【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 OROLA式）WR6微控制器的寫(xiě)信號(hào)（Intel方式）或讀寫(xiě)信號(hào)（MOTOROLA方式）CLKOUT7SJA1000產(chǎn)生的提供給微控制器的時(shí)鐘輸出信號(hào)，此信號(hào)由內(nèi)部振蕩器經(jīng)可編程分頻器得到。可編程禁止該引腳VSS18邏輯電路地XTAL19振蕩放大器輸入，外部振蕩放大器信號(hào)經(jīng)此引腳輸入XTAL210振蕩放大器輸出，使用外部振蕩信號(hào)時(shí)此引腳必須開(kāi)路MODE11方式選擇輸入端：1=Intel方式，0=MOTOROLA方式VDD312輸出驅(qū)動(dòng)器5V電源TX013由輸出驅(qū)動(dòng)器0至物理總線(xiàn)的輸出端TX114由輸出驅(qū)動(dòng)器1至物理總線(xiàn)的輸出端VSS315輸出驅(qū)動(dòng)器地INT16中斷輸出端，用于向微控制器提供中斷信號(hào)RST17復(fù)位輸入端，用于重新啟動(dòng)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(xiàn)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(dāng)RX0高于RX1時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和擴(kuò)展結(jié)構(gòu)報(bào)文的接收和發(fā)送；*64字節(jié)的接收FIFO；*標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)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(jìn)行讀/寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器；*可編程的錯(cuò)誤報(bào)警限制；*最近一次的錯(cuò)誤代碼寄存器；*每一個(gè)CAN總線(xiàn)錯(cuò)誤都可以產(chǎn)生錯(cuò)誤中斷；*單發(fā)方式（當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤或丟失仲裁時(shí)不重發(fā)）；*只聽(tīng)方式（監(jiān)聽(tīng)CAN總線(xiàn)，無(wú)應(yīng)答，無(wú)錯(cuò)誤標(biāo)志）；*支持熱插拔（無(wú)干擾軟件驅(qū)動(dòng)位速率檢測(cè)）；*硬件禁止CLKOUT輸出。 CAN總線(xiàn)智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)基于以上簡(jiǎn)要介紹，設(shè)計(jì)CAN總線(xiàn)智能節(jié)點(diǎn)如下U1402345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCCAT89C5112U16A123JP1CONRX12OVDD218VDD122TX013MODE11RX019VDD312VSS221VSS315VSS18AD023AD124AD225AD326AD427AD528AD61AD72XIAL210RST17CLKOUT7XIAL19ALE/AS3IX114WR6CS4RD/E5INT16U2SJA1000C2C1VCCC710uFC8VCC1 圖2 CAN總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)，所以SJA1000工作時(shí)是該腳為高電平即可，單片機(jī)P0口與AD0AD7相連進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 CAN總線(xiàn)收發(fā)器選擇及隔離電路的設(shè)計(jì)Philips半導(dǎo)體的收發(fā)器PCA82C250[1]和PCA82C251[2]實(shí)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(guò)集成的協(xié)議控制器實(shí)現(xiàn)的 這些產(chǎn)品有像 Philips 的 PCx82C200 SJA1000 等 而媒體相關(guān)接口負(fù)責(zé)連接傳輸媒體 譬如將總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)連接到總線(xiàn)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(xiàn)路之間的接口，如在ISO11898 標(biāo)準(zhǔn)中描述的它們可以用高達(dá) 1Mbit/s的位速率在兩條有差動(dòng)電壓的總線(xiàn)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(gè)器件都可以在額定電源電壓分別是12V PCA82C250 和24V PCA82C251 的CAN 總線(xiàn)系統(tǒng)中使用，它們的功能相同 