CAN總線與RS-232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計

0摘要ABSTRACT引言11CAN總線協(xié)議分析211CAN總線主要特點(diǎn)212CAN總線協(xié)議213CAN總線報文傳輸結(jié)構(gòu)314CAN總線錯誤處理3141錯誤檢測3142錯誤標(biāo)定42CAN控制器SJA1000分析521CAN節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)與SJA1000操作模式522SJA1000內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能分析63CAN總線與RS232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計1131CAN總線與RS232轉(zhuǎn)換接口電路總體設(shè)計1132主控制模塊電路設(shè)計12321AT89C51與6116電路設(shè)計13322看門狗電路設(shè)計1433AT89C51與RS232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計16331RS232C標(biāo)準(zhǔn)分析16332RS232與AT89C51接口電路設(shè)計1834SJA1000與AT89C51接口電路設(shè)計19341SJA1000與AT89C51接口電路設(shè)計19342物理層接口電路設(shè)計2135元器件清單22結(jié)論22致謝24參考文獻(xiàn)251CAN總線與RS232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計引言現(xiàn)場總線是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備/儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行數(shù)字式多點(diǎn)雙向通信的數(shù)據(jù)總線，多用于工空等領(lǐng)域，應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)不僅可以降低系統(tǒng)的布線成本，還具有設(shè)計簡單、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，同時，由于現(xiàn)場總線本身還提供了靈活而又功能強(qiáng)大的協(xié)議，這就使得用戶對系統(tǒng)配置，設(shè)備選型具有強(qiáng)大的自主權(quán)，可以任意組合多種功能模塊擴(kuò)充系統(tǒng)的功能。在眾多的現(xiàn)場工業(yè)總線中，CAN總線是一種具有國際標(biāo)準(zhǔn)而且性能價格比又較高的現(xiàn)場總線，它在當(dāng)今自動控制領(lǐng)域中的應(yīng)用極為廣泛，并發(fā)揮著重要的作用。一個由CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理論上可以掛接無數(shù)個節(jié)點(diǎn)。實(shí)際應(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。CAN可提供高達(dá)1MBIT/S的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使實(shí)時控制變得非常容易。另外，硬件的錯誤檢定特性也增強(qiáng)了CAN的抗電磁干擾能力。CAN通訊協(xié)議描述了在設(shè)備之間信息如何傳遞。它對層的定義與開放系統(tǒng)互連模型OSI一致。每一層與另一設(shè)備上相同的那一層通訊。實(shí)際的通訊是發(fā)生在每一設(shè)備上相鄰的兩層，而設(shè)備只通過模型物理層的物理介質(zhì)互連。CAN的結(jié)構(gòu)定義了模型的最下面的兩層數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。應(yīng)用層通過不同的新型協(xié)議層（專門用于特殊的工業(yè)領(lǐng)域加上由個別CAN用戶定義的任何合適的方案）和物理層連接。物理層和數(shù)據(jù)鏈路層對于設(shè)計者來說是透明的，并包含在所有執(zhí)行CAN協(xié)議的部件中。實(shí)際中，許多設(shè)備是RS232接口，為了實(shí)現(xiàn)CAN總線數(shù)據(jù)和RS232接口設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸，設(shè)計完成了CAN總線與RS232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計。21CAN總線協(xié)議分析11CAN總線主要特點(diǎn)CAN總線是一種多主式的串行通信總線，具有極高的實(shí)時性和可靠行，最高通信速率可以達(dá)到1MBIT/S，是一種十分優(yōu)秀的現(xiàn)場工業(yè)總線。CAN總線具有如下特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，只有2根線與外部相連，且內(nèi)部集成錯誤探測和管理模塊。通信方式靈活。可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從。可以點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)或者全局廣播方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息可分成不同的優(yōu)先級，以滿足不同的實(shí)時要求。CAN總線通信格式采用短幀格式，每幀字節(jié)最多為8個，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時，8字節(jié)也不會占用總線時間過長，從而保證了通信的實(shí)時性。采用非破壞性總線仲裁技術(shù)。當(dāng)兩個節(jié)點(diǎn)同時向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，優(yōu)先級低的節(jié)點(diǎn)主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)。這大大的節(jié)省了總線仲裁沖突的時間，雜網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下也不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。