【正文】 ， RS232 總線數(shù)據(jù)的接收 、 發(fā)送由微處理器完成。 本設(shè)計(jì)采用周立功單片機(jī)公司生產(chǎn)的 CAN232 智能 CAN 接口。 PCA82C250的 Rs腳上接有一個(gè)斜率電阻，電阻大小可根據(jù)總線通訊速度適當(dāng)調(diào)整，一般在 16K～ 140K之間。 CANH和 CANL與地之間并聯(lián)了兩個(gè) 30P的小電容，可以起到濾除總線上的高頻 干擾和一定的防電磁輻射的能力。 PCA82C250 與 CAN總線的接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施。 SJA1000的 AD0～ AD7連接到 P89C52X2的 P0口， /CS 連接到 P89C52X2的 ， 0的 CPU片外存貯器地址可選中 SJA1000， CPU通過(guò)這 些地址可對(duì) SJA1000執(zhí)行相應(yīng)的讀寫操作。 圖 34 所示為 CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)硬件電路原理圖 從圖中可以看出，電路主要由三部分所構(gòu)成：微控制器 P89C52X 獨(dú)立的 CAN通 信控制器 SJA1000和 CAN總線收發(fā)器 PCA82C整個(gè)硬件電路并不復(fù)雜。 CAN智能節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì) 本文中所設(shè)計(jì)的 CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)，采用 P89C52X2作為節(jié)點(diǎn)的微處理器，在 CAN總線通信接口中，采用 PHILIPS公司的 SJA1000和 PCA82C250芯片 .SJA1000 是獨(dú)立 CAN 通信控制器， PCA82C250為高性能 CAN總線收發(fā)器， 用來(lái)進(jìn)行隔離和增 加驅(qū)動(dòng)能力，提高系統(tǒng)的可靠性。 P0, P1, P2和 P3口都是雙向 I/O口，其中 P3口還兼有串行口、中斷輸入、外部定時(shí)器輸入 、發(fā)出讀寫信號(hào)的功能。如果 EA為高時(shí)，將執(zhí)行內(nèi)部程序，除非程序計(jì)數(shù)器可以大于 OFFFH可以訪問(wèn) 4K器件， 1FFFH可以訪問(wèn) 8K器件， 3FFFH可以訪問(wèn) 16K器件， 7FFFH可以訪問(wèn) 32K器件 .該引腳在編程時(shí)接 12V編程電壓。 程序時(shí)， PSEN每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次， 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器器和內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí) PSEN都無(wú)效。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)時(shí)，輸出脈沖用來(lái)鎖存低地址的字節(jié)，在正常情況下，輸出 1/6的振蕩頻率可以當(dāng)作外部時(shí)鐘或定時(shí)，注意每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)一個(gè) ALE脈沖將被忽略。當(dāng)晶振運(yùn)行時(shí)，只要復(fù)位管腳出現(xiàn) 2個(gè)機(jī)器周期高電平即可復(fù)位，內(nèi) 部電阻己連接到 Vss，僅需要一個(gè)外部電容接到 Vcc上。 11 下面是這兩種芯片的引腳 圖，隨后是對(duì)這些引腳的功能的一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。 ③ 增強(qiáng)定時(shí)器 2具有捕捉、自動(dòng) +1/1重裝、計(jì)數(shù)器、波特率發(fā)生器、編程時(shí)鐘輸出模式 。 它的獨(dú)特之處在于 : ① 新增加片內(nèi) 16位尋址 ERAM(擴(kuò)展 RAM)，四個(gè) I/0口均有復(fù)用功能，嵌套中斷系統(tǒng)增強(qiáng)為 7源 4優(yōu)先級(jí) 。 ⑤ 可編程時(shí)鐘輸出 : ⑥ 低 EMI(禁止 ALE)。掉電模式。 ③ 片內(nèi) FLASH程序存儲(chǔ)器，可擴(kuò)展到 64K字節(jié)， 4級(jí)中斷， 6個(gè)中斷源 ,4個(gè) 8位 1/0口，全雙工增強(qiáng)型 UART, 3個(gè) 16位定時(shí)器，雙 DPTR寄存器 。 