基于can網(wǎng)絡的高樓自動窗控制器設計(編輯修改稿)
2024-07-24 17:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 CAN 控制器接口芯片的輸出端CANH和CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài)，CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。CAN 總線的信號狀態(tài)為2種，隱位與顯位。當隱位與顯位發(fā)送出現(xiàn)競爭時，最終結果是顯位。在處理沖突時，由于該信號的二值且“單穩(wěn)態(tài)”的特性變得簡單，報錯幀可以使所有節(jié)點很容易地取得一致性的數(shù)據(jù)，并且保證了節(jié)點狀態(tài)的同步，這種二值特性對CAN 總線的可靠性有很大保障。而且CAN 節(jié)點在出現(xiàn)嚴重錯誤的情況下，可以自動關閉輸出，避免總線上其他節(jié)點的操作受影響，從而保證不會因個別節(jié)點出現(xiàn)問題，而使得總線處于‘‘死鎖’39。狀態(tài)。CAN 總線具有位填充、回讀、錯誤約束、出錯自動重發(fā)等優(yōu)點，同時通信速率高、通信距離遠、容易實現(xiàn)、且性價比高。CAN總線共享信息和資源，總線的數(shù)據(jù)通信提高了系統(tǒng)可靠性、實時性、靈活性、可維護性，更好地匹配和協(xié)調(diào)各個控制系統(tǒng)。隨著汽車電子技術的發(fā)展具有高度靈活性、簡單的擴展性、優(yōu)良的抗干擾性和處理錯誤能力的CAN 總線，越來越受到人們的重視。 4 STM32系列單片機硬件平臺介紹 STM32系列單片機是基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM CortexM3內(nèi)核。按性能分成兩個不同的系列：STM32F103“增強型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強型系列時鐘頻率達到72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。兩個系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設接口的組合。時鐘頻率72MHz時，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品。 CortexM3是一個32位的核，在傳統(tǒng)的單片機領域中，有一些不同于通用32位CPU應用的要求。ARM CortexM3是一種基于ARM7v架構的最新ARM嵌入式內(nèi)核，它采用哈佛結構，使用分離的指令和數(shù)據(jù)總線(馮諾伊曼結構下，數(shù)據(jù)和指令共用一條總線)。從本質上來說，哈佛結構在物理上更為復雜，但是處理速度明顯加快。根據(jù)摩爾定理，復雜性并不是一件非常重要的事，而吞吐量的增加卻極具價值。除了使用哈佛結構，CortexM3還具有其它顯著的優(yōu)點：具有更小的基礎內(nèi)核，價格更低，速度更快。與內(nèi)核集成在一起的是一些系統(tǒng)外設，如中斷控制器、總線矩陣、調(diào)試功能模塊，而這些外設通常都是由芯片制造商增加的。CortexM3還集成了睡眠模式和可選的完整的八區(qū)域存儲器保護單元。它采用THUMB2指令集，最大限度降低了匯編器使用率。尤其在工控領域得到了比較廣闊的使用，用戶要求具有更快的中斷速度，CortexM3采用了TailChaining中斷技術，完全基于硬件進行中斷處理，最多可減少12個時鐘周期數(shù)，在實際應用中可減少70%中斷。 STM32F103VBT6芯片功能簡介STM32F103VBT6嵌入式處理器是意法半導體公司（ST）基于ARM CortexM3開發(fā)出來的一款32位處理器芯片，如圖3所示。圖 3 STM32F103VCT6外觀STM32F103VCT6嵌入式處理器具有以下特點：l 32位RISC性能處理器；l 32位ARM CortexM3結構優(yōu)化；l 72 MHz 運行頻率， DMIPS/MHz；l 硬件除法和單周期乘法；l 快速可嵌套中斷，6~12個時鐘周期；l 具有MPU保護設定訪問規(guī)則 ；l 片內(nèi)具有256KB FLASH，48KB RAM；l 80個快速I/O端口，16個I/O可映射到外部中斷，幾乎所有的I/O可以忍受5V電壓；l 片上集成12Bit A/D、D/A、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等資源l LCD并行接口，F(xiàn)SMC可以配置成與多數(shù)圖形LCD控制器的無縫連接，使用這個LCD并行接口可以很方便地構建簡易的圖形應用環(huán)境，或使用專用加速控制器的高性能方案。 STM32F103C6T6芯片功能簡介 本設計中使用到的外設原理詳述 5 CAN網(wǎng)絡自動窗控制器硬件設計 STM32F103C6T6最小系統(tǒng)設計圖 4 STM32F103C6T6最小系統(tǒng) CAN接口電路設計 TJA1050CAN電平轉換芯片原理及其應用TJA1050 是控制器區(qū)域網(wǎng)絡(CAN)協(xié)議控制器和物理總線之間的接口。TJA1050可以為總線提供差動發(fā)送性能，為CAN控制器提供差動接收性能。其內(nèi)部原理圖如圖5.圖 5 TJA1050內(nèi)部原理圖主要特性有：l 與“ISO 11898”標準完全兼容；l 高速度(最高可達1M波特)；l 極低的電磁輻射(EME)；l 具帶有寬共模范圍的差動接收器，抗電磁干擾(EMI)能力極強；l 沒有供電的節(jié)點不會對總線造成干擾；l 發(fā)送數(shù)據(jù)(TXD)控制超時功能；l 發(fā)送禁止時的靜音模式；l 在汽車環(huán)境下對總線引腳的瞬態(tài)保護；l ；l 熱保護；l 對電源和地的短路保護功能；l 可以連接至少110個節(jié)點。 CAN接口電路圖 6 CAN接口電路 TFT觸摸屏接口設計Thin Film Transistor (薄膜場效應晶體管)，是指液晶顯示器上的每一液晶象素點都是由
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