直接通信距離最大可達(dá)10KM（速率5KBIT/S以下），最高通信速率可達(dá)1MBIT/S（此時距離最長為40KM），節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)110個，HTTP/WWWBYSJ360COM/通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢測、優(yōu)先級判別等多項(xiàng)工作。CAN總線采用CRC進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測并可提供相應(yīng)的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。12CAN總線協(xié)議CAN總線協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方式，從結(jié)構(gòu)上可分成3個層次，分別對應(yīng)OSI網(wǎng)絡(luò)模型的最低兩層數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。CAN總線協(xié)議層次結(jié)構(gòu)由高到低如表11所示。表11CAN總線協(xié)議層次結(jié)構(gòu)協(xié)議層對應(yīng)OSI模型說明LLC邏輯鏈路控制子層，用于為鏈路中的數(shù)據(jù)傳輸提供上層控制手段MAC數(shù)據(jù)鏈路層媒體訪問控制子層，用于控制幀結(jié)構(gòu)、仲裁、錯誤界定等數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)物理層物理層物理層的作用是在不同節(jié)點(diǎn)之間根據(jù)所有的電氣屬性進(jìn)行位的實(shí)際傳輸LLC層和MAC層也可以看作是CAN總線數(shù)據(jù)鏈路層的兩個子層。其中LLC層接收MAC層傳遞的報文，主要完成報文濾波、過載通知以及恢復(fù)管理等工作。而MAC層則為數(shù)據(jù)報文的傳輸進(jìn)行具體的控制，包括幀結(jié)構(gòu)控制、總線仲裁、錯誤檢測、出錯界定、3報文收發(fā)控制等工作。物理層定義了信號是如何實(shí)際傳輸?shù)模虼松婕暗轿粫r間、位編碼、同步的解釋，CAN總線協(xié)議并未對物理層部分進(jìn)行具體的規(guī)定。13CAN總線報文傳輸結(jié)構(gòu)報文傳輸由以下4個不同的幀類型所表示1數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)從發(fā)送器至接收器。數(shù)據(jù)幀由7個不同的位場組成幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、CRC場、應(yīng)答場、幀結(jié)尾。數(shù)據(jù)場的長度可以為0。數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）通過幀間空間與前述的各幀分開。2遠(yuǎn)程幀總線單元發(fā)出遠(yuǎn)程幀，請求發(fā)送具有同一識別符的數(shù)據(jù)幀。遠(yuǎn)程幀由6個不同的位場組成幀起始、仲裁場、控制場、CRC場、應(yīng)答場、幀末尾。通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀，作為某數(shù)據(jù)接收器的站通過其資源節(jié)點(diǎn)對不同的數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化設(shè)置。3錯誤幀任何單元檢測到總線錯誤就發(fā)出錯誤幀。錯誤幀由兩個不同的場組成。第一個場用作為不同站提供的錯誤標(biāo)志（ERRORFLAG）的疊加。第二個場是錯誤界定符。為了能正確地終止錯誤幀，“錯誤被動”的節(jié)點(diǎn)要求總線至少有長度為3個位時間的總線空閑（如果“錯誤被動”的接收器有本地錯誤的話）。因此，總線的載荷不應(yīng)為100。有兩種形式的錯誤標(biāo)志，主動錯誤標(biāo)志（ACTIVEERRORFLAG）和被動錯誤標(biāo)志（PASSIVEERRORFLAG）。4過載幀過載幀用以在先行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）之間提供一附加的延時。過載幀包括兩個位場過載標(biāo)志和過載界定符。有兩種過載條件都會導(dǎo)致過載標(biāo)志的傳送（1）接收器的內(nèi)部條件（此接收器對于下一數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀需要有一延時）。（2）間歇場期間檢測到一“顯性”位。由過載條件1而引發(fā)的過載幀只允許起始于所期望的間歇場的第一個位時間開始。而由過載條件2引發(fā)的過載幀應(yīng)起始于所檢測到“顯性”位之后的位。14CAN總線錯誤處理141錯誤檢測有以下5種不同的錯誤類型（這5種錯誤不會相互排斥）1位錯誤（BITERROR）單元在發(fā)送位的同時也對總線進(jìn)行監(jiān)視。如果所發(fā)送的位值與所監(jiān)視的位值不相合，則在此位時間里檢測到一個位錯誤。但是在仲裁場（ARBITRATIONFIELD）的填充位流期間或應(yīng)答間隙（ACKSLOT）發(fā)送一“隱性”位的情況是例外的。此時，當(dāng)監(jiān)視到一“顯性”位時，不會發(fā)出位錯誤。當(dāng)發(fā)送器發(fā)送一個被動錯誤標(biāo)志但檢測到“顯性”位時，也不視為位錯誤。2填充錯誤（STRUFFERROR）如果在使用位填充法進(jìn)行編碼的信息中，出現(xiàn)了第6個連續(xù)相同的位電平時，將檢測4到一個填充錯誤。3CRC錯誤（CRCERROR）CRC序列包括發(fā)送器的CRC計算結(jié)果。接收器計算CRC的方法與發(fā)送器相同。如果計算結(jié)果與接收到CRC序列的結(jié)果不相符，則檢測到一個CRC錯誤。4形式錯誤（FORMERROR）當(dāng)一個固定形式的位場含有1個或多個非法位，則檢測到一個形式錯誤。備注接收器的幀末尾最后一位期間的顯性位不被當(dāng)作幀錯誤5應(yīng)答錯誤（ACKNOWLEDGMENTERROR）只要在應(yīng)答間隙（ACKSLOT）期間所監(jiān)視的位不為“顯性”，則發(fā)送器會檢測到一個應(yīng)答錯誤。142錯誤標(biāo)定檢測到錯誤條件的站通過發(fā)送錯誤標(biāo)志指示錯誤。