其主要的特點(diǎn)有 : ① 8051中心處理單元 。 (3)CAN節(jié)點(diǎn)控制器 P89C52 此單片機(jī)是采用先進(jìn) CMO5工藝的 8位微控制器，是 80C51微控制器系列的派生，和 80C51指令相同。在這種模式下，發(fā)送器被關(guān)閉，接收器開(kāi)至低電流。對(duì)于降低 RFI，上升和下降的斜率是個(gè) w定值，通過(guò)從管腳 8接一個(gè)電阻至地，上升和下 降的斜率能夠被編程，這個(gè)斜率和管腳 8 的電流輸出成比例。在此模式下發(fā)送器輸出級(jí)晶體管被盡可能快地啟動(dòng)和關(guān)閉，由于沒(méi)有措施用于限制上升和下降的斜度，建議使用屏蔽電纜可避免 RFI。 表 32 PCA82C250引腳功能描述 管腳號(hào) 管腳名 描述 1 TXD 發(fā)送數(shù)據(jù)輸入 2 GND 地 3 Vcc 電源電壓 4 RXD 接收數(shù)據(jù)輸出 5 Vref 參考電壓輸出 6 CANL 低電平 CAN電壓輸入 /輸出 7 CANH 高電平 CAN電壓輸入 /輸出 8 Rs 斜率電阻輸入 圖 32 PCA82C250引腳描述 17843256T XDGNDVC CR XDRS CA NHC AN LVre fP C A 82 C 250 10 管腳 8Rs有三種不同的工作模式 :高速，待機(jī)，斜率控制。 ⑨一個(gè)沒(méi)有上電的節(jié)點(diǎn)不干擾總線 。 ⑦對(duì)電池和地的短路保護(hù) 。 ⑤不同的接收器都具有寬共模范圍，有很強(qiáng)的抗電磁干擾 EMT的能力 。 ②高速 (高達(dá) 1Mbps): ③在自動(dòng)化環(huán)境中，總線保護(hù)瞬變 。 PCA82C250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 SOI1898標(biāo)準(zhǔn)中描述的，它們可以用高達(dá)1Mbps的位速率在兩條有差動(dòng)電壓的總線電纜上傳輸數(shù)據(jù)。 9 (2) PCA82C250收發(fā)器 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 PCA82C200、 SJA1000等。當(dāng)接收緩沖器中有多條信息時(shí)，當(dāng)前的信息被讀取后，接收緩沖器有效信號(hào)會(huì)再次有效，通過(guò)中斷方式或查詢方式可以再次讀取信息，直到 RXFIFO中的信息被全部讀出為止?？赏ㄟ^(guò)兩種方法讀取接收到的信息。當(dāng)退出復(fù)位模式時(shí)， SJA1000即按復(fù)位時(shí)設(shè)定的相應(yīng)情況工作于工作模式，除非再次使芯片復(fù)位，否則上次設(shè)定的值不變。通常在系統(tǒng)初始化時(shí)，先使 =1, SJA1000進(jìn)入復(fù)位模式。 RXFIFO最多可以緩存 64字節(jié)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可被 CPU讀取。 IML接收來(lái)自 CPU的命令，控制 CAN寄存器的尋址并向主控器提供中斷信息及狀態(tài)信息。 VDD1 22 邏輯電路的 5V電壓源。 RX0 RX1 19， 20 從物理的 CAN 總線輸入到 SJA1000的輸入比較器；支配控制電平將會(huì)喚醒 SJA1000的睡眠模式；如果 RX1 比 RX0 的電平高，就讀支配（控制）電平，反之讀弱勢(shì)電平；如果時(shí)鐘分頻寄存器的 CBP位被置位，就旁路 CAN輸入比較器以減少內(nèi)部延時(shí)（此時(shí)連有外部收發(fā)電路）；這種情況下只有 RX0 是激活的；弱勢(shì)電平被認(rèn)為是高而支配電平被認(rèn)為是低。R=50k)。 /RST 17 復(fù)位輸入，用于復(fù)位 CAN接口（低電平有效） 。 VSS3 15 輸出驅(qū)動(dòng)器接地。 TX0 13 從 CAN輸出驅(qū)動(dòng)器 0輸出到物理線路上。 1=Intel模式， 0=Motorola模式。 XTAL2 10 振蕩放大電路輸出；使用外部振蕩信號(hào)時(shí)左開(kāi)路輸出。 VSS1 8 接地。 CLKOUT 7 SJA1000產(chǎn)生的提供給微控制器的時(shí)鐘輸出信號(hào)；時(shí)鐘信號(hào)來(lái)源于內(nèi)部振蕩器 且通過(guò)編程驅(qū)動(dòng)；時(shí)鐘控制寄存器的時(shí)鐘關(guān)閉位可禁止該引腳。 /RD /E 5 微控制器的 /RD 信號(hào)（ Intel 模式）或 E 使能信號(hào)（ Motorola模式）。 ALE/AS 3 ALE輸入信號(hào)（ Intel模式） ,AS輸入信號(hào)（ Motorola模式）。 ⑥ 工作溫度范圍為一 40125176。 ④ 支持多種微處理器接口 。 ② 支持 ，支持 11和 29位標(biāo)識(shí)符 。采用 24MHZ時(shí)鐘 頻率 。同時(shí)新增加的增強(qiáng) CAN模式 PeliCAN還可支持 。 系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) 主要器件介紹 (1) SJA1000 SJA1000是一種應(yīng)用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境的獨(dú)立 CAN總線控制器，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單總線連接可完成 CAN總線的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能。 從上面兩個(gè)方案分析可知，方案二比方案一易于實(shí)現(xiàn)，使用靈活，對(duì)于本課題只是該系統(tǒng)中的一部分，如果選擇方案一，可能會(huì)在整個(gè)系統(tǒng)中 S3C44B0X資源缺乏。 SJA1000的 AD0～ AD7連接到 8051的 P0口， /CS連接到 8051的 ， 0的 CPU片外存貯器地址可選中 SJA1000， CPU通過(guò)這些地址 SJA1000執(zhí)行相應(yīng)的讀寫操作。 方案二 :采用 8051+SJA1000+82C250組合的方式實(shí)現(xiàn) CAN的通信。 但是 SJA1000與 S3C44BOX之間的接口信號(hào)時(shí)序不是完全兼容的，所以必須對(duì) S3C44BOX的讀寫時(shí)序進(jìn)行變換，使其滿足 SJA1000的接口要求。 S3C44BOX的總線是非復(fù)用的，地址和數(shù)據(jù)總線分別可以被設(shè)置為 8位、 l6位或者 32位模式，其外部地址最大為 256MB，分為 8個(gè) BANK，每個(gè) BANK32MB，分 配一根片選信號(hào)線 CS。 S3C44B0X是 SAMSUNG(三星 )公司一款基于 ARM7TDMI的 32位精簡(jiǎn)指令集 (RISC)微處理器。 方案一： CAN控制器 SJA1000和 32位 ARM微處理器 S3C44BOX構(gòu)成的 CAN通訊節(jié)點(diǎn)。并且對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)――控制節(jié)點(diǎn)作了較明確的說(shuō)明分析，為整個(gè)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)很合適很易行的研究方向。 本章小結(jié) 本章對(duì)停車場(chǎng)智能燈光系統(tǒng)作了總體原理說(shuō)明，設(shè)計(jì)了整個(gè)系統(tǒng)的工作流程。當(dāng)某一基本節(jié)點(diǎn)接收到其它節(jié)點(diǎn)發(fā) 送的傳感器信息時(shí)，該基本節(jié)點(diǎn)搜索本地的互聯(lián)關(guān)系，并打開(kāi)與此傳感器相關(guān)的照明設(shè)備； (2)當(dāng)基本節(jié)點(diǎn)接收到上位機(jī)發(fā)送的下載命令時(shí)，基本節(jié)點(diǎn)將與之相關(guān)的控制方案下載到本地； (3)基本節(jié)點(diǎn)利用與之相連的傳感器監(jiān)測(cè)車輛、人員的情況?？刂乒?jié)點(diǎn)隨時(shí)監(jiān)聽(tīng) CAN 總線上的各種消息。這樣所有節(jié)點(diǎn)就會(huì)按照使 用者制定的方案打開(kāi)預(yù)期的照明回路，從而實(shí)現(xiàn)照明控制的智能化。基本節(jié)點(diǎn)與一定數(shù)量的傳感器回路和照明回路相連。 5 智能節(jié)點(diǎn) 的工作原理 該系統(tǒng)主要是由多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)組成， 各節(jié)點(diǎn)間通過(guò) CAN 總線進(jìn)行通信。 