【正文】 等幾種方式傳送和接收數(shù)據(jù)。5 CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。7 信號(hào)調(diào)制解調(diào)方式采用NRZ編碼/解碼方式，并且采用插入填充位（位填充）技術(shù)。 CAN能夠使用多種物理介質(zhì)進(jìn)行傳輸，例如：雙絞線、光纖等。信號(hào)使用差分電壓傳送，兩條信號(hào)線被稱為CAN_H和CAN_L，此時(shí)狀態(tài)表示為邏輯1也可以叫做“隱性”。此時(shí)，通常電壓值為CAN_H==。這種特性，為CAN總線的抗干擾，通信簡(jiǎn)單等特性奠定了基礎(chǔ)。： CAN總線的一個(gè)位時(shí)間上述四個(gè)部分的設(shè)定和CAN總線的同步、仲裁等信息有關(guān)。 CAN總線的幀數(shù)據(jù)第二章 系統(tǒng)總體規(guī)劃2．1 總體系統(tǒng)框架功能及設(shè)計(jì)基于CAN總線的家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是基于圖()CAN總線的總體結(jié)構(gòu)示意圖來構(gòu)造的，系統(tǒng)采用支持CAN標(biāo)準(zhǔn)的總線型網(wǎng)絡(luò)。通過雙絞線把中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和家庭控制器（下位智能節(jié)點(diǎn)）掛接在一條總線上，構(gòu)成低層通信網(wǎng)絡(luò)。 系統(tǒng)總構(gòu)造圖在低層通信網(wǎng)絡(luò)中，中央終端系統(tǒng)和家庭電器控制器分別有自己的ID標(biāo)志。中央終端系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視管理，具有系統(tǒng)參數(shù)（如傳輸速率、節(jié)點(diǎn)地址等）設(shè)置、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)請(qǐng)求、本機(jī)狀態(tài)查詢、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)查詢、中斷狀態(tài)查詢等功能。同時(shí)各下位節(jié)點(diǎn)也可按要求進(jìn)行信息交換或者進(jìn)行獨(dú)立的操作。標(biāo)準(zhǔn)式用來發(fā)送數(shù)據(jù)，用于一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送信息到其它任一或所有節(jié)點(diǎn)；擴(kuò)展式用來“遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求”，用于一個(gè)節(jié)點(diǎn)主動(dòng)要求其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，其中標(biāo)準(zhǔn)式的具體格式如圖()所示 標(biāo)準(zhǔn)格式 在確定中央終端與家庭電器控制器的通信后,接下來進(jìn)行中央終端對(duì)家庭電器控制器的控制,也就是說當(dāng)中央終端對(duì)電器控制器發(fā)出命令時(shí)可以使家用電器動(dòng)作,并且可以使家電通過節(jié)點(diǎn)控制器反饋?zhàn)约旱男畔ⅰ?．2 從控系統(tǒng)功能及設(shè)計(jì)家庭網(wǎng)絡(luò)控制器的硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)是由許多智能家庭控制器通過CAN總線相連而組成的一個(gè)控制器局部網(wǎng)，因此，CAN總線節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)就顯得極為重要。1 CAN總線節(jié)點(diǎn)的選取為了系統(tǒng)框架完整的需要，可選取一些有代表性的外部設(shè)備來模擬在日常生活中需要控制的設(shè)備。還可以通過攝像頭來模擬監(jiān)控設(shè)備，通過CAN總線把圖像信息傳送給終端控制器。3 控制程序 在對(duì)節(jié)點(diǎn)選取完畢后，就需要對(duì)它進(jìn)行控制，在試驗(yàn)平臺(tái)上所使用的VC++，這就要求對(duì)C++有一定的熟悉程度。因此初始化設(shè)計(jì)是一個(gè)難點(diǎn)，又是一個(gè)重點(diǎn)。本系統(tǒng)的界面程序是使用MINIGUI來進(jìn)行開發(fā)，此程序可以在ARM9試驗(yàn)平臺(tái)的觸摸屏來進(jìn)行控制，這對(duì)系統(tǒng)以后的商業(yè)化發(fā)展有很大的幫助。在設(shè)計(jì)的過程中家庭控制器系統(tǒng)中應(yīng)用了這種總線技術(shù)，設(shè)計(jì)了硬件電路和軟件，并得到實(shí)際應(yīng)用，具體設(shè)計(jì)步驟將在下文著重講述。