對于“錯誤主動”的節(jié)點(diǎn)，錯誤信息為“主動錯誤標(biāo)志”，對于“錯誤被動”的節(jié)點(diǎn)，錯誤信息為“被動錯誤標(biāo)志”。站檢測到無論是位錯誤、填充錯誤、形式錯誤，還是應(yīng)答錯誤，這個站會在下一位時發(fā)出錯誤標(biāo)志信息。只要檢測到的錯誤的條件是CRC錯誤，錯誤標(biāo)志的發(fā)送開始于ACK界定符之后的位（其他的錯誤條件除外）。52CAN控制器SJA1000分析21CAN節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)與SJA1000操作模式SJA1000獨(dú)立的CAN控制器有2個不同的操作模式BASICCAN模式（和PCA82C200兼容）；PELICAN模式BASICCAN模式是上電后默認(rèn)的操作模式。因此用PCA82C200開發(fā)的已有硬件和軟件可以直接在SJA1000上使用，而不用作任何修改。PELICAN模式是新的操作模式，它能夠處理所有CAN20B規(guī)范的幀類型。而且它還提供一些增強(qiáng)功能，例如，SJA1000支持一些錯誤分析功能，支持系統(tǒng)診斷、系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)優(yōu)化，而且這個模式里也加入了對一般CPU的支持和系統(tǒng)自身測試的功能。使SJA1000能應(yīng)用于更寬的領(lǐng)域。本設(shè)計采用PELICAN模式，因此只給出PELICAN模式增強(qiáng)功能。如表21所示。表21PELICAN模式的增強(qiáng)功能CAN20BACTIVECAN20BACTIVE支持帶有29位標(biāo)識符的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展應(yīng)用發(fā)送緩沖器有11位或29位標(biāo)識符的報文的單報文發(fā)送緩沖器增強(qiáng)的驗(yàn)收濾波器兩個驗(yàn)收濾波器模式支持11位和29位標(biāo)識符的濾波可讀的錯誤計數(shù)器可編程的出錯警告界限支持錯誤分析在原型階段和在正常操作期間可用于診斷、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)優(yōu)化錯誤代碼捕捉寄存器出錯中斷仲裁丟失捕捉中斷支持系統(tǒng)優(yōu)化包括報文延遲時間的分析單次發(fā)送使軟件命令最小化和允許快速重載發(fā)送緩沖器僅聽模式SJA1000能夠作為一個認(rèn)可的CAN監(jiān)控器操作，可以分析CAN總線通信或進(jìn)行自動位速率檢測自測試模式支持全部CAN節(jié)點(diǎn)的功能自測試或在一個系統(tǒng)內(nèi)的自接收通常，每個CAN模塊能夠被分成不同的功能塊，如圖21所示。CAN控制器執(zhí)行在CAN規(guī)范里規(guī)定的完整CAN協(xié)議。它通常用于報文緩沖和驗(yàn)收濾6波。通用CAN收發(fā)器實(shí)現(xiàn)從CAN控制器到CAN總線物理層的電氣連接。而所有這些CAN功能都由一個模塊控制器控制，它負(fù)責(zé)執(zhí)行應(yīng)用層的功能。圖21CAN模塊裝置22SJA1000內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能分析1SJA1000內(nèi)部結(jié)構(gòu)SJA1000內(nèi)部可以分為接口管理邏輯、發(fā)送緩沖區(qū)、接收FIFO、比特流處理器、接收濾波器、定位邏輯器、錯誤管理邏輯、復(fù)位模塊和振蕩電路這幾個部分組成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系如圖22所示。模塊控制器CAN控制器CAN收發(fā)器傳感器執(zhí)行器人機(jī)接口微處理器SJA1000PCA82C250/251傳感器執(zhí)行器人機(jī)接口CAN總線7圖22SJA1000內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2SJA1000引腳功能SJA1000中共有28個外部引腳，芯片封裝形式可以是DIP28，也可以是SO28。AD7AD0（引腳2、1、2823）這8個引腳為8位地址/數(shù)據(jù)端ALE/AS（引腳3）INTEL模式下，該引腳為ALE信號輸入端。MOTOROLA模式下，該引腳為AS信號輸入端。/CS（引腳4）芯片片選端/RD/E（引腳5）INTEL模式下，該引腳為/RD信號輸入端，MOTOROLA模式下，該引腳為E信號輸入端。/WR（引腳6）INTEL模式下，該引腳為/WR信號輸入端，MOTOROLA模式下，該引腳為RD/WR信號輸入端。CLKOUT（引腳7）SJA1000的時鐘信號輸入端。該時鐘頻率可以由SJA1000的內(nèi)部時鐘控制寄存器進(jìn)行可編程控制，若時鐘控制寄存器的CLOCKOFF位為1，則該引腳無效。VSS1（引腳8）邏輯地XTAL1、XTAL2（引腳9、10）外部晶振接入端。MODE（引腳11）模式選擇端。該引腳用于處理器接口的選擇，當(dāng)該引腳接高電平時，SJA1000工作在INTEL模式，當(dāng)該引腳接低電平時，SJA1000工作在MOTOROLA模式。VDD3（引腳12）輸出驅(qū)動器的電源端。TX0、TX1（引腳13、14）CAN輸出驅(qū)動器的輸出端0和輸出端1。8VSS3（引腳15）輸出驅(qū)動器的接地端。/INT（引腳16）中斷信號輸出端。當(dāng)產(chǎn)生事件且內(nèi)部中斷寄存器對應(yīng)位被置位時，該引腳產(chǎn)生低電平，通知處理器產(chǎn)生外部中斷，處理器可以通過查看中斷事件寄存器來了解發(fā)生了何種中斷。該引腳為集電極開路，因此多個/INT信號可以直接連接在一起產(chǎn)生線“或”。/RST（引腳17）芯片復(fù)位端。VDD2（引腳18）輸入比較器的電源端。RX0、RX1（引腳19、20）CAN輸入比較器的輸入端0和輸入端1。VSS2（引腳21）輸入比較器的接地端。VDD1（引腳22）電源端。3SJA1000寄存器及其功能SJA1000的功能配置和行為由主控制器的命令控制。因此SJA1000能滿足不同屬性的CAN總線系統(tǒng)的要求。主控制器和SJA1000之間的數(shù)據(jù)交換經(jīng)過一組寄存器（控制段）和一個RAM（報文緩沖器）完成。RAM部分的寄存器和地址窗口組成了發(fā)送和接收緩沖器，對于主控制器來說就象是外圍器件寄存器。表22根據(jù)它們在系統(tǒng)的作用分組列出了SJA1000寄存器。注意，一些寄存器只在PELICAN模式有效，控制寄存器僅在BASICCAN模式里有效。一些寄存器是只讀的或只寫的，還有一些只能在復(fù)位模式中訪問。