基于CAN總線的單片機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理器通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0 引 言
眾所周知，雖然目前8位單片機(jī)正逐漸被速度高，性能強(qiáng)的16位或32位微處理器所取代，但8位單片機(jī)仍以其低廉的價(jià)格、豐富的外圍芯片以及眾多的多功能產(chǎn)品而在低端應(yīng)用市場(chǎng)占據(jù)主流地位。數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor，DSP)作為一種具有高速數(shù)字信號(hào)處理能力的新型單片機(jī)，在通信、自動(dòng)控制、航天航空、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在比較復(fù)雜的測(cè)控系統(tǒng)中，如微機(jī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，要求在毫秒級(jí)的短時(shí)間內(nèi)對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)保護(hù)和測(cè)量，所以對(duì)裝置硬件系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力要求較高，而傳統(tǒng)的基于單 CPU微處理器的方案己經(jīng)難以勝任。因此，這里采用數(shù)字信號(hào)處理器與單片機(jī)構(gòu)成的雙CPU結(jié)構(gòu)。由數(shù)字信號(hào)處理器完成多通道A／D轉(zhuǎn)換、各種判據(jù)算法的運(yùn)算等功能，而單片機(jī)作為整個(gè)裝置的控制單元，主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制、參數(shù)管理、人機(jī)接口及串并行通信接口的控制等。這種雙CPU結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮數(shù)字信號(hào)處理器與單片機(jī)各自的功能特點(diǎn)。其中，雙CPU系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信可采用雙口RAM、串行通信等方式，但這兩種方式存在只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，通信速度慢，可靠性差等缺點(diǎn)，不利于系統(tǒng)擴(kuò)展。因而研究通信速度快，可靠性高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)的CAN總線通信系統(tǒng)具有重要意義。

1 CAN總線介紹
控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network，CAN)是一種串行多主站控制器局域網(wǎng)總線。它具有很高的網(wǎng)絡(luò)安全性、通信可靠性和實(shí)時(shí)性，而且簡(jiǎn)單實(shí)用，網(wǎng)絡(luò)成本低，特別適用于環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境。CAN總線可有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制。該總線的通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖。其主要特點(diǎn)如下：
(1)CAN總線為多主站總線，各節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，且不分主從；
(2)CAN總線采用獨(dú)特的非破壞性總線仲裁技術(shù)，高優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)優(yōu)先傳送數(shù)據(jù)，故實(shí)時(shí)性好；
(3)CAN總線具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能；
(4)CAN總線采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短，并有CRC及其他校驗(yàn)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低；
(5)CAN總線上某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，可自動(dòng)脫離總線，而總線上的其他操作不受影響；
(6)CAN總線系統(tǒng)擴(kuò)充時(shí)，可直接將新節(jié)點(diǎn)掛在總線上，因而走線少，系統(tǒng)擴(kuò)充容易，改型靈活；
(7)CAN總線的最大傳輸速率可達(dá)1 Mb／s，直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10 km(速率在5 Kb／s以下)；
(8)CAN總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，在標(biāo)準(zhǔn)幀(11位報(bào)文標(biāo)識(shí)符)時(shí)，可達(dá)到110個(gè)，而在擴(kuò)展幀(29位報(bào)文標(biāo)識(shí)符)時(shí)，個(gè)數(shù)不受限。

2 單片機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理器CAN通信系統(tǒng)接口電路設(shè)計(jì)
單片機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理器種類較多，在研究其通信系統(tǒng)時(shí)，以廣泛使用的MCS-51單片機(jī)以及適于運(yùn)動(dòng)控制的美國德州儀器(TI)公司TMS320LF2407為例進(jìn)行研究。
2．1 單片機(jī)通信系統(tǒng)接口電路設(shè)計(jì)
MCS-51單片機(jī)組成CAN通信系統(tǒng)需要擴(kuò)展CAN控制器，本系統(tǒng)采用的CAN控制器是SJA1000。SJA1000是PHILIPS公司生產(chǎn)的既支持CAN 2．0B，又支持CAN 2．0A的CAN控制器。與SJA1000配套使用的CAN總線驅(qū)動(dòng)器是PCA82C250，它是PHILIPS推出的CAN控制器和物理總線接口芯片，可提供對(duì)總線的差分發(fā)送和接收。CAN模塊總線控制器、總線驅(qū)動(dòng)器連接基本方法如圖1所示。為增強(qiáng)CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，SJA1000通過高速光耦6N137后與PCA82C250相連，這樣就能很好地實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)與CAN總線的電氣隔離。電源的隔離采用小功率電源隔離模塊。這些部分雖然增加了接口電路的復(fù)雜性，但是卻提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