UPNetARM3000的CPU為AMR7TDMI內(nèi)核的三星S3C44B0X01芯片，由于沒有MMU只能跑uClinux，UPNetARM2410S的CPU為AMR920T內(nèi)核的三星S3C2410芯片，由于有MMU就可以跑標(biāo)準(zhǔn)的ARMLINUX內(nèi)核。 UPNetARM2410S實(shí)驗(yàn)儀器介紹硬件配置UPNetARM2410S的硬件配置如表3．1所示：表3．1 硬件配置表配置名稱型號(hào)規(guī)格CPUARM920T結(jié)構(gòu)芯片三星S3C2410X工作頻率203MHz以太網(wǎng)AX8879610/100M自適應(yīng)FLASH盤SAMSUNG K29F280816MB（WinCE 64M）內(nèi)存SDRAMHY57V561620BT－H32M2=64MLCDSTN 240*320 256色TFT 240X320 24位鍵盤LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器ZLG729017鍵數(shù)字小鍵盤觸摸屏FM7843驅(qū)動(dòng)USB主從接口串口RS2322個(gè)AD3個(gè)電位器控制輸入調(diào)試接口JTAG，14針、20針JTAG燒寫Flash音頻輸出IIS總線，UDA1341芯片，擴(kuò)展插槽三個(gè)168Pin總線直接擴(kuò)展DA擴(kuò)展板DA轉(zhuǎn)換SD卡擴(kuò)展板GPS_GPRS擴(kuò)展板SIMCOM的SIM100E模塊 支持雙道語(yǔ)音通信PS/2amp。內(nèi)置外部存儲(chǔ)器控制器（SDRAM 控制和芯片選擇邏輯）。4個(gè)帶外部請(qǐng)求線的DMA。一個(gè)多主IIC總線，一個(gè)IIS總線控制器。4個(gè)PWM定時(shí)器和一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器。電源控制模式：標(biāo)準(zhǔn)、慢速、休眠、掉電。帶日歷功能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。設(shè)計(jì)用于手持設(shè)備和通用嵌入式系統(tǒng)。ARM帶MMU的先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)支持WINCE、EPOC3LINUX。ARM920T CPU 核支持 ARM 調(diào)試的體系結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)圖如下圖3．2所示：圖3．2 S3C2410X芯片系統(tǒng)管理1. 小端／大端支持。3. 每個(gè)BANK可編程為8/16/32位數(shù)據(jù)總線。5. bank 7可編程BANK起始地址和大小。7. 6個(gè)存儲(chǔ)器BANK用于ROM, SRAM和其他。9. 每個(gè)存儲(chǔ)器BANK可編程存取周期。11. 支持SDRAM掉電模式下的自刷新。3．2 軟件及硬件開發(fā)環(huán)境開發(fā)PC機(jī)的性能 ，－5G之間，并且還要安裝ARMLINUX開發(fā)軟件，因此對(duì)開發(fā)計(jì)算機(jī)的硬盤空間要求較大。硬盤： 40G。 配置開發(fā)主機(jī)，配置MINICOM，一般的參數(shù)為波特率115200，數(shù)據(jù)位8位，停止位1，無(wú)奇偶校驗(yàn)，軟件硬件流控設(shè)為無(wú)。MINICOM 軟件的作用是作為調(diào)試嵌入式開發(fā)板的信息輸出的監(jiān)視器和鍵盤輸入的工具。 建立引導(dǎo)裝載程序BOOTLOADER，在實(shí)驗(yàn)的過程中可以從網(wǎng)絡(luò)上下載一些公開源代碼的BOOTLOADER，如UBOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARMBOOT、REDBOOT等，并根據(jù)芯片進(jìn)行移植修改。如果不能燒寫自己的開發(fā)板，就需要根據(jù)自己的具體電路進(jìn)行源代碼修改。由于在實(shí)驗(yàn)的過程中所使用的是具有多功能的仿真器。 開發(fā)應(yīng)用程序，可以放入根文件系統(tǒng)中，也可以放入YAFFS、JFFS2文件系統(tǒng)中，在實(shí)驗(yàn)中有的應(yīng)用不使用根文件系統(tǒng)，應(yīng)該直接將應(yīng)用程序和內(nèi)核設(shè)計(jì)在一起。3．3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)選用的原因在實(shí)驗(yàn)中為什么要使用REDHAT－LINUX，版本9呢？是由于由于基于WINDOWS的環(huán)境要么有兼容性問題，要么速度有影響，所以在實(shí)驗(yàn)中使用了純LINUX操作系統(tǒng)環(huán)境。選擇UPNetARM2410S實(shí)驗(yàn)儀器作為設(shè)計(jì)開發(fā)的演示平臺(tái)是由于它的功能廣泛，可以AN總線和LINUX的人來說有著很大的幫助。