表22SJA1000內(nèi)部寄存器的分類寄存器地址使用類型寄存器名稱（符號）PEILCAN模式BASICCAN模式功能模式（MOD）0選擇睡眠模式、驗(yàn)收濾波器模式、自測試模式、只聽模式和復(fù)位模式控制（CR）在BASICCAN模式里選擇復(fù)位模式命令（CMR）BASICCAN模式的睡眠模式命令選擇不同的操作模式的要素時鐘分頻器（CDR）3131在CLKOUT設(shè)置時鐘信號（引腳7）選擇PEILCAN模式、比較器旁路模式、TX1（管腳14）輸出模式設(shè)定CAN通訊的要素驗(yàn)收碼（ACK）驗(yàn)收屏蔽（AVR）1629202345驗(yàn)收濾波器位的模式選擇9總線定時寄存器0（BTR0）總線定時寄存器1（BTR1）6767位定時參數(shù)的設(shè)置輸出控制（OCR）88輸出驅(qū)動器屬性的選擇命令（CMR）11自接收、清除數(shù)據(jù)超載、釋放接收緩沖器、中止傳輸和傳輸請求的命令狀態(tài)（SR）22報文緩沖器的狀態(tài)、CAN核心模塊的狀態(tài)中斷（IR）33CAN中斷標(biāo)志中斷使能（IER）4在PEILCAN模式使能和禁能中斷控制（CR）0在BASICCAN模式使能和禁能中斷事件仲裁丟失捕捉（ALC）11顯示仲裁丟失的位置錯誤代碼捕捉（ECC）12顯示最近一次的錯誤類型和位置出錯警告界限（EWLR）13產(chǎn)生出錯警告中斷的閥值選擇RX錯誤記數(shù)（RXERR）14反映接收錯誤記數(shù)器的當(dāng)前值TX錯誤記數(shù)（TXERR）14、15反映發(fā)送錯誤計數(shù)器的當(dāng)前值RX報文計數(shù)器（RMC）29接收FIFO里的報文數(shù)量復(fù)雜的錯誤檢測和分析的要素RX緩沖器起始地址（RBSA）30顯示接收緩沖器提供的報文的當(dāng)前內(nèi)部RAM地址發(fā)送緩沖器（TXBUF）16281019信息緩沖器接收緩沖器（RXBUF）16282029（1）發(fā)送緩沖器/接收緩沖器在CAN總線上發(fā)送的數(shù)據(jù)被載入SJA1000的存儲區(qū)，這個存儲區(qū)叫“發(fā)送緩沖器”。從CAN總線上收到的數(shù)據(jù)也存儲在SJA1000的存儲區(qū)，這個存儲區(qū)叫“接收緩沖器”，在BASICCAN模式下。這些緩沖器包括2、3或5個字節(jié)的標(biāo)識符和幀信息（取決于模式和幀類10型），而最多可以包含8個數(shù)據(jù)字節(jié)。在PELICAN模式這些緩沖器是13個字節(jié)長（見表23）1字節(jié)幀信息2個或4個標(biāo)識符字節(jié)（標(biāo)準(zhǔn)幀或擴(kuò)展幀）最多8個數(shù)據(jù)字節(jié)。表23是PELICAN模式里的RX緩沖器1（讀訪問）和TX緩沖器（寫訪問2）表23PELICAN模式讀訪問和寫訪問CAN地址（十進(jìn)制）名稱組成和標(biāo)注16幀信息1位說明，如果報文包括一個標(biāo)準(zhǔn)幀或擴(kuò)展幀1位遠(yuǎn)程傳輸請求位4位數(shù)據(jù)長度碼，說明數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)量17，18標(biāo)識符字節(jié)1，2標(biāo)準(zhǔn)幀11位標(biāo)識符擴(kuò)展幀16位標(biāo)識符19，20標(biāo)識符字節(jié)3，4僅擴(kuò)展幀13個標(biāo)識符幀類型標(biāo)準(zhǔn)幀1926擴(kuò)展幀2128數(shù)據(jù)字節(jié)18由數(shù)據(jù)長度碼說明，最多8個數(shù)據(jù)字節(jié)（2）驗(yàn)收濾波器獨(dú)立的CAN控制器SJA1000裝配了一個多功能的驗(yàn)收濾波器，該濾波器允許自動檢查標(biāo)識符和數(shù)據(jù)字節(jié)。使用這些有效的濾波方法，可以防止對于某個節(jié)點(diǎn)無效的報文或報文組存儲在接收緩沖器里。因此降低了主控制器的處理負(fù)載。濾波器由驗(yàn)收碼寄存器和屏蔽寄存器根據(jù)給定算法來控制。接收到的數(shù)據(jù)會和驗(yàn)收代碼寄存器中的值進(jìn)行逐位比較。接收屏蔽寄存器定義與比較相關(guān)的位的位置（0相關(guān)1不相關(guān)）。只有收到的報文相應(yīng)位與驗(yàn)收代碼寄存器的相應(yīng)位相同，報文才會被接收。PELICAN模式的驗(yàn)收濾波已被擴(kuò)展4個8位的驗(yàn)收碼寄存器（ACR0，ACR1，ACR2和ACR3）和驗(yàn)收屏蔽寄存器（AMR0，AMR1，AMR2和AMR3）可以用多種方法濾波報文。報文的哪些位用于驗(yàn)收濾波，取決于收到的幀（標(biāo)準(zhǔn)幀或擴(kuò)展幀）和選擇的濾波器模式（單濾波器或雙濾波器）。對于不需要經(jīng)過驗(yàn)收濾波的報文位（例如報文組被定義為接受），驗(yàn)收屏蔽寄存器必須相應(yīng)的位位置上置“1”。如果報文不包括數(shù)據(jù)字節(jié)（例如是一個遠(yuǎn)程幀或者數(shù)據(jù)長度碼為零）但是驗(yàn)收濾波包括數(shù)據(jù)字節(jié)，則如果標(biāo)識符直到RTR位都有效的話，報文會被接收。113CAN總線與RS232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計31CAN總線與RS232轉(zhuǎn)換接口電路總體設(shè)計C11V2C13C24C25V62COUT72CIN8251OUT9251IN10151IN11151OUT121CIN131COUT14GND15VCC16MAX232R7MAX2321F1F1FGND1FGND162738495DB9GNDP101P112P123P134P145P156P167P178RST/VPD9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40AT89C51GNDGND390VCC01F01FGND24MHZ20PF20PFGND39047KGND5VGNDGND30P30P/CS1SO2/WP3GND4SI5SCK6RST7VCC8X25045GNDVCCVCCVCCVCCVCCVCC1K1K1K1KVCC1KVCCAD023AD124AD225AD326AD427AD528AD61AD72/CS4ALE3/RD5/WR6CLKOUT7INT16RST17TX013TX114RX015RX120MODE11VDD122VSS18VSS221VSS315VDD218VDD312XTAL13XTAL210SJA100001FTXD1RXD4VREF5RS8GND2CANL6CANH7VC3P82C250A08A17A26A35A44A53A62A71A823A922A1019E18G20W21D09D110D211D313D414D515D616D7176116NOTD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE1174HC373A12A25A38A411A514A617B13B26B412B515B618B39O11O24O37O410O513O616DIP6VC13456VCCGNDTLP11313456VCCGNDTLP1133905VGNDGNDVCC3905V1F圖31CAN與RS232接口轉(zhuǎn)換電路圖31為CAN總線與RS232接口轉(zhuǎn)換電路圖。