【文章內(nèi)容簡介】 OROLA式）WR6微控制器的寫信號（Intel方式）或讀寫信號（MOTOROLA方式）CLKOUT7SJA1000產(chǎn)生的提供給微控制器的時鐘輸出信號，此信號由內(nèi)部振蕩器經(jīng)可編程分頻器得到?？删幊探乖撘_VSS18邏輯電路地XTAL19振蕩放大器輸入，外部振蕩放大器信號經(jīng)此引腳輸入XTAL210振蕩放大器輸出，使用外部振蕩信號時此引腳必須開路MODE11方式選擇輸入端：1=Intel方式，0=MOTOROLA方式VDD312輸出驅(qū)動器5V電源TX013由輸出驅(qū)動器0至物理總線的輸出端TX114由輸出驅(qū)動器1至物理總線的輸出端VSS315輸出驅(qū)動器地INT16中斷輸出端，用于向微控制器提供中斷信號RST17復位輸入端，用于重新啟動CAN接口（低電平有效）VDD218輸入比較器5V電源RX0，RX119，20由物理總線至SJA1000輸入比較器的輸入端。顯性電平將喚醒處于睡眠方式的SJA1000。當RX0高于RX1時，讀出為隱性電平，否則為顯性電平VSS221輸入比較器地VDD122邏輯電路5V電源表1 SJA1000引腳功能SJA1000的主要新功能如下：*標準結(jié)構(gòu)和擴展結(jié)構(gòu)報文的接收和發(fā)送；*64字節(jié)的接收FIFO；*標準和擴展幀格式都具有單/雙接收濾波器（含接收屏蔽和接收碼寄存器）；*可進行讀/寫訪問的錯誤計數(shù)器；*可編程的錯誤報警限制；*最近一次的錯誤代碼寄存器；*每一個CAN總線錯誤都可以產(chǎn)生錯誤中斷；*單發(fā)方式（當發(fā)生錯誤或丟失仲裁時不重發(fā)）；*只聽方式（監(jiān)聽CAN總線，無應(yīng)答，無錯誤標志）；*支持熱插拔（無干擾軟件驅(qū)動位速率檢測）；*硬件禁止CLKOUT輸出。 CAN總線智能節(jié)點設(shè)計基于以上簡要介紹，設(shè)計CAN總線智能節(jié)點如下U1402345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCCAT89C5112U16A123JP1CONRX12OVDD218VDD122TX013MODE11RX019VDD312VSS221VSS315VSS18AD023AD124AD225AD326AD427AD528AD61AD72XIAL210RST17CLKOUT7XIAL19ALE/AS3IX114WR6CS4RD/E5INT16U2SJA1000C2C1VCCC710uFC8VCC1 圖2 CAN總線節(jié)點，所以SJA1000工作時是該腳為高電平即可，單片機P0口與AD0AD7相連進行數(shù)據(jù)傳輸。 CAN總線收發(fā)器選擇及隔離電路的設(shè)計Philips半導體的收發(fā)器PCA82C250[1]和PCA82C251[2]實現(xiàn)物理媒體連接子層 物理信令子層和數(shù)據(jù)鏈路層之間的連接是通過集成的協(xié)議控制器實現(xiàn)的 這些產(chǎn)品有像 Philips 的 PCx82C200 SJA1000 等 而媒體相關(guān)接口負責連接傳輸媒體 譬如將總線節(jié)點連接到總線的連接器，像Philips 的TJA1050或PCA82C250等收發(fā)器PCA82C250 和PCA82C251 的應(yīng)用 PCA82C250/251 收發(fā)器是協(xié)議控制器和物理傳輸線路之間的接口，如在ISO11898 標準中描述的它們可以用高達 1Mbit/s的位速率在兩條有差動電壓的總線電纜上傳輸數(shù)據(jù) 它們的總體特性都列在數(shù)據(jù) 這兩個器件都可以在額定電源電壓分別是12V PCA82C250 和24V PCA82C251 的CAN 總線系統(tǒng)中使用，它們的功能相同 根據(jù)相關(guān)的標準 譬如 ISO11898 標準和DeviceNetTM 規(guī)范，可以在汽車和普通工業(yè)應(yīng)用上使用 PCA82C250 和PCA82C251 