亚洲精华国产精华精华液网站,你懂的,娇生惯养4ph归寻(矜以),丰年经继拇中文3与其他教材比较

技術(shù)頻道

娓娓工業(yè)
您現(xiàn)在的位置: 中國傳動(dòng)網(wǎng) > 技術(shù)頻道 > 技術(shù)百科 > 基于CAN總線PC適配卡設(shè)計(jì)

基于CAN總線PC適配卡設(shè)計(jì)

時(shí)間:2007-12-24 15:09:00來源:zhaohy

導(dǎo)語:?本文首先介紹PCI總線控制器PCI9052與CAN總線通信控制器SJA1000的工作原理,并且介紹了PCI總線和CAN總線通信控制器接口的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)方法
摘要:本文首先介紹PCI總線控制器PCI9052與CAN總線通信控制器SJA1000的工作原理,并且介紹了PCI總線和CAN總線通信控制器接口的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)方法。 關(guān)鍵詞:PCI總線;CAN總線;通信控制器 引 言 分布式工業(yè)測控系統(tǒng)需要有現(xiàn)場總線來連接各現(xiàn)場設(shè)備及處理控制單元。CAN總線就是一種具有較高性能價(jià)格比、能滿足分布式控制要求的現(xiàn)場總線,具有廣泛的應(yīng)用前景。它實(shí)際上是一種簡化型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在構(gòu)造單片處理器網(wǎng)絡(luò)中極為有用。為了使上位機(jī)也能和CAN總線相連,使微機(jī)成為系統(tǒng)的上位機(jī),增強(qiáng)控制系統(tǒng)的功能,從而進(jìn)一步延伸CAN總線連通范圍,就需要提供一個(gè)微機(jī)和CAN總線的接口。本文介紹作者設(shè)計(jì)制作的一種CAN總線PCI適配器。 接口的硬件設(shè)計(jì) PCI接口的實(shí)現(xiàn) 目前市面上有些CAN總線的適配器,但大多都是基于PC/104或者ISA總線,傳輸速度較慢,效率低下。作者在設(shè)計(jì)中使用高效的PCI總線,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速傳輸。與ISA總線相比較,PCI總線具有如下特點(diǎn): ①傳輸速度高。PCI總線寬度為32位(可擴(kuò)展為64位)。時(shí)鐘頻率為0~33MHz。并且支持突發(fā)傳送,傳輸速度可以達(dá)到132Mb/s。相比較,ISA總線寬度為8/16位,時(shí)鐘頻率為132Mb/s相比較,ISA總線為8位/16位,時(shí)鐘頻率為8MHz,不支持突發(fā)傳送,傳輸速率僅為8Mb/s;②即插即用。PCI實(shí)現(xiàn)了真正的即插即用。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)PCI設(shè)備的自動(dòng)配置;③生命周期長。PCI總線與處理器無關(guān)(通過橋或直接集成),可支持多種系列處理器,包括將來會(huì)出現(xiàn)的新一代處理器。 由于PCI總線規(guī)范十分復(fù)雜,其接口設(shè)計(jì)難度較大,但目前有許多廠商提供了專用的PCI接口芯片。這些接口芯片大多對(duì)PCI總線規(guī)范2.1、2.2版完全兼容,從而大大減輕了PC I板卡設(shè)計(jì)的工作量。PCI設(shè)備可以分為主模式和從模式。主模式可以執(zhí)行DMA操作,而從模式只可以執(zhí)行讀寫操作。根據(jù)PCI提供的傳輸數(shù)據(jù)帶寬(最大132Mb/s)和CAN總線(最大1Mbps)的要求,加上經(jīng)濟(jì)和開發(fā)難度與周期上的考慮(主模式橋芯片較昂貴,開發(fā)難度較大),又因不需要DMA功能,采用從模式橋芯片足以滿足傳輸數(shù)據(jù)的需要。此外,選擇芯片不僅考慮性能和經(jīng)濟(jì)上的要求,而且還需要考慮硬件開發(fā)和驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)的難易。如不提供足夠的芯片說明和應(yīng)用樣例及開發(fā)工具,將大大增加開發(fā)難度和延長開發(fā)周期。這里我們采用PLX公司的PCI總線目標(biāo)接口芯片PCI9052作為CAN總線適配器的PCI總線接口芯片,負(fù)責(zé)與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。9052是PLX公司開發(fā)的低價(jià)格PCI總線從模式接口芯片,低功耗,符合PCI2.1規(guī)范,提供的局部總線可通過編程設(shè)置為8/16/32位的(非)復(fù)用總線。 CAN總線接口的實(shí)現(xiàn) CAN總線之所以在國內(nèi)乃至全球范圍內(nèi)一直保持高速發(fā)展,完全取決于其卓越的性能。CAN總線主要應(yīng)用在汽車領(lǐng)域,隨著集成工藝的發(fā)展和成本的降低,被越來越多的控制領(lǐng)域內(nèi)的軟硬件工程師所接受,廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)的控制領(lǐng)域網(wǎng)中。其主要性能指標(biāo)如下:①多站仲裁結(jié)構(gòu)(分地址優(yōu)先級(jí),非破壞方式仲裁);②支持主從廣播方式;③不加任何擴(kuò)展最多110個(gè)節(jié)點(diǎn);④最高通信速率1Mbps,最遠(yuǎn)通信距離5km;⑤通常CAN控制器內(nèi)部設(shè)有接收和發(fā)送緩沖;⑥通信以幀為單位,最多8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù);⑦硬件自動(dòng)進(jìn)行16位CRC校驗(yàn);⑧具有極強(qiáng)的總線和通信錯(cuò)誤的管理能力。 由于PCI9052可以啟動(dòng)局部總線的讀寫, CAN卡不再需要微控制器,采用CAN通信控制器即可,本卡采用SJA1000。SJA1000支持基本AN(BisicCAN)和增強(qiáng)CAN(PeliCAN)兩種工作模式,支持具有新功能的CAN2.0B協(xié)議規(guī)范。具有FIFO、支持熱插拔等功能,不但可以實(shí)現(xiàn)CAN總線接口功能,而且芯片可以根據(jù)晶振的頻率,輸出可編程的信號(hào)CLKOUT,該信號(hào)正好可作為PCI9052局部總線的總線頻率,節(jié)省了器件,方便了設(shè)計(jì)。CAN總線的總線頻率可為12MHz、6MHz或24MHz,PCI9052自動(dòng)實(shí)現(xiàn)局部總線與PCI總線的訪問同步。CAN總線收發(fā)器采用82C250。