewandelt und zyklisch über den werden von einer RTC ausgelesen und schlossen ist. Eine PC-Software bietet
CAN-Bus gesendet. auf dem CAN-Bus übertragen. Alter- zahlreiche Analyse- und Testmöglich-
Gleichzeitig wird der Messwert des nativ kann statt der RTC ein DCF-Sig- keiten.
zweiten Kanals überwacht und bei nal ausgewertet werden [4].
Überschreitung eines oberen Grenz- I M I NTERNET. . .
wertes ein Frame gesendet, das in der Station 3: gibt es eine kleine Premiere: Erstmals
Station 5 die Alarmsirene aktiviert und Anzeige von Daten auf einem LC-Display wird ein Elektor-Artikel mit einer wei-
bei Unterschreiten mit einem anderen Diese Busstation dient zur reinen terführenden  elektronischen Publi-
Frame wieder ausgeschaltet. Visualisierung von Daten aus dem kation inklusive Software zum Down-
load unterstützt: Alles auf der Elektor-
Homepage http://www.elektor.de
unter dem Download-Knopf, der Sie
Eigenschaften der
zu dem für jedermann und jederfrau
frei zugänglichen Download-Bereich
CAN-Betriebssoftware
von Elektor führt. Lassen Sie sich über-
raschen...
can.pas
(990066-5e)
Betrieb des SJA1000 im BasicCAN-Modus
Literatur:
Interaktive Parametrierung des SJA1000:
" Festlegung der Datenübertragungsrate im Bereich von 5 kBit/s bis zu
[1] Bernd vom Berg, Peter Groppe:
1 MBit/s.
 80C537-Einplatinencomputer , Elek-
" Vorgabe eines festen (Default)Sendeframes mit variabler
tor, Nr. 6/97
Datenfeldlänge und variablem Inhalt der Datenbytes.
[2] Bernd vom Berg, Peter Groppe:  Das
" Einstellung des Akzeptanz-Empfangsfilters: Festlegung des
8051er-Lehrbuch , Elektor-Verlag
Akzeptanz-Codes und der Akzeptanz-Maske.
Aachen, 1997
" Festlegung eines RTR-Antwort-Frames.
[3] O´ Niel V. Som  Pascal für 8051 und
Derivate , Elektor-Verlag, Aachen,
Aussendung von Frames:
1998
" Aussendung von Frames mit festen Datenwerten.
[4] Bernd vom Berg, Peter Groppe:  Das
" Aussendung des zuvor parametrierten (Default)Frames.
8051er Praktikumsbuch , Elektor-Ver-
" Aussendung eines RTR-Frames (a" RTR-Anforderung an eine
lag, Aachen, 1999.
andere Station)
[5] PCAN-Dongle, PEAK-Service GmbH,
www.peak-service.com
Empfang von Frames:
[6] CAN-Bus-Controller- und Transceiver-
Bausteine, Philips-Semiconductors:
" Fehlerüberprüfung und Darstellung der Fehlerart.
www-us.semiconductors.philips.com/
" Darstellung der Inhalte der empfangenen Frames
can/
" Automatische Auswertung von empfangenen RTR-Frames und
www-us.semiconductors.philips.com/
Aussendung des zuvor parametrierten RTR-Antwort-Frames.
can/support
Elektor 3/2000
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