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            EEPW首頁(yè) > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于ARM7處理器的CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

            基于ARM7處理器的CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

            作者: 時(shí)間:2009-03-19 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            內(nèi)部集成2個(gè)can控制器,每一個(gè)can控制器都與獨(dú)立can控制器sja1000有著相似的寄存器結(jié)構(gòu)。其主要的區(qū)別在于標(biāo)識(shí)符接收過(guò)濾的編程操作上,篇幅有限這里不作詳述。它的主要特性有:單個(gè)上的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1mb/s;32位寄存器和ram訪(fǎng)問(wèn);兼容can2.0b,iso11898-1規(guī)范;全局驗(yàn)收濾波器可以識(shí)別所有的11位和29位標(biāo)識(shí)符;驗(yàn)收濾波器為選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符提供full can-style自動(dòng)接收。
            3.2 數(shù)據(jù)采集和人機(jī)接口
            傳感器接口的選用應(yīng)根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能而定,由傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)化成電量。由于測(cè)試環(huán)境的電磁干擾、傳感器和放大器自身的影響,往往使信號(hào)中含有多種頻率成分的噪音,直接從傳感器輸出的信號(hào)需要經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路作進(jìn)一步的處理才能使后續(xù)電路得以正常工作。經(jīng)過(guò)調(diào)理后的信號(hào)輸入到的模擬信號(hào)輸入端p0.27-p0.30,內(nèi)有4路10位adc,轉(zhuǎn)換時(shí)間低至2.44μs。
            人機(jī)接口利用lpc2119豐富的gpio接口采用led顯示輸出和鍵盤(pán)輸入,如圖2所示。本采用4個(gè)led分別表示節(jié)點(diǎn)電源、數(shù)據(jù)通信狀態(tài)、聯(lián)機(jī)指示和錯(cuò)誤指示。鍵盤(pán)了6個(gè)按鍵用來(lái)設(shè)置節(jié)點(diǎn)的報(bào)文濾波、節(jié)點(diǎn)的波特率及節(jié)點(diǎn)復(fù)位等功能。
            3.3 can接口
            根據(jù)圖2所示,can接口部分包括lpc2119(內(nèi)置can控制器)、光電耦合器和收發(fā)器。can總線(xiàn)遵循iso的標(biāo)準(zhǔn)模型,分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。在工程上通常由can控制器和收發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。收發(fā)器選擇philips公司的tja1050高速收發(fā)器,它符合iso11898標(biāo)準(zhǔn)。can控制器主要完成can的通訊協(xié)議,實(shí)現(xiàn)報(bào)文的裝配和拆分、接收信息的過(guò)濾和校驗(yàn)等。收發(fā)器tja1050則是實(shí)現(xiàn)can控制器和通訊線(xiàn)路的物理連接,提高can總線(xiàn)的驅(qū)動(dòng)能力和可靠性。
            為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力,lpc2119引腳tx1、rx1與收發(fā)器tja1050并不是直接相連的,而是通過(guò)高速光耦6n137后與tja1050相連。電路中可采用隔離型dc/dc 模塊向收發(fā)器電路供電。dc/dc模塊采用金升陽(yáng)的b0505s-1w定電壓輸入隔離非穩(wěn)壓?jiǎn)屋敵鲂蚫c/dc模塊,隔離電壓≥1000vdc。這樣就可以很好地實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)上各接點(diǎn)的電氣隔離,這部分電路雖增加了復(fù)雜性,但卻保證了穩(wěn)定性和安全性。
            tja1050與can總線(xiàn)的接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施,canh和canl與地之間并聯(lián)了兩個(gè)小電容ch和cl可以起到濾除總線(xiàn)上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力。電容值須由節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和波特率決定,當(dāng)tja1050 的輸出級(jí)阻抗大約是20ω,總線(xiàn)系統(tǒng)有10個(gè)節(jié)點(diǎn)速度是500kbps,則電容的值不應(yīng)該超過(guò)470pf。另外在兩根can總線(xiàn)接入端與地之間分別反接了一個(gè)保護(hù)二極管,當(dāng)can 總線(xiàn)有較高的負(fù)電壓時(shí)通過(guò)二極管的短路可起到一定的過(guò)壓保護(hù)作用。根據(jù)tja1050的特性,本中can終端電阻使用了分裂終端,即總線(xiàn)端節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)終端電阻都被分成兩個(gè)等值的電阻,用兩個(gè)60ω的電阻代替一個(gè)120ω的電阻,這樣可以有效的減少輻射。由于使用了分裂終端,tja1050的emc性能得到優(yōu)化而且不會(huì)產(chǎn)生扼流。

