當前位置:首頁 > 嵌入式 > 嵌入式教程
[導(dǎo)讀]基于ARM7處理器LPC2119的USB-CAN轉(zhuǎn)換器設(shè)計

引言
    控制器局域網(wǎng)(controller area network,CAN)是20世紀80年代德國BOSCH公司為現(xiàn)代汽車應(yīng)用而推出的一種多主機局部網(wǎng),由于CAN總線具有可靠性高、功能完善、成本合理、實時性等優(yōu)點,CAN總線早已不再局限于汽車行業(yè),而被廣泛應(yīng)用于各個自動化控制系統(tǒng)中,例如汽車電子、工業(yè)控制、智能大廈、安防監(jiān)控、環(huán)境控制等。目前CAN總線是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。通用串行總線(universalserial bus,USB)作為一種協(xié)議規(guī)范,是以Intel為首的7家計算機及通信產(chǎn)業(yè)廠商公司于1994年11月共同提出,其除具有使用方便(即插即用)、功耗低、數(shù)據(jù)傳輸率高等優(yōu)點外,還具有軟硬件支持廣泛、功耗低、硬件結(jié)構(gòu)標準化和總線拓撲結(jié)構(gòu)完備等特點。目前在以計算機為上位機的應(yīng)用領(lǐng)域,都首選USB口作為計算機與外設(shè)的接口。
    為了更好的將USB的通用性和CAN的專業(yè)性結(jié)合起來,通過計算機的USB接口接入CAN專業(yè)網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)系統(tǒng)控制的便利性和應(yīng)用的高效性,本文講述了一種基于ARM7處理器實現(xiàn)USB接口與CAN總線的實例,通過其可以在PC實現(xiàn)對CAN總線上設(shè)備的監(jiān)控。

1 硬件系統(tǒng)設(shè)計
1.1 處理器簡介及其外圍電路設(shè)計

    主控制器選用NXP公司的ARM7核處理器LPC2119。LPC2119是基于一個支持實時仿真和跟蹤的16/32位ARM7TDMI-STM CPU,并帶有128 KB嵌入的高速FLASH存儲器。128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。對代碼規(guī)模有嚴格控制的應(yīng)用可使用16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30%,而性能的損失卻很小。實行流水線作業(yè),提供Embedded ICE邏輯,支持片上斷點和調(diào)試點,具有先進的軟件開發(fā)和調(diào)試環(huán)境。LPC2119具有非常小的64腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、4路10位ADC、2路CAN、PWM通道、多個串行接口,包括2個16C550工業(yè)標準UART、高速I2C接口(400 kHz)和2個SPI接口,46個GPIO以及多達9個外部中斷,特別適用于汽車、工業(yè)控制應(yīng)用以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯維護總線。
    LPC2119內(nèi)部集成2個CAN控制器,每一個CAN控制器都與獨立CAN控制器SJA1000有著相似的寄存器結(jié)構(gòu)。它的主要特性有:單個總線上的數(shù)據(jù)傳輸速率高達1 Mb/s;32位寄存器和RAM訪問;兼容CAN2.0B,ISO11898-1規(guī)范;全局驗收濾波器可以識別所有的11位和29位標識符;驗收濾波器為選擇的標準標識符提供Full CAN-style自動接收。圖1所示為LPC2119外圍電路,為保證可靠復(fù)位,采用外部復(fù)位電路STM809。


1.2 USB接口電路設(shè)計
   
USB接口采用沁恒電子的CH375。CH375是一個USB總線的通用接口芯片,支持USB-HOST主機方式和USB-DEVICE/SLAVE設(shè)備方式。在本地端,CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出,可以方便地掛接到單片機/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。CH375提供了串行通信方式,通過串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機/DSP/MCU/MPU等相連接。圖2所示為CH375的接口電路。[!--empirenews.page--]


1.3 CAN總線接口電路設(shè)計
   
CAN總線收發(fā)器采用82C250,并選用6N137作隔離,LPC2119的TD和RD引腳不是直接與82C250的TX、RX引腳相連,而是通過高速光耦6N137與82C250相連,這樣可增強CAN總線節(jié)點的抗干擾能力,從而實現(xiàn)總線各節(jié)點間電氣隔離。高速光耦6N137用于保護LPC2119內(nèi)部CAN總線控制器,該光耦兩側(cè)采用5 V的DC-DC電源,可使器件的VCC與VCC1完全隔離,提高系統(tǒng)的抗干擾能力以及節(jié)點的穩(wěn)定性和安全性。圖3所示為LPC2 119與CAN驅(qū)動器82C250的連接電路。DC-DC電源模塊采用B0505LS-2W,電路在圖4中所示。

[!--empirenews.page--]


1.4 系統(tǒng)電源設(shè)計
   
整個電路的電源由USB供電,由于LPC2119的IO電路電源要求為3.3 V,內(nèi)核電路電源要求為1.8 V,在本應(yīng)用中采用兩片低壓差線性溫壓器(LDO)1117為系統(tǒng)供電,如圖4所示。
1.5 系統(tǒng)PCB設(shè)計
   
整個系統(tǒng)的PCB采用雙面板方式設(shè)計,大小為100×120,布局及外形如圖5所示。



2 固件設(shè)計
   
本系統(tǒng)軟件設(shè)計時采用μVision3 IDE,μVision3IDE是一個窗口化的軟件開發(fā)平臺,它集成了功能強大的編輯器、工程管理器以及各種編譯工具(包括C編譯器、宏匯編器、鏈接/裝載器和16進制文件轉(zhuǎn)換器),通過ULINK仿真調(diào)試。程序框架采用傳統(tǒng)的前后臺方式。CAN控制器驅(qū)動程序包括4部分內(nèi)容:CAN控制器的初始化、報文的接收、報文的發(fā)送和總線異常處理。由于LPC2119沒有開發(fā)內(nèi)部讀寫總線,本設(shè)計在對CH375操作時使用通用I/O模擬并口讀寫時序,其端口定義方式如下:

    程序在使用通用I/O模擬并口讀寫時序?qū)H375的基本操作包括CPU端口初始化、向CH375寫命令、向CH375寫數(shù)據(jù)、從CH375讀數(shù)據(jù),其實現(xiàn)過程包含:初始化void CH375_PORT_INIT();向CH375寫命令void xWriteCH375Cmd(uint8 mCmd);向CH375寫數(shù)據(jù)void xWrite CH375 Data(uint8 mData);從CH375讀數(shù)據(jù)uint8 xReadCH375Data(void)等4個基本函數(shù)。

3 結(jié)語
   
本系統(tǒng)設(shè)計采用內(nèi)置CAN控制器的LPC2119作為主控制器,CH375作為USB接口芯片,實現(xiàn)USBCAN轉(zhuǎn)換器,論述了LPC2119的外圍電路、CAN總線驅(qū)動電路以及LPC2119與CH375之間的接口連接,并在軟件給出LPC2119使用通用I/O模擬并口讀寫時序的方法,對LPC2119,CH375及CAN總線的實際應(yīng)用具有一定的參考價值。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