該并聯系統中,每個模塊UPS各有一套自己獨立的控制系統（包括PFC、鎖相、逆變、并聯控制單元等）。其中各模塊UPS之間通過并聯控制線及CAN總線互聯。在并聯控制單元與CAN總線的共同控制下，處于并聯運行狀態的各模塊UPS電源共同分擔負載，實現負載的均分。
　　CAN(Controller Area Network)是一種成熟的現場總線，其最大特點是對數據通訊塊進行編碼,因而可采用多主方式,網絡上任意節點均可主動向其他節點發送信息。網絡節點可按系統實時性要求分成不同的優先級,一旦發生總線沖突,會減少總線仲裁的時間，可實現在線上網下網、即插即用和多站接收。
　　在模塊UPS系統中，各UPS模塊是CAN總線網絡結構中的下位節點，模塊UPS系統監控板視為上位節點。作為下位節點的各模塊UPS電源的運行參數通過CAN總線網絡進行高速傳輸，實現各UPS電源運行參數的高速共享。通過運行參數的高速共享，嵌入各高頻UPS內部的中央處理器DSP對各UPS單機的運行狀態進行實時控制。
1 系統的硬件電路設計
　　該模塊UPS系統采用DSP數字控制技術，以美國TI公司的DSP芯片TMS320F240為各節點主控CPU，選擇常見的獨立CAN控制器SJA1000以及82C250總線收發器構成各智能節點電路。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據和地址分時復用線AD0～AD7共8根地址數據線和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內部采用先進的哈佛結構，地址、數據線并行，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,按以下邏輯關系設計:
　　

2 系統的軟件設計
　　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。在本系統中，發送節點的主控制器DSP將報文信息的識別碼和數據送入發送緩沖區，再啟動SJA1000讀取發送緩沖區中的數據,按CAN協議封裝成一完整的CAN信息幀，通過收發器82C250發往總線。發送報文節點的發送緩沖區存儲一個完整的信息幀長度可達13B，標準幀格式在發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于幀格式、遠程請求、數據代碼長度（可達8個字節）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，標準幀格式的識別碼有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。所有對應AMR為0 的ACR的位,必須和CAN信息幀的對應位相同才算驗收通過，報文才會被接收；所有對應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，屬于不相關位。當信息被正確接收完畢， CAN的狀態寄存器SR的接收緩存器狀態位被置位；在接收中斷使能時，產生接收中斷。

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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節點工作原理
　　從上節介紹可知，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CAN網絡內的點對點一般報文和點對多點的廣播報文通訊功能。
　　考慮到本系統要求上位監控節點需能對下位UPS節點群發命令，如上位監控節點要求下位各模塊UPS能同時關輸出等；同時上位節點對各下位節點具有群接收數據功能，如接收下位各模塊UPS上傳送的運行參數；此外，上位節點還應能與諸下位節點進行點對點的通訊，如發現下位的某模塊UPS參數不正常，要求其退出并聯系統，為此，決定采用PeliCAN的雙濾波器工作模式設計智能節點。接收報文為標準幀，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。設濾波器1與濾波器2使用的驗收屏蔽寄存器內容相同，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內為1的位，將其對應的ACR位予以屏蔽。從圖4可知，報文中ID25～ID23位對驗收屬于相關位。以模塊UPS總數為四個的系統為例，設置下位節點模塊：UPS-1的節點地址為001，UPS-2的節點地址為010，UPS-3的節點地址為011，UPS-4的節點地址為100。按CAN網優勢位仲裁的特點,識別碼的二進值越低，在仲裁過程中決定總線訪問的優先權越高，設置上位監控節點的節點地址為000，以保證上位監控節點具有高優先權。每個節點均有兩個濾波器，一個濾波器用于接收點對點發送的一般報文，在此使用濾波器1,在ACR0.4～2存放本節點的地址；另一個濾波器為濾波器2，用于接收上位監控節點向CAN網內各節點的廣播報文, 將其ACR2.4～2內存放代碼：111。
　　當下位模塊UPS-1節點所收報文的ID25～ID23為001時，即其他節點將其發送的目標節點地址設為001，則下位模塊UPS-1可經濾波器1驗收通過，以接收系統中其他節點對模塊UPS-1的信息；當報文的ID25～ID23為111時，經濾波器2驗收通過，以接收上位監控節點向各下位節點的群發信息，由此設置即可方便地滿足模塊UPS系統點對點、點對多點通訊時信息過濾的需要。
2.3 程序設計
　　PeliCAN模式初始化框圖如圖5所示。系統程序設計主要包括：初始化、報文接收、報文發送程序。初始化SJA1000必須要在復位狀態，主要完成濾波器設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等設置。待完成初始化后，令SJA1000回到工作狀態，進行正常的通訊任務。SJA1000 的報文緩沖區中發送緩沖區TXB 和接收緩沖區RXB共用同一段CAN 地址為16～28 共13B。發送信息時應往此區域中寫入數據，而接收時則從此區域中讀出數據。狀態寄存器SR提供當前SJA1000 的總線狀態、錯誤狀態、發送狀態、接收狀態等，在編程時可充分利用這些狀態信息進行相應的處理。報文發送程序簡單，只要將發送的報文傳送到發送緩沖器，再將命令寄存器中的“發送請求”標志置位即可。報文接收程序相對于報文發送程序要復雜一些，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 實驗結果及結論
　　本文設計思想已應用于實際的六并聯UPS監控系統中，圖6為六臺UPS并聯時，當上位節點發送數據請求命令，下位六節點回送數據。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總線技術應用于基于DSP控制的并聯UPS監控系統，實踐證明是一種成功的應用，該并聯UPS監控系統具有抗干擾性強、運行穩定、成本適中等特點。文中波形來自實際裝置實驗所測，該設計方法具有一定的實用和推廣價值。

參考文獻
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