整個轉(zhuǎn)換接口電路包括主控制模塊、RS232接口轉(zhuǎn)換電路和CAN控制模塊3個主要部分。12主控制模塊處理CAN總線以及RS232接口的數(shù)據(jù)通信和控制，利用AT89C51完成兩種格式數(shù)據(jù)幀的交換，并對接口進(jìn)行控制。RS232接口電路由MAX232芯片構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)將單片機(jī)串口的TTL電平與RS232電平的相互轉(zhuǎn)換。CAN控制器模塊，主要完成CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。其中物理接口采用PCA82C250芯片實(shí)現(xiàn)物理層的電平轉(zhuǎn)換和傳輸。CAN控制器使用SJA1000芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。32主控制模塊電路設(shè)計P101P112P123P134P145P156P167P178RST/VPD9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40AT89C51GNDGND/CS1SO2/WP3GND4SI5SCK6RST7VCC8X25045GNDVCCVCCVCCVCC1K1K1K1KVCCA08A17A26A35A44A53A62A71A823A922A1019E18G20W21D09D110D211D313D414D515D616D7176116NOTD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE1174HC373A12A25A38A411A514A617B13B26B412B515B618B39O11O24O37O410O513O616DIP6圖32主控制模塊電路圖主控制模塊負(fù)責(zé)處理CAN以及RS232接口的數(shù)據(jù)通信與控制，利用AT89C51完成兩種格式數(shù)據(jù)幀的交換，并對接口進(jìn)行控制。如圖32中所示，RS232與CAN的轉(zhuǎn)接板13主要實(shí)現(xiàn)RS232接口與CAN總線接口之間的數(shù)據(jù)傳輸，其運(yùn)算量不大，因此選用可以有效降低成本的AT89C51作為整個設(shè)計的主控制器。AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能4K字節(jié)FLASH閃速存儲器，1000次可擦寫周期，三級加密程序存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM、定時/計數(shù)器、竄行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。AT89C51的電源使用5V電源，同時其P35、P34以及P14P15外接一個DIP6開關(guān)，用于設(shè)置單片機(jī)本身的地址信息。AT89C51使用的晶振信號由SJA1000提供（SJA1000用24MHZ的片外晶振），SJA1000的CLKOUT引腳接入MCU的XTAL1引腳。321AT89C51與6116電路設(shè)計圖33AT89C51與6116連接電路圖由于CAN總線速率與RS232接口速率并不相同，因此設(shè)計中還增加了片外RAM芯片6116，用作轉(zhuǎn)換雙方的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。設(shè)計中使用P27接反向器連接6116的片選端，所以接口轉(zhuǎn)換電路中的片外RAM的起始地址實(shí)際上應(yīng)為0X8000。AT89C51通過數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線與存儲器連接，如圖34所示圖34片外存儲器原理框圖本設(shè)計中選用的是6116。6116為2KX8位的靜態(tài)RAM，其邏輯圖35如下AT89C51存儲器地址總線控制總線數(shù)據(jù)總線P101P112P123P134P145P156P167P178RST/VPD9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40AT89C51GNDGNDVCCA08A17A26A35A44A53A62A71A823A922A1019E18G20W21D09D110D211D313D414D515D616D7176116NOTD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE1174HC37314圖35片外RAM6116邏輯圖其中A0A10為11根地址線,I/OI/O7為8根數(shù)據(jù)線，/E為片選端，當(dāng)/E低電平有效時才能選中芯片。/G為數(shù)據(jù)輸出選通端，/W為寫信號端。其工作方式見表31表31片外數(shù)據(jù)存儲器工作方式控制信號/E/G/W讀001寫010非選通1322看門狗電路設(shè)計一般有軟件看門狗和硬件看門狗兩種。軟件看門狗不需外接硬件電路，但系統(tǒng)需要出讓一個定時器資源，而且若系統(tǒng)軟件運(yùn)行不正常，可能導(dǎo)致看門狗系統(tǒng)也癱瘓。硬件看門狗是真正意義上的“程序運(yùn)行監(jiān)視器”，如計數(shù)型的看門狗電路通常由555多諧振蕩器、計數(shù)器以及一些電阻、電容等組成，分立元件組成的系統(tǒng)電路較為復(fù)雜，運(yùn)行不夠可靠。所以本設(shè)計使用帶有SPI總線接口的X25045實(shí)現(xiàn)硬件看門狗功能。圖36X25045芯片圖1X25045引腳功能/CS片選擇輸入SO串行輸出，數(shù)據(jù)由此引腳逐位輸出SI串行輸入，數(shù)據(jù)或命令由此引腳逐位寫入X25045SCK串行時鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫入，下降沿將數(shù)據(jù)輸出/WP寫保護(hù)輸入。