該芯片是CAN總線控制器和物理總線的接口,可以提供對(duì)CAN總線的差動(dòng)發(fā)送和接收能力,具有抗瞬間干擾、保護(hù)總線的能力,可以通過調(diào)整CAN總線上通訊脈沖的邊沿斜率來降低射頻干擾。其速度可以達(dá)到1Mbps,最多節(jié)點(diǎn)數(shù)可以達(dá)到110個(gè)。 地址譯碼和邏輯控制是由EPM7064S完成的。EPM7064S是ALTERA出品的MAX7000系列的一種。它主要實(shí)現(xiàn)兩路獨(dú)立的CAN總線通道的地址譯碼、實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)和電平轉(zhuǎn)換。通過EPM7064S可以提高系統(tǒng)的可靠性,縮小板卡的尺寸,方便以后板卡功能的擴(kuò)展。為了在每個(gè)CAN總線通道出現(xiàn)故障時(shí)能夠重新初始化,在接口卡中使用了兩片復(fù)位芯片MAX811。由EPM7064S產(chǎn)生控制信號(hào),當(dāng)CAN總線通道出現(xiàn)異常時(shí),控制MAX811復(fù)位SJA1000控制器。其總線接口原理圖1。 PCI為每一個(gè)PCI設(shè)備提供了一個(gè)配置空間來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的即插即用(PnP)。在PC機(jī)上電自檢時(shí),配置軟件掃描PCI總線,檢測所有的PCI設(shè)備,讀取配置信息,并為每一個(gè)PC I設(shè)備分配系統(tǒng)資源,實(shí)現(xiàn)PCI設(shè)備的即插即用。每一個(gè)PCI功能設(shè)備都有一個(gè)64個(gè)雙字的配置空間,以特定的格式存儲(chǔ)設(shè)備支持的功能。PCI協(xié)議定義了開頭的16個(gè)雙字的格式和用途,稱為設(shè)備的配置頭區(qū)域。其它48個(gè)雙字是設(shè)備特定的。CAN卡的硬件資源為映射SJA1000內(nèi)部寄存器的內(nèi)存映射空間和一個(gè)中斷源。 PCI9052提供了5個(gè)局部地址空間,可以選用其中的一個(gè)作為SJA1000的地址空間,分配32個(gè)8位地址空間。同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的初始化,PCI配置寄存器中的寄存器PCIBAR2設(shè)置為0XFFFFFFE0,向系統(tǒng)請(qǐng)求分配內(nèi)存的數(shù)量為32,類型為不可預(yù)讀,其它寄存器的值可設(shè)置為0。設(shè)置局部地址空間的范圍為0X00000000~0X00000020。對(duì)中斷的配置是把PCI中斷請(qǐng)求線分配到系統(tǒng)的某一ISA中斷請(qǐng)求(IRQ)線上。在本控制卡中利用一塊串行EEPROM(93C46B)存放控制卡的PCI配置信息。上電后訪問93C46B,實(shí)現(xiàn)本控制卡的自動(dòng)配置。
[IMG=總線接口原理圖]/uploadpic/THESIS/2007/12/20071224152214259669.jpg[/IMG]
圖1 總線接口原理圖
接口的軟件設(shè)計(jì) 軟件的設(shè)計(jì)包括PCI驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)和COM組件的設(shè)計(jì)。由于PC I設(shè)備的中斷、I/O端口、映射內(nèi)存等資源都是動(dòng)態(tài)分配的,必須編寫驅(qū)動(dòng)程序管理硬件,才能供用戶編程使用。CAN卡驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)工具采用WINDRIVER。由于CAN卡上沒有微控制器,因此對(duì)總線端口的所有操作都是由驅(qū)動(dòng)程序來完成的。這不僅可以由計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能,例如,錯(cuò)誤檢測、斷點(diǎn)續(xù)傳等,同時(shí)節(jié)省了硬件,而且有利于卡的升級(jí)——只要更換驅(qū)動(dòng)程序即可。驅(qū)動(dòng)程序的功能主要是配置SJA1000的接口、收發(fā)CAN總線上的數(shù)據(jù)、對(duì)總線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、接收用戶程序的收發(fā)命令。收發(fā)數(shù)據(jù)和CAN總線錯(cuò)誤均采用中斷處理,驅(qū)動(dòng)程序可以快速響應(yīng),通過事件(Event)內(nèi)核對(duì)象直接通知給用戶程序。CAN總線通信適配器的初始化是CAN總線設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié),也是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。在其初始化過程中需要設(shè)置的參數(shù)有時(shí)鐘、總線配置、標(biāo)志標(biāo)識(shí)符屏蔽段、擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符屏蔽段、信息塊、定時(shí)器0、定時(shí)器1、信息塊的控制段、信息塊的工作方式等。CAN總線適配器簡化流程圖如圖2所示。
[IMG=CAN總線適配器簡化流程圖]/uploadpic/THESIS/2007/12/2007122415222358821H.jpg[/IMG]
圖 2 CAN總線適配器簡化流程圖
結(jié)論 本文設(shè)計(jì)的CAN總線適配器結(jié)構(gòu)簡單,可用于分布的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。在WIN2000下經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行測試,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。它可以適應(yīng)不同的傳輸速率和距離,有效保證了工業(yè)過程監(jiān)控的實(shí)時(shí)性,同時(shí)也減輕了上位機(jī)的工作負(fù)擔(dān),滿足不同的用戶要求。在不同柵偏壓和分布參數(shù)條件下為芯片ESD保護(hù)的SNTSCR的I-V特性在CMOS工藝中已經(jīng)詳細(xì)講述過。SNTSCR可以在小區(qū)域內(nèi)保持高的ESD電平對(duì)于現(xiàn)代高集成科學(xué)很有吸引力。不采用厚柵氧化層,一般小于0.25μmCMOS工藝中,SNTSCR在有效保護(hù)混合電壓接口電路免于ESD破壞時(shí)充分兼容。