根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn) 譬如 ISO11898 標(biāo)準(zhǔn)和DeviceNetTM 規(guī)范，可以在汽車(chē)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(shuō)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(gè)電源電壓范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)低至45Ω的總線(xiàn)負(fù)載，所以我們建議在普通的工業(yè)應(yīng)用中使用這個(gè)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(xiàn)輸出特性有一定改善的信號(hào)電平輸出驅(qū)動(dòng)器由一個(gè)源輸出級(jí)和一個(gè) 下拉輸出級(jí)組成 CANH 連接到源輸出級(jí) CANL連接到下拉輸出級(jí) 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(jì)采用82C250做為CAN總線(xiàn)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(jìn)行保護(hù)隔離，這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了總線(xiàn)上各CAN節(jié)點(diǎn)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(gè)電源VCC和VDD必須完全隔離。82C250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。CANL和CANH之間需加一個(gè)匹配電阻，用于消除反射信號(hào)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(jī)，RS串接一個(gè)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(guò)1個(gè)100Ω的電阻與CAN總線(xiàn)相連。電阻可起到一定的限流作用，保護(hù)82C250免受過(guò)流的沖擊。該電阻大小與總線(xiàn)長(zhǎng)度有關(guān)，本設(shè)計(jì)采用100Ω電阻，另外在總線(xiàn)與地之間并行接入一對(duì)過(guò)壓保護(hù)二極管，和防干擾電容。該設(shè)計(jì)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，但使電路更加穩(wěn)定能夠可靠。產(chǎn)品種類(lèi): 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(lèi)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(shí)間75 ns最大輸入二極管電流20 mA封裝 / 箱體DIP8最大上升時(shí)間75 ns表2 6N137技術(shù)規(guī)格 復(fù)位電路電路 X2504簡(jiǎn)介性能簡(jiǎn)介X25045是將可編程看門(mén)狗、電壓監(jiān)控、E2PROM集于一體的多功能芯片，該芯片是美國(guó)xicor公司的新型產(chǎn)品，具有體積小、占用I/O少等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于系統(tǒng)中可以簡(jiǎn)化單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并完善其性能。表 X25045引腳功能引腳引腳名稱(chēng)功能說(shuō)明1CS芯片選擇輸入2SO串行輸出3WP 寫(xiě)保護(hù)輸入4Vss地5SI串行輸入6SCK串行時(shí)鐘輸入7RESET復(fù)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(gè)讀時(shí)序周期內(nèi)，數(shù)據(jù)在串行時(shí)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(shí)鐘SCK的上升沿，由SI端輸入鎖存。當(dāng)RST端為低電平時(shí)，寫(xiě)保護(hù)功能部分可以使用。當(dāng)WP端為高電平時(shí)，所有寫(xiě)保護(hù)功能才正常。值得注意的是，在芯片選通時(shí)，WP端變?yōu)榈碗娖剑瑢⒁袛鄬?duì)X25045的寫(xiě)操作，若正處在內(nèi)部寫(xiě)周期內(nèi)，則對(duì)寫(xiě)操作沒(méi)有影響。特別提出的是，看門(mén)狗定時(shí)器對(duì)單片機(jī)提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，只要其計(jì)時(shí)達(dá)到其編程的超時(shí)極限，或者當(dāng)電源電壓降到最低轉(zhuǎn)換點(diǎn)以下時(shí)，RESET引腳就會(huì)立即輸出高電平復(fù)位信號(hào)。