基于can總線的適配器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)論文-wenkub
2023-07-09 08:11:21 本頁(yè)面
【正文】 89S51 復(fù)位電路 24M 時(shí)鐘 SJA1000 PDIUSB D12 控制邏輯 6M 時(shí)鐘 光電隔離 DC— DC TJA 1050 適配器接口 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 第 3章 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位 單片機(jī) ，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash存儲(chǔ)單元 ，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。能夠較全面地鞏固和應(yīng)用“現(xiàn)場(chǎng)總線”課程中所學(xué)的基本理論和基本方法。而實(shí)際應(yīng)用中 PC機(jī)與 CAN 總線的人機(jī)交互設(shè)計(jì)尤為重要，它直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行和結(jié)果，其連接方法也成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，通常采取 3 種連接方式： RS232 串行口通信、 PCI卡、 USB 口通信，由于串行通信端口在系統(tǒng)控制領(lǐng)域中一直扮演著極為重要的角色，以其開發(fā)簡(jiǎn)單，資源豐富，成本低，無(wú)需驅(qū)動(dòng) 程序等諸多優(yōu)點(diǎn)，不僅沒(méi)有被淘汰，反而在規(guī)格上更先進(jìn)，故應(yīng)用廣泛。節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前最多可達(dá) 110個(gè)節(jié)點(diǎn)。其好處是可線上網(wǎng)下網(wǎng)、即 插即用和多站接收。 隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和計(jì)算機(jī)外設(shè)接口技術(shù)的發(fā)展 ,現(xiàn)場(chǎng)總線與計(jì)算機(jī)快速有效的連接又有了更多的方案 ,USB 作為一種新型的接口技術(shù)，以其簡(jiǎn)單易用、速度快等特點(diǎn) 而備受青睞。 技術(shù)參數(shù) 符合 規(guī)范 ； 設(shè)定 速率 1Mbit/s； 可擴(kuò)充 110 個(gè)節(jié)點(diǎn)； 可與上位機(jī)通信 。 畫出 適配器的原理 圖 、線路圖 。設(shè)計(jì)硬件包括總線控制器、總線收發(fā)器及 ATMEL 系列單片機(jī)及 USB 芯片等。軟件采用匯編語(yǔ)言或 C語(yǔ)言，并調(diào)試與分析。 繪出程序流程圖， 并編寫初始化、接收及發(fā)送程序。 進(jìn)度計(jì)劃 布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案（ 2 天） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及模塊選擇（ 3 天） 系統(tǒng)軟件軟件及編寫功能程序及調(diào)試（ 3 天） 撰寫、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書（ 1 天） 驗(yàn)收及答辯。本文簡(jiǎn)要提出了 USB 接口與 CAN 總線連接方案 ,論述了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 ,固件開發(fā)和驅(qū)動(dòng)程序等內(nèi)容。 (2)特別強(qiáng)化了對(duì)數(shù)據(jù)安全性的關(guān)注，滿足控制系統(tǒng)及其它較高數(shù)據(jù)要求的系統(tǒng)需求。 CAN 總線符合 ISO11898 標(biāo)準(zhǔn)，通信速率高，最大傳輸速率可達(dá) 1Mbit/S，最大傳輸距離為 10km，傳輸介質(zhì)可為雙絞線。結(jié)合設(shè)計(jì)中 AT89S51 單片機(jī)有串行通信口且接口簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，選用 RS232 作為 CAN 總線與 PC 機(jī)之間的連接方式。 系統(tǒng)以單片機(jī) AT89S51 和 SJA1000 控制器為核心， USB 的 CAN 總線適配器設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)串口與 CAN 總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換。 圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 4 CAN 總線 在本系統(tǒng)中， CAN 控制器采用 Philips 公司生產(chǎn)的 SJA1000，它作為一個(gè)發(fā)送、接受緩沖器，實(shí)現(xiàn)主控制器和總線之間的數(shù)據(jù)傳輸 。光耦部分電源與 CAN_V 必須用小功率電源隔離模塊進(jìn)行隔離 ,這樣就提高了節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性和安全性。中斷傳輸用來(lái)傳送數(shù)據(jù)量很小，但需要及時(shí)處理，以達(dá)到實(shí)時(shí)效果的數(shù)據(jù)，使用端點(diǎn) 1。后臺(tái) ISR 中斷服務(wù)程序和前臺(tái)主程序循環(huán)之間的數(shù)據(jù)交換通過(guò)事件標(biāo)志和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn) ,當(dāng) PDIUSBD12 從 USB 收到一個(gè)數(shù)據(jù)包那么就對(duì) MCU 產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求 ,MCU 立即響應(yīng)中斷 ,在 ISR 中固件將數(shù)據(jù)包從PDIUSBD12 內(nèi)部緩沖區(qū)移到數(shù)據(jù)緩沖區(qū) ,并在隨后清零 PDIUSBD12 的內(nèi)部緩沖區(qū) ,以使能接收新的數(shù)據(jù)包。USB設(shè)備接入主機(jī)后要進(jìn)入復(fù)雜的設(shè)備列舉過(guò)程 ,并安裝正確的驅(qū)動(dòng)程序。 3） PDIUSBD12 命令接口 對(duì) PDIUSBD12 器件進(jìn)行操作的模塊子程序集 ,以簡(jiǎn)化器件的編程 。在主循環(huán)程序中 MCU 對(duì)事件進(jìn)行輪詢 ,如有 CAN總線發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù) ,則送往 PDIUSBD12進(jìn)行發(fā)送 ,如有 USB總線數(shù)據(jù) ,則啟動(dòng)CAN 發(fā)送程序 ,它們?cè)诮涌诘慕邮展ぷ鞣謩e由各自的中斷程序完成。 Disconnect()。 } 收發(fā)器 PCA82C250 PCA82C250 是 CAN 協(xié)議控制器和物理總線間的接口， 它主要是為汽車中高速通訊（高達(dá) 1Mbps）應(yīng)用而設(shè)計(jì)。雖然在這種故障條件出現(xiàn)時(shí)，功耗將增加，但這種特性可以阻止發(fā)送器輸出級(jí)的破壞。當(dāng)總線短路時(shí)，熱保護(hù)十分重要。其中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能由 SJA1000 完成，系統(tǒng)的開發(fā)主要在應(yīng)用層軟件的設(shè)計(jì)上，它主要由三個(gè)子程序：初始化子程序、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)程序。 圖 CAN 總線初始化流程圖 開 始啟 動(dòng) 運(yùn) 行 指 示 燈進(jìn) 入 復(fù) 位 模 式寫 A C R寫 A M R寫 B T R 0寫 B T R 1寫 O C R寫 C D R開 錯(cuò) 誤 中 斷 ， 發(fā) 送 中 斷 ，接 收 中 斷 ， 溢 出 中 斷結(jié) 束進(jìn) 入 運(yùn) 行模 式 ？清 除 復(fù) 位 標(biāo) 志 位NY 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 SJA1000 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的流程 SJA1000 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的流程，基本過(guò)程為主控制器將數(shù)據(jù)保存到 SJA1000發(fā)送緩沖器，然后對(duì)命令寄存器的發(fā)送請(qǐng)求 TR 標(biāo)志位進(jìn)行置位開始發(fā)送 。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己的知識(shí)還有所欠缺。本文的核心在于 SJA1000 的初始化、發(fā)送和接受數(shù)據(jù)的程序設(shè)計(jì)，在老師的幫助下也順利完成。 for (i=0。i512。 g_m_s_reg0=oxff。
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