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上一頁 1 2 3 下一頁 關(guān)鍵詞： 通信 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 信號(hào)處理器 數(shù)字 CAN 總線 單片機(jī) 基于 評(píng)論 我來說兩句…… 驗(yàn)證碼： 相關(guān)推薦 Pickering Interfaces 擴(kuò)展了業(yè)界最大的 PXI 數(shù)字 I/O 模塊組合 測(cè)試測(cè)量 Pickering Interfaces PXI 數(shù)字 I/O 模塊組合 | 2024-06-26 蘋果 iOS 18 / macOS 15 預(yù)計(jì)升級(jí)設(shè)置應(yīng)用：重整布局、簡(jiǎn)化導(dǎo)航、增強(qiáng)搜索 手機(jī)與無線通信 蘋果 iOS 18 系統(tǒng) | 2024-06-03 嵌入式Linux USB驅(qū)動(dòng)開發(fā) 下 視頻 嵌入式 Linux USB 總線 | 2009-10-28 有關(guān)數(shù)字電位器幾個(gè)應(yīng)用問題的探討 設(shè)計(jì)方案 有關(guān) 數(shù)字 電位器 幾個(gè) 應(yīng)用 題的 探討 | 2009-07-06 全數(shù)字雙向可控硅電路 設(shè)計(jì)方案 數(shù)字 雙向 可控硅 電路 | 2009-07-06 fido2100：工業(yè)自動(dòng)化新標(biāo)桿——高性能DLR交換機(jī)引領(lǐng)精準(zhǔn)時(shí)間同步新時(shí)代 工控自動(dòng)化 ADI 工業(yè)自動(dòng)化 通信 | 2024-06-03 華為發(fā)布星河 AI 網(wǎng)絡(luò)解決方案，面向 Net5.5G 智能云網(wǎng) 智能計(jì)算 華為 AI 通信 | 2024-06-28 16位語言函數(shù)工具庫 資源下載 MicroChip 語言函數(shù) 單片機(jī) PIC | 2007-11-23 大家在互相借鑒吧!--嵌入式系統(tǒng)詞匯表 jackwang | 2002-05-14 數(shù)字電路組成的放大電路 設(shè)計(jì)方案 數(shù)字 電路 組成 放大 | 2009-07-06 變速數(shù)字選號(hào)機(jī) 設(shè)計(jì)方案 變速 數(shù)字 選號(hào)機(jī) | 2009-07-06 超低功率高性能新一代產(chǎn)品MSP430F5xx 視頻 TI 單片機(jī) mps430 | 2009-10-16 嵌入式Linux USB驅(qū)動(dòng)開發(fā) 上 視頻 嵌入式 Linux USB 總線 | 2009-10-28 PCB設(shè)計(jì)的EMC考慮 EDA/PCB PCB EMC 設(shè)計(jì) | 2024-05-31 嵌入式操作系統(tǒng)大比拼 jackwang | 2002-05-13 單片機(jī)獨(dú)立看門狗和窗口看門狗的區(qū)別 嵌入式系統(tǒng) 單片機(jī) MCU 看門狗 | 2024-07-22 51單片機(jī)通信：串口、SPI、I2C三種常用的通信方式 嵌入式系統(tǒng) 51單片機(jī) 通信 | 2024-06-26 大家在互相借鑒吧!--嵌入式系統(tǒng)詞匯表 jackwang | 2002-05-14 大家在互相借鑒吧!--嵌入式系統(tǒng)詞匯表 jackwang | 2002-05-14 傾情奉獻(xiàn)：MSP430匯編指令集(中文)，詳解帶實(shí)例! 資源下載 TI 匯編指令集 單片機(jī) MSP430 | 2007-11-22 單片機(jī)語言C51應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)集錦 資源下載 單片機(jī) C51 | 2007-11-21 MSP430 電表解決方案 視頻 TI MSP430 MSP430 電表 單片機(jī) | 2009-10-16 《ATmega8原理及應(yīng)用手冊(cè)》 資源下載 ATMEL 原理與應(yīng)用 單片機(jī) ATmega系列 | 2007-12-04 工信部：2024 上半年通信業(yè)電信業(yè)務(wù)收入累計(jì)完成 8941 億元，同比增長(zhǎng) 3% 網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ) 通信 市場(chǎng)分析 | 2024-07-23 大家在互相借鑒吧!--嵌入式系統(tǒng)詞匯表 jackwang | 2002-05-14 FPGA比單片機(jī)厲害嗎？ 嵌入式系統(tǒng) FPGA 單片機(jī) | 2024-06-13 數(shù)字功放電路 設(shè)計(jì)方案 數(shù)字 功放 電路 | 2009-07-06 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)材料 資源下載 數(shù)字調(diào)制技術(shù) 數(shù)字解調(diào)技術(shù) 通信 | 2007-12-02 MSP430x2xx4xx系列 視頻 TI 單片機(jī) MSP430F47 MSP430F2 MSP430 MSP430F4 | 2009-10-19 網(wǎng)絡(luò)爬蟲開發(fā)常用框架Scrapy 網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ) 網(wǎng)絡(luò)爬蟲 通信 網(wǎng)絡(luò) | 2024-06-26 上一篇：一種基于GPRS的心電無線監(jiān)護(hù)儀 下一篇：ADS1212和SST單片機(jī)實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì) 技術(shù)專區(qū) FPGA DSP MCU 示波器 步進(jìn)電機(jī) Zigbee LabVIEW Arduino RFID NFC STM32 Protel GPS MSP430 Multisim 濾波器 CAN總線 開關(guān)電源 單片機(jī) PCB USB ARM CPLD 連接器 MEMS CMOS MIPS EMC EDA ROM 陀螺儀 VHDL 比較器 Verilog 穩(wěn)壓電源 RAM AVR 傳感器 可控硅 IGBT 嵌入式開發(fā) 逆變器 Quartus RS-232 Cyclone 電位器 電機(jī)控制 藍(lán)牙 PLC PWM 汽車電子 轉(zhuǎn)換器 電源管理 信號(hào)放大器 關(guān)閉