需专门的“调度”。 

(4)  CAN 的直接通信距离最远可达 10km（传输速率 5kb/s 以下）

；通信速率最高可达

1Mb/s（通信距离最长为 40m）

。 

(5)  CAN 上的节点数主要取决于总线驱动电路，

目前可达 110 个；报文标识符可达 2032

种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制。 

液压支架电液控制系统是一种分布式控制系统。而 CAN 总线自身的特点使 CAN 总线能

够有效的支持分布式控制。结合 CAN 总线在分布式控制系统中的成功应用以及液压支架电
液控制系统的特点，将 CAN 总线应用于液压支架电液控制系统具有较大优势。 

3 

CAN 总线节点的设计 

基于 CAN 总线的液压支架电液控制系统中，每个支架控制器都是一个 CAN 节点，采用

总线式拓扑结构，如图 1 所示。由于 CAN 总线驱动器最多支持 110 个 CAN 节点，当综采
面的支架数超过该数目时，还需配备 CAN 总线中继节点。因此，电液控制系统的 CAN 总
线上包括两类节点，普通节点与中继节点。 

 

图 1  基于 CAN 总线的电液控制系统 

Figure 1 Electric & hydraulic control system based on CAN bus 

 

3.1 

普通 CAN 节点设计 

  

CAN 总线的两层协议固化在它的相关芯片中，主要是总线控制器和总线驱动器。总线

驱动器选用 Philips 的 PCA82C250。总线控制器则采用 Motorola 单片机中自带的 MSCAN 模
块。该模块是 Motorola 为 16 位 MCU 设计的通用 CAN 通信模块。采用自带 CAN 模块的

Motorola 单片机在最大程度上简化了节点电路的设计，普通 CAN 节点设计的电路原理图如
图 2 所示。 

3.2 

CAN 总线中继节点的设计 

普通 CAN 节点只需使用 1 个 MSCAN 模块，而 CAN 总线中继节点则要用到单片机中的

2 个 MSCAN 模块，通过外加驱动电路分别连接到 CAN 总线的两个网段上，实现中继的功
能。 

中继节点接收 3 种数据帧：广播数据帧，需要被转发的数据帧以及针对中继节点的数据

帧。对应于要接收的 3 种数据帧，分别设置 3 个接收滤波器。而普通节点只需设置 2 个滤波
器即可满足要求。从转发的方式来讲，转发有直接转发和翻译转发两种。直接转发是最简单
的转发方式。采用直接转发方式要求两个网段具有相同的数据帧格式，而数据帧格式不同时
则需要采用翻译转发的方式

[2, 3]

。在液压支架电液控制系统中，所有网段的数据帧格式都是

相同的。因此，中继节点采用直接转发方式。 

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