當(dāng)它低電平時，寫操作被禁止VSS地VCC電源電壓RESET復(fù)位輸出2X25045的特性6116A010VCCI/O07/W/G/EGNDS1/CS1SO2/WP3GND4SI5SCK6RST7VCC8X2504515可選時間的看門狗定時器VCC的降壓檢測和復(fù)位控制5種標(biāo)準(zhǔn)的開始復(fù)位電壓使用特定的編程順序即可對低電壓檢測和復(fù)位開始電壓進(jìn)行編程復(fù)位電壓可低至VCC1V省電特性在看門狗打開時，電源小于50UA在看門狗關(guān)閉時，電源小于10UA在讀操作時，電源小于2MA4K位EEPROM1000000次的擦寫周期具有數(shù)據(jù)的塊保護(hù)功能，可以保護(hù)1/4、1/2或全部的EEPROM，當(dāng)然也可以置于不保護(hù)狀態(tài)內(nèi)建防誤寫措施用指令允許寫操作寫保護(hù)引腳時鐘可達(dá)33M短的編程時間16字節(jié)的頁寫模式寫時由器件內(nèi)部自動完成典型的器件寫周期為5MS3X25045功能如圖37所示，X25045將四種功能合于一體，上電復(fù)位控制、看門狗定時器、降壓管理以及具有塊保護(hù)功能的串行EEPROM，它有助于簡化轉(zhuǎn)換接口的設(shè)計，減少印制板的占用面積，提高可靠行。圖37X25045內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖該芯片內(nèi)的串行EEPROM具有塊鎖保護(hù)COMS串行EEPROM，它被組織成8位的結(jié)構(gòu)，它由一個由四線構(gòu)成的SPI總線方式進(jìn)行操作，其擦寫周期至少有1000000次，并且寫好的數(shù)據(jù)能夠保存100年。X25045在讀寫操作之前，需要先向它發(fā)出指令，指令名及指令格式如表32所示。16表32X25045讀寫操作指令表指令名指令格式操作WREN00000110設(shè)置寫使能鎖存器（允許寫操作）WRDI00000100復(fù)位寫使能鎖存器（禁止寫操作）RDSR00000101讀狀態(tài)寄存器WRSR00000001寫狀態(tài)寄存器READ0000A8011把開始于所選地址的寄存器中的數(shù)據(jù)讀出WRITE0000A8010把數(shù)據(jù)寫入開始所選地址的寄存器4看門狗芯片X25045與AT89C51接口電路設(shè)計/CS1SO2/WP3GND4SI5SCK6RST7VCC8X25045P101P112P123P134P145P156P167P178RST/VPD9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC4089C51GNDVCCVCCVCCGND1K1K1K1KVCC圖38X25045與AT89C51接口電路圖如圖38所示，X25045的4個主要引腳/CS、SCK、SI、SO分別對應(yīng)連接AT89C51的P10P13腳，這些引腳還應(yīng)該連上拉電阻。/WP接高電平，使X25045始終保持寫保護(hù)輸入狀態(tài)。X25045芯片內(nèi)包含有一個看門狗定時器，可通過軟件預(yù)置系統(tǒng)的監(jiān)控時間。在看門狗定時器預(yù)置的時間內(nèi)若沒有總線活動，則X25045將從RESET輸出一個高電平信號給AT89C51，使其復(fù)位。33AT89C51與RS232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計331RS232C標(biāo)準(zhǔn)分析RS232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是EIARS232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIAELECTRONICINDUSTRYASSOCIATION代表美國電子工業(yè)協(xié)會，RS（ECOMMEDEDSTANDARD）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識號，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號功能及傳送過程。常用物理標(biāo)準(zhǔn)還有EIA0；RS232C、EIA0；RS422A、EIA0；RS423A、EIA0；RS485。這里只介紹EIA0；RS232C（簡稱232，RS232）。例如，目前在IBMPC機(jī)上的COM1、COM2接口，就是RS232C接口。1RS232電氣特性EIARS232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。在TXD和RXD上邏輯1MARK3V15V17邏輯0SPACE315V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）3V15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓3V15V以上規(guī)定說明了RS323C標(biāo)準(zhǔn)對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)（信息碼）邏輯“1”（MARK）的電平低于3V，邏輯“0”（SPACE）的電平高于3V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ON）即信號有效的電平高于3V，斷開狀態(tài)OFF即信號無效的電平低于3V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于3V時，電路可以有效地檢查出來，介于33V之間的電壓無意義，低于15V或高于15V的電壓也認(rèn)為無意義，因此，實(shí)際工作時，應(yīng)保證電平在315V之間。EIARS232C與TTL轉(zhuǎn)換EIARS232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIARS232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。本文采用集成電路芯片MAX2322RS232機(jī)械特性由于RS232C并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了DB25、DB15和DB9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。下面僅介紹DB9連接器。在AT機(jī)及以后，不支持20MA電流環(huán)接口，使用DB9連接器，作為提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2兩個串行接口的連接器。