還可以在同一網(wǎng)絡(luò)中互相通訊，而且它們的引腳和功能兼容 也就是說它們可以用在相同的印刷電路板上由于PCA82C250有更高的擊穿電壓 還可以在這個電源電壓范圍內(nèi)驅(qū)動低至45Ω的總線負載，所以我們建議在普通的工業(yè)應(yīng)用中使用這個器件，而且PCA82C250, 在隱性狀態(tài)下的拉電流更小 在掉電情況下的總線輸出特性有一定改善的信號電平輸出驅(qū)動器由一個源輸出級和一個 下拉輸出級組成 CANH 連接到源輸出級 CANL連接到下拉輸出級 在顯性狀態(tài)中 CAN_H RX12OVDD218VDD122TX013MODE11RX019VDD312VSS221VSS315VSS18AD023AD124AD225AD326AD427AD528AD61AD72XIAL210RST17CLKOUT7XIAL19ALE/AS3IX114WR6CS4RD/E5INT16U2SJA1000VCC351CANH7RXD46GND2Vs8U482C250VCCC710uFC8VCC10KR12VDDNCANODE2CATHODE3GND7VccU66N137VDD3V310KR13VDDNC23NCVOVEVccU76N1371KR91KR10R11120/NC12JCAN_BUS30pFC1030pFC9D1D2圖3 收發(fā)器電路以輔助電路本設(shè)計采用82C250做為CAN總線收發(fā)器，電路連接如圖所示，值得注意的是SJA1000與收發(fā)器采用6N137進行保護隔離，這樣就很好地實現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點間的電氣隔離。6N137為高速光電管。光耦部分電路所采用的兩個電源VCC和VDD必須完全隔離。82C250與CAN總線的接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施。CANL和CANH之間需加一個匹配電阻，用于消除反射信號的干擾。RS用于選擇三種不同的工作方式：高速、斜率控制和待機，RS串接一個電阻后再接地，用于控制上升和下降斜率，減小射頻干擾82CF250的CANH和CAHL引腳各自通過1個100Ω的電阻與CAN總線相連。電阻可起到一定的限流作用，保護82C250免受過流的沖擊。該電阻大小與總線長度有關(guān)，本設(shè)計采用100Ω電阻，另外在總線與地之間并行接入一對過壓保護二極管，和防干擾電容。該設(shè)計增加了系統(tǒng)的復雜性，但使電路更加穩(wěn)定能夠可靠。產(chǎn)品種類: 高速光耦合器6N137規(guī)格額定速度10 Mbps最大功率耗散85 mW輸入類型AC/DC最大正向二極管電壓 V最大工作溫度+ 85 C絕緣電壓3750 Vrms最大反向二極管電壓5 V最小工作溫度 40 C最大下降時間75 ns最大輸入二極管電流20 mA封裝 / 箱體DIP8最大上升時間75 ns表2 6N137技術(shù)規(guī)格 復位電路電路 X2504簡介性能簡介X25045是將可編程看門狗、電壓監(jiān)控、E2PROM集于一體的多功能芯片，該芯片是美國xicor公司的新型產(chǎn)品，具有體積小、占用I/O少等優(yōu)點，應(yīng)用于系統(tǒng)中可以簡化單片機系統(tǒng)的設(shè)計，并完善其性能。表 X25045引腳功能引腳引腳名稱功能說明1CS芯片選擇輸入2SO串行輸出3WP 寫保護輸入4Vss地5SI串行輸入6SCK串行時鐘輸入7RESET復位輸出8Vcc電源電壓表3 X25045引腳芯片工作期間，CS端應(yīng)始終保持低電平。在一個讀時序周期內(nèi)，數(shù)據(jù)在串行時鐘SCK的下降沿，由SO端串行輸出，而緩沖地址或數(shù)據(jù)在串行時鐘SCK的上升沿，由SI端輸入鎖存。當RST端為低電平時，寫保護功能部分可以使用。當WP端為高電平時，所有寫保護功能才正常。值得注意的是，在芯片選通時，WP端變?yōu)榈碗娖?，將要中斷對X25045的寫操作，若正處在內(nèi)部寫周期內(nèi)，則對寫操作沒有影響。