并有獨(dú)立的CAN總線接口，使通信可以十分方便的完成，還可以支持多種節(jié)點(diǎn)的接入，使得設(shè)計(jì)有多種擴(kuò)展。這對(duì)第一次接觸C套設(shè)備做為平臺(tái)來完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在通過前一段時(shí)間對(duì)試驗(yàn)平臺(tái)的學(xué)習(xí)后，進(jìn)行了許多有關(guān)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)。CAN能夠使用多種物理介質(zhì)進(jìn)行傳輸，例如：雙絞線、光纖等。信號(hào)使用差分電壓傳送，兩條信號(hào)線被稱為CAN_H和CAN_L，此時(shí)狀態(tài)表示為邏輯1也可以叫做“隱性”。此時(shí)，通常電壓值為CAN_H==。這種特性，在試驗(yàn)的過程中經(jīng)常被體現(xiàn)出來。如上圖1．1所示。而在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)與終端控制器的連接方式是總線型，可見上圖例2．1來了解節(jié)點(diǎn)與主控的連接方式。其特點(diǎn)如下：1 支持標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式的CAN數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)2 08字節(jié)的有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，支持遠(yuǎn)程幀3 最大1Mbps的可編程波特率4 兩個(gè)支持過濾器（Fliter、Mask）的接收緩沖區(qū)，三個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)5 支持回環(huán)（Loop Back）模式6 SPI高速串行總線，最大5MHz（）7 在系統(tǒng)中，S3C2410通過SPI同步串行接口和MCP2510相連?？梢远x宏，來實(shí)現(xiàn)對(duì)Bank5上的鎖存器的操作S3C2410帶有高速SPI接口，可以直接和MCP2510通訊。在UPNETARM2410中，MCP2510的輸入時(shí)鐘為16MHz。表26 MCP2510的波特率設(shè)置CAN波特率同步段傳輸段相位1相位2CNF1CNF2CNF3125Kpbs17440x030x9E0x03250Kpbs17440x010x9E0x03500Kpbs17440x000x9E0x031Mbps13220x000x9E0x03在MCP2510中有兩個(gè)Mask過濾器，6個(gè)Filter過濾器。MCP2510發(fā)送和接收數(shù)據(jù)MCP2510中有3個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)，可以循環(huán)使用。MCP2510中有2個(gè)接收緩沖區(qū)，可以循環(huán)使用。下面的一部分代碼就是在實(shí)驗(yàn)中所設(shè)置MCP2510的通信方式： ioctl(can_fd, UPCAN_IOCTRL_PRINTRIGISTER, 1)。 ifdef DEBUG ioctl(can_fd, UPCAN_IOCTRL_SETLPBK, 0)。在實(shí)驗(yàn)的過程中將把它設(shè)置為第二種正常模式，只有這樣主控發(fā)送字符來調(diào)用從控程序時(shí)從控部分才可以通過CAN總線接受到字符，需要注意的是在設(shè)置工作模式的時(shí)候一定要根據(jù)實(shí)際情況來選用MCP2510那5種工作模式。下面就來介紹一下如何完成從控響應(yīng)的過程。但是如何讓主控來調(diào)用電機(jī)的運(yùn)行程序就成為從控響應(yīng)的一個(gè)關(guān)鍵。data, sizeof(CanData))。i。 if([i]==39。) dcm()。這就是本設(shè)計(jì)中對(duì)從控響應(yīng)主控命令的方式。所以 當(dāng)系統(tǒng)的控制程序完成的時(shí)候就需要用一個(gè)界面來控制它，來增加系統(tǒng)操作的便捷性。MiniGUI為應(yīng)用程序定義了一組輕量級(jí)的窗口和圖形設(shè)備接口。用戶也可以利用MiniGUI建立菜單、按鈕、列表框等常見的GUI元素。它主要運(yùn)行于Linux控制臺(tái)，實(shí)際可以運(yùn)行在任何一種具有線程支持的POSIX兼容系統(tǒng)上，由于MiniGUI一開始就針對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，所以在設(shè)計(jì)之初就考慮到了小巧、高性能和高效率。所以MiniGUI的這些特點(diǎn)就非常滿足本系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)的要求。