它只提供異步通信的9個信號。在通信速率低于20KB/S時，RS232C所直接連接的最大物理距離為15M（50英尺）。RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若不使用MODEM，在碼元畸變小于4的情況下，DTE和DCE之間最大傳輸距離為15M（50英尺）。可見這個最大的距離是在碼元畸變小于4的前提下給出的。為了保證碼元畸變小于4的要求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動器的負(fù)載電容應(yīng)小于2500PF3RS232C接口信號RS232C標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線，4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時線、7條備用和未定義線，常用的只有9根，它們是（1）聯(lián)絡(luò)控制信號線數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好（DATASETREADYDSR有效時（ON）狀態(tài)，表明MODEM處于可以使用的狀態(tài)。數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DATASETREADYDTR有效時（ON）狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)終端可以使用。請求發(fā)送REQUESTTOSENDRTS用來表示DTE請求DCE發(fā)送數(shù)據(jù)，即當(dāng)終端要發(fā)送數(shù)據(jù)時，使該信號有效（ON狀態(tài)），向MODEM請求發(fā)送。它用來控制MODEM是否要進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。允許發(fā)送（CLEARTOSENDCTS）用來表示DCE準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)來的數(shù)據(jù)，是對請求發(fā)送信號RTS的響應(yīng)信號。當(dāng)MODEM已準(zhǔn)備好接收終端傳來的數(shù)據(jù)，并向前發(fā)送時，使該信號有效，通知終端開始沿發(fā)送數(shù)據(jù)線TXD發(fā)送數(shù)據(jù)。18接收線信號檢出RECEIVEDLINEDETECTIONRLSD用來表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。當(dāng)本地的MODEM收到由通信鏈路另一端（遠(yuǎn)地）的MODEM送來的載波信號時，使RLSD信號有效，通知終端準(zhǔn)備接收，并且由MODEM將接收下來的載波信號解調(diào)成數(shù)字兩數(shù)據(jù)后，沿接收數(shù)據(jù)線RXD送到終端。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢出DATACARRIERDECTECTIONDCD）線。振鈴指示RINGINGRI當(dāng)MODEM收到交換臺送來的振鈴呼叫信號時，使該信號有效（ON狀態(tài)），通知終端，已被呼叫。（2）數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線發(fā)送數(shù)據(jù)TRANSMITTEDDATATXD通過TXD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM，DTEDCE。接收數(shù)據(jù)RECEIVEDDATARXD通過RXD線終端接收從MODEM發(fā)來的串行數(shù)據(jù)，DCEDTE。（3）地線332RS232與AT89C51接口電路設(shè)計1MAX232芯片引腳功能MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的接口電路,使用5V單電源供電。MAX232芯片功能包括電荷泵電路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道和供電。MAX232的芯片圖如圖39所示圖39MAX232芯片引腳圖電荷泵電路。由1、3、4、5腳和2只電容構(gòu)成，2管腳串聯(lián)一個電容接電源，6管腳串聯(lián)一個電容接地。功能是產(chǎn)生12V和12V兩個電源，提供給RS232串口電平的需要。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。而我們用來作寫頻器就只需一個通道就行啦。所以一通道的7、8、9、10腳就全空腳，我們只用了第二通道的4個管腳。供電電源。15腳DNG、16腳VCC（5V）。2RS232與AT89C51接口電路設(shè)計19C11V2C13C24C25V62COUT72CIN8251OUT9251IN10151IN11151OUT121CIN131COUT14GND15VCC16MAX232MAX2321F1F1FGND1FGND162738495DB9GNDVCCVCCP101P112P123P134P145P156P167P178RST/VPD9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40AT89C51GNDVCC1F圖310AT89C51與RS232接口電路如圖310所示，MAX232芯片構(gòu)成RS232的接口轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)AT89C51串口的TTL電平與RS232電平的相互轉(zhuǎn)換。其中R1OUT和T1IN引腳接單片機(jī)的RXD引腳和TXD引腳，R1IN和T1OUT作為RS232接口輸出連接標(biāo)準(zhǔn)DB9接口的引腳2和引腳3。DB9接口引腳5接地。為了使MAX232芯片正常工作，還需要外接4個1F的電容用于芯片升壓，以完成電平轉(zhuǎn)換。34SJA1000與AT89C51接口電路設(shè)計341SJA1000與AT89C51接口電路設(shè)計1SJA1000的電氣連接原理圖，如圖311所示。主控制器接口管理邏輯發(fā)送緩沖接受FIFO驗(yàn)收濾波器CAN核心控制模塊收發(fā)器SJA1000CAN總線圖311SJA1000電氣連接原理圖CAN核心模塊負(fù)責(zé)CAN信息幀的收發(fā)和CAN協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，接口管理邏輯負(fù)責(zé)同外部主控制器的接口，該單元中的每一個寄存器都可由主控制器通過SJA1000的地址/數(shù)據(jù)總線訪問，發(fā)送緩沖區(qū)可存儲一個完整的信息幀，長度為13個字節(jié)。