特別提出的是，看門狗定時器對單片機提供了獨立的保護系統(tǒng)，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，只要其計時達到其編程的超時極限，或者當電源電壓降到最低轉(zhuǎn)換點以下時，RESET引腳就會立即輸出高電平復位信號。該芯片在系統(tǒng)上電或掉電時，RESET引腳也會立即輸出高電平復位信號，從而避免了因系統(tǒng)故障、電源開斷、瞬時電壓不穩(wěn)等的影響。X25045 內(nèi)部有一個8位指令寄存器，該寄存器可以通過引腳SI來訪問，數(shù)據(jù)在串行時鐘輸入的上升沿由時鐘同步輸入。另外，對芯片的所有操作都需要通過對該寄存器的寫命令來完成。其中操作主要有設(shè)置寫使能鎖存器允許寫，復位寫使能鎖存器禁止寫，讀寫狀態(tài)寄存器，從所選地址開始的存貯器中讀出數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)寫入所選地址開始的存貯器中。在執(zhí)行寫操作之前寫使能鎖存器必須被置位，在寫操作完成后該寄存器必須被復位。WIP位表示X25045是否在向E2PROM寫數(shù)據(jù)。該位是1 時，表示正在進行寫操作，此時不能向其寫數(shù)據(jù)，反之，則是沒有寫操作進行，可以向其寫數(shù)據(jù)。WEL位是寫使能鎖存器的狀態(tài)位?？梢杂芍噶钸M行復位和置位操作。寫使能鎖存器被復位時向其寫操作被禁止。由WREN指令可以對狀態(tài)寄存器中的BL0，BL1，WD0，WD1進行設(shè)置。BL0和BL1位確定E2PROM的塊保護地址范圍。WD0和WD1位是看門狗超時功能的設(shè)定位，可以設(shè)置不同的周期（ s、600 ms、200 ms）.當WD0和WD1同時為1時，功能被禁止。 看門狗電路的設(shè)計CS1VCC8SO2RSTSCK6WP3SI5Vss4U3X2045010KR7VCCS1SWPBVCC510R812345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89C5112U?ASN74F04DRX12OVDD218VDD122TX013MODE11RX019VDD312VSS221VSS315VSS18AD023AD124AD225AD326AD427AD528AD61AD72XIAL210RST17CLKOUT7XIAL19ALE/AS3IX114WR6CS4RD/E5INT16U2SJA1000圖4復位電路復位電路由看門狗X25045和手動復位按扭組成。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，X25045自動產(chǎn)生復位信號給87C196KD和SJA1000復位，若想重新啟動程序，可用手動復位按扭復位?？撮T狗復位電路同時為單片機與SJA1000提供復位信號，以防止發(fā)生系統(tǒng)死循環(huán)。1開關(guān)量信號多產(chǎn)生與環(huán)境復雜的工業(yè)現(xiàn)場，一般需通過光電隔離以消除外界對總線設(shè)備的干擾，然后通過信號放大電路驅(qū)動繼電器開關(guān)。光電隔離等遠外圍設(shè)備不屬于本文設(shè)計范疇，在此僅作簡要說明。678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP3132333435363738AT89C51K1K2K3K4K5K6K7K81234539VCC40U1總線圖5 八路開關(guān)量電路八路開關(guān)量通過驅(qū)動繼電器，輸入到單片機P2口，當開關(guān)量信號有現(xiàn)場傳感器產(chǎn)生，信號一般較微弱，須經(jīng)放大電路，信號較大時可直接驅(qū)動繼電器實現(xiàn)信號傳輸。繼電器驅(qū)動電流一般在幾毫安到幾十毫安。本設(shè)計繼電器不做特殊要求，根據(jù)信號類型及外圍設(shè)備情況具體選定，在此不再贅述。下面是繼電器綜合介紹一、繼電器的定義繼電器的定