單個(gè)線程中主窗口的附屬。 3 多字符集和多字體支持，目前支持ISO8859GB231Big5等字符集，并且支持各種光柵字體和 TrueType、Type 1等矢量字體。BMP、GIF、JPEG、PCX、TGA 等常見圖像文件的支持。并且MiniGUI文件的小巧以及高穩(wěn)定性和高性能在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中都有很大的幫助。其中詳細(xì)編寫界面程序可見附錄4．2．3 界面程序與節(jié)點(diǎn)運(yùn)行程序的調(diào)用在完成界面與控制程序后所應(yīng)該進(jìn)行的就是如何把它們聯(lián)系在一起，通過編寫界面程序可以在界面中定義很多可以實(shí)現(xiàn)功能的按鈕，這樣的話就可以把控制程序定義成為一個(gè)函數(shù)，然后通過按鈕來調(diào)用它。break。th_b, NULL, dcm, 0)。 EndDialog (hDlg, wParam)。 } break。4．2．4 主控程序與從控程序多線程的應(yīng)用設(shè)計(jì)的計(jì)劃書中規(guī)定，節(jié)點(diǎn)需要可以被從控界面和主控終端來控制。但是在實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，如果想要完成以上的功能達(dá)到主控從控的一致性就需要在開發(fā)板上運(yùn)行兩個(gè)程序。多線程程序作為一種多任務(wù)、并發(fā)的工作方式，有以下的優(yōu)點(diǎn)：　　1) 提高應(yīng)用程序響應(yīng)?！　?) 使多CPU系統(tǒng)更加有效。　　3) 改善程序結(jié)構(gòu)。LIBC中的pthread庫(kù)提供了大量的API函數(shù)，為用戶編寫應(yīng)用程序提供支持。 init(amp。 pthread_create(amp。 return 0。其中“a”是接受主控的所發(fā)送過來的接受程序， 而“b”是從控用來調(diào)用電機(jī)運(yùn)行的程序。第五章 系統(tǒng)開發(fā)中存在的問題及相關(guān)討論5．1通信問題在一開始實(shí)驗(yàn)的過程中首先面對(duì)的問題就是以CAN的方式通信，這也是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所花費(fèi)的最多的一塊。經(jīng)過努力后終于可以編程實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)CAN總線控制器之間的通訊。在研究MCP2510的芯片文檔后了解到它的工作方式有5種，其中在研究的過程中只用到了正常模式，而其他的幾種由于功能上的不同而沒有選用，特別需注意的是CAN的自回環(huán)模式可以不需要CAN的連接，通過內(nèi)部就完成通行，但是這種模式不對(duì)外發(fā)送信息，因此該模式只可用于系統(tǒng)研發(fā)和測(cè)試。在確定了設(shè)計(jì)的方向后把原來的自發(fā)自收模式改為了正常模式，然后在主控與從控之間確定一個(gè)字符來調(diào)用。在系統(tǒng)上所有的節(jié)點(diǎn)都是以總線的模式來連接的，所以在對(duì)其他模擬設(shè)備的設(shè)計(jì)中只要定義不同的字符就可以同時(shí)控制不同的設(shè)備。雖然在實(shí)際的應(yīng)用中節(jié)點(diǎn)數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。在一個(gè)正常家庭中，需要控制的電器的數(shù)目也絕對(duì)不會(huì)非常的多，因此以CAN總線來連接各個(gè)家庭設(shè)備是非?？尚械?。CAN能夠使用多種物理介質(zhì)進(jìn)行傳輸，所以實(shí)驗(yàn)的過程中使用了網(wǎng)線做為從控與主控的連接。其中CAN的總線端口也是采用接線端子連接，并可以對(duì)外提供5V 電壓。 圖 5．2在連接設(shè)備的時(shí)候需要正確的連線，從控的CAN_H線接從控的CAN_H線，而CAN_L也一樣需要正確連接。5．3 軟件問題在完成硬件設(shè)備的安裝后就應(yīng)該開始進(jìn)行軟件上的設(shè)計(jì)了。2 在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的觸摸屏上有一個(gè)可以控制運(yùn)行程序的界面，而且界面的外觀要簡(jiǎn)單，明了。4 主控程序與從控程序可以同時(shí)運(yùn)行，通過多線程來完成。因此發(fā)現(xiàn)想要完成系統(tǒng)功能就需要使用多線程，只有這樣才可以使從控在控制節(jié)點(diǎn)設(shè)備的時(shí)候同時(shí)也可以被主控部分控制。所以電磁干擾相當(dāng)?shù)膰?yán)重，傳感器和控制器的模擬信號(hào)都非常容易受到這些干擾的影響，特別是溫度傳感器，其信號(hào)毫伏級(jí)的，其精度要達(dá)到幾十個(gè)微伏，在這樣的強(qiáng)干擾存在的條件下要正常工