畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于can總線的地鐵屏蔽門(mén)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)
2024-09-02 11:24本頁(yè)面
【正文】 所展示的那樣，門(mén)控單元（DCU）與中央接口盤(pán)（PSC）采用的是CAN現(xiàn)場(chǎng)總線連接，圖中標(biāo)為虛線；就地借口盤(pán)與（PSL）與上述兩者的分別連接采用的是硬線連接，采用的是實(shí)線。設(shè)計(jì)由于采取的是CAN通訊，所以模擬采用兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別為學(xué)習(xí)板和CAN MINI，分別模擬的是實(shí)際通訊中的中央接口盤(pán)和門(mén)控單元。圖31 模擬總體接線圖 節(jié)點(diǎn)的硬件選型 硬件選擇為STC單片機(jī)，SJA1000控制器和TJA1050總線收發(fā)器。SJA1000是一種獨(dú)立的CAN控制器，主要用于移動(dòng)目標(biāo)和一般工業(yè)環(huán)境中的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制。SJA1000各部分功能說(shuō)明：CAN 控制模塊：接口管理邏輯解釋來(lái)自CPU 的命令控制CAN 寄存器的尋址向主控制器提供中斷信息和狀態(tài)信息。 RXFIFO接收緩沖器是驗(yàn)收濾波器和CPU 之間的接口用來(lái)儲(chǔ)存從CAN 總線上接收和接收的信息接收緩沖器RXB 13 個(gè)字節(jié)作為接收FIFO RXFIFO 長(zhǎng)64 字節(jié)的一個(gè)窗口可被CPU 訪問(wèn)CPU 在此FIFO 的支持下可以在處理信息的時(shí)候接收其它信息。位流處理器是一個(gè)在發(fā)送緩沖器RXFIFO和CAN總線之間控制數(shù)據(jù)流的程序裝置它還在CAN 總線上執(zhí)行錯(cuò)誤檢測(cè)仲裁填充和錯(cuò)誤處理。EML 負(fù)責(zé)傳送層模塊的錯(cuò)誤管制它接收BSP 的出錯(cuò)報(bào)告通知BSP 和IML 進(jìn)行錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)。主要是為了軟件上的兼容性，在Basic CAN 模式中SJA1000 模仿PCA82C200 獨(dú)立控制器絕大部分的功能作用。這一位時(shí)是可以把以前寫(xiě)入的值讀出的對(duì)觸發(fā)電路無(wú)影響時(shí)鐘分頻寄存器：時(shí)鐘分頻寄存器用來(lái)選擇CAN 工作模式Basic CAN /Peli CAN 它使用從PCA82C200 保留下來(lái)的，使內(nèi)部RX 輸入比較器旁路這樣在使用外部傳送電路時(shí)可以減少內(nèi)部延時(shí)。CAN ：SJA1000 被設(shè)計(jì)為全面支持CAN 協(xié)議，這就意味著在處理擴(kuò)展幀信息的同時(shí)擴(kuò)展振蕩器的誤差被修正了，在Basic CAN 模式下只可以發(fā)送和接收標(biāo)準(zhǔn)幀信息11 字節(jié)長(zhǎng)的識(shí)別碼，如果此時(shí)檢測(cè)到CAN 總線上，有擴(kuò)展幀的信息如果信息正確也會(huì)被允許，且給出一個(gè)確認(rèn)信號(hào)但沒(méi)有接收中斷產(chǎn)生。SJA1000 的主要新功能：2. 接收FIFO 64 字節(jié)3. 在標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展格式中都有單/雙驗(yàn)收濾波器含屏蔽和代碼寄存器6. 最近一次的誤碼寄存器 總線錯(cuò)誤的錯(cuò)誤中斷8. 仲裁丟失中斷以及詳細(xì)的位位置9. 一次性發(fā)送當(dāng)錯(cuò)誤或仲裁丟失時(shí)不重發(fā) 總線監(jiān)聽(tīng)無(wú)應(yīng)答無(wú)錯(cuò)誤標(biāo)志12. 硬件禁止CLKOUT 輸出BasicCAN 地址表：SJA1000 是一種I/O 設(shè)備基于內(nèi)存編址的微控制器雙設(shè)備的獨(dú)立操作，是通過(guò)象RAM 一樣的片內(nèi)寄存器修正來(lái)實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)發(fā)送的信息會(huì)被寫(xiě)入發(fā)送緩沖器，成功接收信息后微控制器從接收緩沖器中讀取接收的信息，然后釋放空間以做下一步應(yīng)用。初始載入后寄存器的驗(yàn)收代碼驗(yàn)收屏蔽總線定時(shí)寄存器0 和1 以及輸出控制就不能改變了只有控制寄存器的復(fù)位位被置高時(shí)才可以訪問(wèn)這些寄存器。