該芯片在系統(tǒng)上電或掉電時(shí)，RESET引腳也會(huì)立即輸出高電平復(fù)位信號(hào)，從而避免了因系統(tǒng)故障、電源開(kāi)斷、瞬時(shí)電壓不穩(wěn)等的影響。X25045 內(nèi)部有一個(gè)8位指令寄存器，該寄存器可以通過(guò)引腳SI來(lái)訪(fǎng)問(wèn)，數(shù)據(jù)在串行時(shí)鐘輸入的上升沿由時(shí)鐘同步輸入。另外，對(duì)芯片的所有操作都需要通過(guò)對(duì)該寄存器的寫(xiě)命令來(lái)完成。其中操作主要有設(shè)置寫(xiě)使能鎖存器允許寫(xiě)，復(fù)位寫(xiě)使能鎖存器禁止寫(xiě)，讀寫(xiě)狀態(tài)寄存器，從所選地址開(kāi)始的存貯器中讀出數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)寫(xiě)入所選地址開(kāi)始的存貯器中。在執(zhí)行寫(xiě)操作之前寫(xiě)使能鎖存器必須被置位，在寫(xiě)操作完成后該寄存器必須被復(fù)位。WIP位表示X25045是否在向E2PROM寫(xiě)數(shù)據(jù)。該位是1 時(shí)，表示正在進(jìn)行寫(xiě)操作，此時(shí)不能向其寫(xiě)數(shù)據(jù)，反之，則是沒(méi)有寫(xiě)操作進(jìn)行，可以向其寫(xiě)數(shù)據(jù)。WEL位是寫(xiě)使能鎖存器的狀態(tài)位。可以由指令進(jìn)行復(fù)位和置位操作。寫(xiě)使能鎖存器被復(fù)位時(shí)向其寫(xiě)操作被禁止。由WREN指令可以對(duì)狀態(tài)寄存器中的BL0，BL1，WD0，WD1進(jìn)行設(shè)置。BL0和BL1位確定E2PROM的塊保護(hù)地址范圍。WD0和WD1位是看門(mén)狗超時(shí)功能的設(shè)定位，可以設(shè)置不同的周期（ s、600 ms、200 ms）.當(dāng)WD0和WD1同時(shí)為1時(shí)，功能被禁止。 看門(mén)狗電路的設(shè)計(jì)CS1VCC8SO2RSTSCK6WP3SI5Vss4U3X2045010KR7VCCS1SWPBVCC510R812345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89C5112U?ASN74F04DRX12OVDD218VDD122TX013MODE11RX019VDD312VSS221VSS315VSS18AD023AD124AD225AD326AD427AD528AD61AD72XIAL210RST17CLKOUT7XIAL19ALE/AS3IX114WR6CS4RD/E5INT16U2SJA1000圖4復(fù)位電路復(fù)位電路由看門(mén)狗X25045和手動(dòng)復(fù)位按扭組成。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，X25045自動(dòng)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)給87C196KD和SJA1000復(fù)位，若想重新啟動(dòng)程序，可用手動(dòng)復(fù)位按扭復(fù)位?？撮T(mén)狗復(fù)位電路同時(shí)為單片機(jī)與SJA1000提供復(fù)位信號(hào)，以防止發(fā)生系統(tǒng)死循環(huán)。1開(kāi)關(guān)量信號(hào)多產(chǎn)生與環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，一般需通過(guò)光電隔離以消除外界對(duì)總線(xiàn)設(shè)備的干擾，然后通過(guò)信號(hào)放大電路驅(qū)動(dòng)繼電器開(kāi)關(guān)。光電隔離等遠(yuǎn)外圍設(shè)備不屬于本文設(shè)計(jì)范疇，在此僅作簡(jiǎn)要說(shuō)明。678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP3132333435363738AT89C51K1K2K3K4K5K6K7K81234539VCC40U1總線(xiàn)圖5 八路開(kāi)關(guān)量電路八路開(kāi)關(guān)量通過(guò)驅(qū)動(dòng)繼電器，輸入到單片機(jī)P2口，當(dāng)開(kāi)關(guān)量信號(hào)有現(xiàn)場(chǎng)傳感器產(chǎn)生，信號(hào)一般較微弱，須經(jīng)放大電路，信號(hào)較大時(shí)可直接驅(qū)動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。繼電器驅(qū)動(dòng)電流一般在幾毫安到幾十毫安。本設(shè)計(jì)繼電器不做特殊要求，根據(jù)信號(hào)類(lèi)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