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/152572.htm

            4 can總線(xiàn)應(yīng)用層通信協(xié)議的制定
            can總線(xiàn)應(yīng)用層協(xié)議制定的總體目標(biāo)是最大限度地發(fā)揮can總線(xiàn)的優(yōu)異性能,使通信更加規(guī)范、可靠,提高實(shí)時(shí)性,降低總線(xiàn)負(fù)載率。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用層通信協(xié)議時(shí),需要考慮以下兩個(gè)方面的內(nèi)容:
            (1) 結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,分析通信中所有信息對(duì)象,確定需要支持的通信傳輸模式;
            (2) 確定標(biāo)識(shí)符的分配方案,定義幀格式。下面分別討論之。
            4.1 確定通信的傳輸模式
            本系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)廣播式通信用來(lái)對(duì)全部從結(jié)點(diǎn)或部分從結(jié)點(diǎn)發(fā)布信息,同時(shí)主結(jié)點(diǎn)還要具備能夠?qū)蝹€(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作的功能。因此定義以下三種傳輸模式:
            (1) 支持全局/局部廣播式通信。主結(jié)點(diǎn)向全部或部分結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,從結(jié)點(diǎn)接收信息后進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作,不回送確認(rèn)信息。
            (2) 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式通信。主結(jié)點(diǎn)向某個(gè)從結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息請(qǐng)求數(shù)據(jù),從結(jié)點(diǎn)接收到請(qǐng)求后讀取數(shù)據(jù),并向主結(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。
            (3) 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式通信。主結(jié)點(diǎn)向某個(gè)從結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,從結(jié)點(diǎn)接收到信息后執(zhí)行相應(yīng)操作,但不回送確認(rèn)信息。
            4.2 確定標(biāo)識(shí)符的分配方案
            確定標(biāo)識(shí)符的分配方案,定義幀格式。標(biāo)識(shí)符是can總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)仲裁的依據(jù),也是協(xié)議的關(guān)鍵,其分配方案要滿(mǎn)足個(gè)節(jié)點(diǎn)及信息對(duì)優(yōu)先級(jí)的要求。本文在協(xié)議中定義了兩種類(lèi)型的幀:信息幀和數(shù)據(jù)幀。信息幀用來(lái)傳送主結(jié)點(diǎn)對(duì)從結(jié)點(diǎn)的命令、配置信息以及通信中的連接響應(yīng)信息等。而從結(jié)點(diǎn)向上傳送過(guò)程數(shù)據(jù)則通過(guò)數(shù)據(jù)幀來(lái)實(shí)現(xiàn)。信息幀的優(yōu)先級(jí)高于數(shù)據(jù)幀。
            設(shè)計(jì)中通信協(xié)議采用can2.0a標(biāo)準(zhǔn)幀格式,只用數(shù)據(jù)幀,不采用遠(yuǎn)程幀。報(bào)文的格式如表1所示。本文對(duì)11位id進(jìn)行了重新定義。dlc用于表示數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度0~7個(gè)字節(jié);m/s用于表示報(bào)文的傳播方向,0表示主站向從站發(fā)消息,1表示從站向主站發(fā)消息;b/p表示通信方式,0表示廣播式通信,1表示點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信;m/d表示幀類(lèi)型,0表示信息幀,1表示數(shù)據(jù)幀;id(7-0)用于表示報(bào)文標(biāo)識(shí)符;type用于表示報(bào)文是單幀報(bào)文還是多幀報(bào)文,該位為0時(shí)表示單幀或結(jié)束幀,該位為1時(shí)表示多幀報(bào)文;cmd表示命令標(biāo)識(shí),包括:0a表示上傳命令,0b表示下載命令,0c表示聯(lián)機(jī)命令,0d表示報(bào)警命令等;data表示數(shù)據(jù)域。



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