標(biāo)簽:

點(diǎn)贊

分享到:

上一篇:淺談變頻器供電條件下電動(dòng)機(jī)...

下一篇:微能WIN-V63矢量控制變頻器在...

中國傳動(dòng)網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動(dòng)網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動(dòng)網(wǎng)(www.siyutn.com)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用時(shí)須注明來源“中國傳動(dòng)網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。

本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。

網(wǎng)站簡介|會(huì)員服務(wù)|聯(lián)系方式|幫助信息|版權(quán)信息|網(wǎng)站地圖|友情鏈接|法律支持|意見反饋|sitemap

傳動(dòng)網(wǎng)-工業(yè)自動(dòng)化與智能制造的全媒體“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)

網(wǎng)站客服服務(wù)咨詢采購咨詢媒體合作

Chuandong.com Copyright ?2005 - 2025 ,All Rights Reserved 深圳市奧美大唐廣告有限公司 版權(quán)所有
粵ICP備 14004826號(hào) | 營業(yè)執(zhí)照證書 | 不良信息舉報(bào)中心 | 粵公網(wǎng)安備 44030402000946號(hào)

主站蜘蛛池模板: 清水河县| 曲麻莱县| 济南市| 渝北区| 天祝| 濮阳市| 基隆市| 乌鲁木齐市| 高要市| 孝义市| 辛集市| 巴彦淖尔市| 广河县| 平南县| 徐州市| 咸阳市| 五常市| 陇南市| 抚远县| 达孜县| 泽州县| 兖州市| 台南县| 亳州市| 繁昌县| 金湖县| 莱西市| 永泰县| 迭部县| 思茅市| 杭州市| 喀喇沁旗| 北安市| 太仆寺旗| 金塔县| 垫江县| 阳泉市| 临海市| 碌曲县| 南开区| 开鲁县|