主控制器可直接將標(biāo)識符和數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖區(qū)，然后置位命令寄存器（CMR）中的發(fā)送請求位TR，啟動CAN核心模塊讀取發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，按CAN協(xié)議封裝成一完整CAN信息幀，通過收發(fā)器發(fā)往總線。驗(yàn)收濾波器單元完成接收信息的濾波，只有驗(yàn)收濾波通過且無差錯，才把接收的信息幀送入接收FIFO緩沖區(qū)，且置位接收緩沖區(qū)狀態(tài)標(biāo)志SR0，表明接收緩沖區(qū)中20已有成功接收的信息幀，接收幀的數(shù)量可通過訪問接收信息計數(shù)器（RMC）得知。接收FIFO共有64個字節(jié)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過82C200的接收緩沖區(qū)，因而SJA1000的超載能力也大大加強(qiáng)。SJA1000的寄存器和管腳配置使它可以使用各種各樣集成或分立的CAN收發(fā)器。SJA1000支持直接連接到兩個著名的微型控制器系列8XC51和68XX。通過SJA1000的MODE引腳可選擇接口模式INTEL模式MODE高M(jìn)OTOROLA模式MODE低PHILIPS基于8XC51系列的8位微控制器和XA結(jié)構(gòu)的16位微型控制器都使用INTEL模式。為了和其他控制器的地址數(shù)據(jù)總線和控制信號匹配，必須要附加邏輯電路。但是必須確保在上電期間不產(chǎn)生寫脈沖。另一個方法在這個時候使片選輸入是高電平，禁能CAN控制器。2SJA1000內(nèi)部功能特性（1）電源SJA1000有三對電源引腳，用于CAN控制器內(nèi)部不同的數(shù)字和模擬模塊。VDD1/VSS1內(nèi)部邏輯（數(shù)字）VDD2/VSS2輸入比較器（模擬）VDD3/VSS3輸出驅(qū)動器（模擬）（2）復(fù)位為了使SJA1000正確復(fù)位，CAN控制器的XTAL1管腳必須連接一個穩(wěn)定的振蕩器時鐘。引腳17的外部復(fù)位信號要同步并被內(nèi)部延長到15個XTAL。這保證了SJA1000所有寄存器能夠正確復(fù)位。要注意的是上電后的振蕩器的起振時間必須要考慮。（3）振蕩器和時鐘策略SJA1000能用片內(nèi)振蕩器或片外時鐘源工作。另外CLKOUT管腳可被使能，向主控制器輸出時鐘頻率。如果不需要CLKOUT信號，可以通過置位時鐘分頻寄存器（CLOCKOFF1）關(guān)斷。這將改善CAN節(jié)點(diǎn)的EME性能。CLKOUT信號的頻率可以通過時鐘分頻寄存器改變；FCLKOUTFXTAL/時鐘分頻因子（1，2，4，6，8，10，12，14）。上電或硬件復(fù)位后，時鐘分頻因子的默認(rèn)值由所選的接口模式（引腳11）決定。如果使用16MHZ的晶振，INTEL模式下CLKOUT的頻率是8MHZ。MOTOROLA模式中，復(fù)位后的時鐘分頻因子是12，這種情況CLKOUT會產(chǎn)生133MHZ的頻率。（4）睡眠和喚醒置位命令寄存器的進(jìn)入睡眠位（BASICCAN）模式或模式寄存器（PELICAN模式）的睡眠模式位后，如果沒有總線活動和中斷等待，SJA1000就會進(jìn)入睡眠模式。振蕩器在15個CAN位時間內(nèi)保持運(yùn)行狀態(tài)。此時，微型控制器用CLKOUT頻率來計時，進(jìn)入自己的低功耗模式。如果出現(xiàn)三個喚醒條件之中的一個，振蕩器會再次啟動并產(chǎn)生一個喚醒中斷。振蕩器穩(wěn)定后，CLKOUT頻率被激活。3SJA1000與AT89C51接口電路設(shè)計CAN控制器功能像是一個時鐘源，復(fù)位信號由外部復(fù)位電路產(chǎn)生。如圖312所示，在21設(shè)計里，SJA1000的片選由微控制器的P27口控制。否則，這個片選輸入必須接到VSS。P101P112P123P134P145P156P167P178RST/VPD9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC4089C51VCCGND390VCC01F01FGND24MHZ01F01FGND39047KGND5VGNDGND30P30PAD023AD124AD225AD326AD427AD528AD61AD72/CS4ALE3/RD5/WR6CLKOUT7INT16RST17TX013TX114RX015RX120MODE11VDD122VSS18VSS221VSS315VDD218VDD312XTAL13XTAL210SJA100001FTXD1RXD4VREF5RS8GND2CANL6CANH7VCC3P82C250VCC13456VCCGNDTLP11313456VCCGNDTLP1133905VGNDGNDVCC3905V圖312SJA1000與AT89C51接口電路CAN控制器SJA1000芯片采用片外24MHZ晶振，其CLKOUT引腳輸出工作頻率接入微處理器的XTAL1引腳。片選/CS端與單片機(jī)的P27引腳直接相連，因此SJA1000的尋址空間從地址0開始。AD0AD7直接與AT89C51的低8位數(shù)據(jù)/地址復(fù)用口P0口，MODE接高電平設(shè)置為INTEL模式，中斷輸出信號/INT與微處理器的/INT0連接，使CAN通信可以采用中斷和查詢兩種方式。TLP113的外接390電阻為限流保護(hù)電阻，為避免當(dāng)驅(qū)動器失效時出現(xiàn)過流導(dǎo)致控制器損壞。342物理層接口電路設(shè)計1物理層接口電路設(shè)計390VCC01F01FGND24MHZ20PF20PFGND39047KGND5VGNDGND30P30PAD023AD124AD225AD326AD427AD528AD61AD72/CS4ALE3/RD5/WR6CLKOUT7INT16RST17TX013TX114RX015RX120MODE11VDD122VSS18VSS221VSS315VDD218VDD312XTAL13XTAL210SJA100001FTXD1RXD4VREF5RS8GND2CANL6CANH7VCC3P82C250VCC13456VCCGNDTLP11313456VCCGNDTLP1133905VGNDGNDVCC3905V圖313CAN總線智能節(jié)點(diǎn)硬件電路如圖313所示，本設(shè)計采用集成的收發(fā)器（PCA82C250），82C250收發(fā)器是