當(dāng)有車輛或車主進(jìn)出某一個(gè)相關(guān)區(qū)域的時(shí)候， 該區(qū)域的照明才點(diǎn)亮，在車輛或車主離開(kāi)后，燈自動(dòng)熄滅，并且和當(dāng)前進(jìn)出不相關(guān)區(qū)域的照明燈將不會(huì)點(diǎn)亮，這樣可以最大限度的節(jié)約能源，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，這在較大型停車場(chǎng)中的作用會(huì)更加突出。按圖 22 中所示，圓圈表示照明燈，通過(guò)區(qū)控制器來(lái)直接控制該區(qū)燈的亮滅。 A 區(qū)控 制 器B 區(qū)控 制 器C 區(qū)控 制 器D 區(qū)控 制 器車 庫(kù)A 1車 庫(kù)A 2CAN總線車 庫(kù)A n車 庫(kù)B 1車 庫(kù)B 2車 庫(kù)B n車 庫(kù)C 1車 庫(kù)C 2車 庫(kù)C n車 庫(kù)D 1車 庫(kù)D 2車 庫(kù)D n入 口 處控 制 器出 口 處控 制 器C A N適 配 器上 位 機(jī) 圖 22 車場(chǎng)內(nèi)部 CANbus 布線及結(jié)構(gòu)圖 這一個(gè)系統(tǒng)中，使用 CANbus 總線方式進(jìn)行通訊，網(wǎng)絡(luò)顯得非常簡(jiǎn)單、可靠。 4 個(gè)區(qū)的區(qū)位引導(dǎo)系統(tǒng)統(tǒng)一安置在車場(chǎng)入口處，指示區(qū)域的方向和當(dāng)前所剩的空位數(shù)。 系統(tǒng)的 CANbus 布線及智能節(jié)點(diǎn)具體工作原理 系統(tǒng)的 CANbus 布線 智能照明系統(tǒng)的主要功能是車輛導(dǎo)向、空位檢測(cè)和照明控制等。 4 為了讓系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的使用環(huán)境，同時(shí)能夠根據(jù)用戶的需要隨時(shí)改變照明方案，該系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)可編程技術(shù)，可由上位機(jī)通過(guò) CAN 總線， 將各個(gè)節(jié)點(diǎn)的控制方案下載到各控制節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)照明方案的現(xiàn)場(chǎng)編輯、現(xiàn)場(chǎng)修改及現(xiàn)場(chǎng)下載。 在出入口的控制節(jié)點(diǎn)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò) CAN 適配器將各個(gè)照明回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)送給上位機(jī)以方便管理人員觀察停車場(chǎng)內(nèi)的照明情況。 入口通道處的控制節(jié)點(diǎn)檢測(cè)是否有車輛進(jìn)入，當(dāng)檢測(cè)到車輛時(shí)，該控制結(jié)點(diǎn)通過(guò) CAN 總線向網(wǎng)絡(luò)上的其他相關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)布消息；那些相關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的消息以及事先預(yù)定的控制方案打開(kāi)有關(guān)的照明回路。該智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 文中的 第一章：敘述了本課題 的研究背景及意義，第二章：對(duì)系統(tǒng)做詳細(xì)得到原理說(shuō)明，第三章：系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，第 四章：系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容 基于 CAN總線的現(xiàn)場(chǎng)控制器進(jìn)行了深入的研究， 提出以單片機(jī) P89C52X2B和 CAN控制 SJA1000為核心，組成 CAN總線的智能節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)主要由多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，再 利用 CAN總線將這些節(jié)點(diǎn)連接成一個(gè)可以相互聯(lián)系的整體，系統(tǒng)便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)停車場(chǎng)燈光的