TJA1050 可以為總線提供不同的發(fā)送性能，為CAN 控制器提供不同的接收性能。TJA1050具有如下特征：特征“ISO 11898”標(biāo)準(zhǔn)完全兼容（最高可達(dá)1M 波特）（EME），可抗電磁干擾（EMI）（TXD）控制超時(shí)功能 裝置兼容 個(gè)節(jié)點(diǎn)TJA1050 是CAN 協(xié)議控制器和物理總線之間的接口。TJA1050 可以為總線提供不同的發(fā)送性能，為CAN 控制器提供不同的接收性能。TJA1050 有一個(gè)電流限制電路，保護(hù)發(fā)送器的輸出級(jí)，使由正或負(fù)電源電壓意外造成的短路不會(huì)對(duì)TJA1050 造成損壞（此時(shí)的功率消耗增加）。因?yàn)榘l(fā)送器消耗了大部分的功率，所以這個(gè)集成電路的功率消耗和溫度會(huì)較低。電磁兼容性EMC 是TJA1050 的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)，在關(guān)鍵的AM 波段上它的輻射PCA82C250 低20dB以上，除了EMC 之外，TJA1050 的另外一個(gè)重要的特性：在不上電時(shí)總線呈現(xiàn)無(wú)源特性，這使TJA1050 對(duì)于在點(diǎn)火之后就失電的clamp15 節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)是一個(gè)更優(yōu)的收發(fā)器，而持續(xù)上電的節(jié)點(diǎn)clamp30 則要求有一個(gè)專(zhuān)用的低功耗模式，以使整個(gè)系統(tǒng)的功率消耗保持盡可能低，在這種應(yīng)用中PCA28C250 由于具有準(zhǔn)備模式，所以仍然是一個(gè)很好的選擇，在clamp30 應(yīng)用中TJA1050 通過(guò)收發(fā)器不上電來(lái)實(shí)現(xiàn)極低的功耗。CAN 高速收發(fā)器的一般應(yīng)用：CAN 高速收發(fā)器的一般應(yīng)用顯示在圖32 中，其中協(xié)議控制器通過(guò)一條串行數(shù)據(jù)輸出線TxD 和一條串行數(shù)據(jù)輸入線RxD 連接到收發(fā)器，而收發(fā)器則通過(guò)它的兩個(gè)有差動(dòng)接收和發(fā)送能力的總線終端CANH和CANL ，連接到總線線路，它的引腳S 8 用于模式控制參考輸出電壓Vref提供一個(gè)Vcc/2 的額定輸出電壓，這個(gè)電壓是作為帶有模擬Rx 輸入的CAN 控制器的參考電平，由于SJA1000 具有數(shù)字輸入，因此它不需要這個(gè)電壓收發(fā)器使用5V 的額定電源電壓。圖33根據(jù)ISO 11898 的額定總線電平CANH 和CANL 輸入通過(guò)典型內(nèi)，部阻抗為25k 的接收器連接入網(wǎng)絡(luò)偏置到Vcc/2 的電平電壓，另外如果TxD 是邏輯低電平將激活總線的輸出級(jí)，并在總線上產(chǎn)生一個(gè)顯性信號(hào)電平見(jiàn)圖33 輸出驅(qū)動(dòng)CANH 由Vcc 提供一個(gè)源輸出 。典型的總線采用一對(duì)雙絞線，考慮到ISO 11898 中定義的線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線兩端都端接一個(gè)120的額定電阻，這就要求總線額定負(fù)載是60 終端電阻和電纜阻抗的緊密匹配，確保了數(shù)據(jù)信號(hào)不會(huì)在總線的兩端反射。：高速模式是普通的工作模式將引腳連接到地，可以進(jìn)入該模式由于引腳S 有內(nèi)部下拉功能見(jiàn)圖34，所以當(dāng)它沒(méi)有連接時(shí)高速模式也是默認(rèn)的工作模式。在靜音模式中發(fā)送器是禁能的，所以它不管TxD 的輸入信號(hào)，因此收發(fā)器運(yùn)行在非發(fā)送狀態(tài)中，它此時(shí)消耗的電源電流和在隱性狀態(tài)時(shí)的一樣，將引腳S 接高電平就可以進(jìn)入靜音模式。只聽(tīng)模式：在靜音模式中RxD 如常監(jiān)控總線，因此靜音模式就提供了具有診斷功能的只聽(tīng)模式，它確保節(jié)點(diǎn)的顯性位完全不會(huì)影響總線。圖35 TxD 顯性超時(shí)功能根據(jù)CAN 協(xié)議， TxD 只允許最多11 個(gè)連續(xù)的顯性位最壞的情況是一個(gè)錯(cuò)誤幀緊接在5 個(gè)連續(xù)的顯性位后，TxD 呈顯性所允許的最小的間會(huì)將最小位速率限制在60kbit/s。在本課題的仿真實(shí)驗(yàn)中，采用的是兩點(diǎn)通訊，即學(xué)習(xí)板與CAN MINI之間的通訊，來(lái)模擬中央接口與門(mén)控的通
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