一種基于CAN總線的客房通信控制器的設計

CAN總線接口電路主要由CAN通信控制器SJA1000、高速光耦6N137和CAN總線驅動器82C250組成。SJA1000作為CAN總線協議轉換的控制器,它內建BASIC CAN協議,并提供對CAN2.0B協議的支持。通過對片內寄存器的讀、寫操作,主控制器單片機能夠設置CAN總線通信模式,實現數據的發送與接收。
SJA1000在邏輯上實現了傳輸數據的編碼和解碼,若要與物理線路連接,還必須借助總線驅動器82C250,以增強CAN總線的差動發送和接收驅動能力。為了增強CAN 總線節點的抗干擾能力,防止線路間串擾,SJA1000 的TX0 和RXO 并不是直接與82C250 的TXD 和RXD 相連,而是通過高速光耦6N137 后再與82C250 相連;另外,CAN總線驅動器采用帶隔離的DC/DC模塊單獨供電,實現了通信控制器與CAN總線的隔離,提高系統的可靠性。
82C250的CANH和CANL引腳各自通過一熱敏電阻與CAN總線相連,當過流時電阻發熱阻值變大,保護82C250免受過流的沖擊。CANH和CANL與地之間并聯兩個小電容,可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力。
RS232接口電路主要用于主控制器單片機與管理層中央服務器PC的雙向數據傳送。由于采用了標準的RS232串行通信,結構簡單、成本低。
控制器的其它外圍電路還有電源模塊、非易失性EEPROM存儲器、時鐘保持電路、LED指示燈和看門狗等。非易失性EEPROM存儲器采用具有2KB容量的AT24C02,用于保存系統配置參數及各節點的最新信息,便于管理層的查詢。時鐘保持電路選用涓流充電時鐘芯片DS1302,其內部含有實時時鐘和日歷,通過簡單的串行接口與單片機進行通信,用于給各節點控制器校時。同時,控制器還配置了4個LED指示燈,分別用于系統上電、CAN通信、RS232通信和系統通信故障的指示,以方便系統的調試和對控制器運行狀況的監測。
4 系統軟件
CAN通信控制器的主要任務是過濾信息量,將現場層信息上傳給管理層,同時接收管理層的控制指令,對記錄數據或各CAN節點進行操作。CAN通信控制器同時還具有數據記錄和零點校時功能。因而控制器軟件設計主要包括四大部分:CAN通信、RS232通信、EEPROM數據的讀寫和系統時鐘DS1302的讀寫。其程序主流程圖如圖3所示。










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