原创 AN总线(二)

2.2.2.2基于SJA1000的控制电路设计
    控制器SJA1000作为本接口电路中的控制部分，应用本设计中，对于SJA1000和单片机的连接，引脚AD0~AD7是和89C51的输出输入脚P0.0～P0.7相接；SJA1000的片选信号脚/CS必须由微控制器的P2.7口控制否则这个片选输入必须接到VSS 也可以通过地址解码控制例如当地址/数据总线用于其他外围器件，ALE对应ALE，读/写输入脚/WR、/RD，/INT和单片机的/INT0连接，由于在该系统中要用到相同的时钟频率，所以我们要时钟信号引脚CLKOUT和单片机的XTAL1脚相连，达到频率一致的目的；而在复位信号的处理，可以在看门狗外围电路的RST信号输出后再通过和非门电路的相连，很好的实现了电路的复位作用。而对于控制器的收发引脚TX0，TX1与RX0，RX1，在本系统中TX0、RX0可和收发器82C250的TXD、RXD接通。同时，在和CPU接口中SJA1000 支持对两个著名的微型控制器系列的直接连接80C51 、68xx 。通过SJA1000 的MODE 引脚可选择接口模式Intel 模式 MODE 高；Motorola 模式 MODE 低。在Intel 模式和Motorola 模式里地址/数据总线和读/写控制信号的连接。本设计中，正是使用Intel模式。对SJA1000的Vdd1～Vdd3电源输入脚，外接上驱动+5V电压；而Vss1～Vss3输出接地。设计中，对SJA1000提供16Mkz的晶振。电路设计如下

                      图2-4 SJA1000控制电路

2.2.3 CAN总线收发电路设计

2.2.3.1CAN总线收发器82C250介绍
    82C250是CAN控制器与物理总线间的接口，可以提供对总线的差动发送和接收能力，与IS011898标准完全兼容，并具有抗汽车环境下的瞬间干扰、保护总线的能力。为了提高系统的可靠性和抗干扰能力，在CAN控制器和CAN收发器之间采用光耦6N137进行隔离
    PCA82C250提供对物理总线的符合CAN电气协议的差动发送和接收功能，另外，它具有的电流限制电路，还提供了对总线的进一步的保护功能。通过82C250与物理总线进行连接，可使总线支持多达110个节点的挂接。上图给出PCA82C250的功能方框图。对于CAN控制器及带有CAN总线接口的器件，82C250并不是必须使用的器件，因为多数CAN控制器均具有配置灵活的收发接口并允许总线故障，只是驱动能力一般只允许20～30个节点连接在一条总线上。而82C250支持多达110个节点，并能以1Mbps的速率工作于恶劣电气环境。

       图2-5 82C250引脚结构

    图2-6 PCA82C250配置
82C250有8个管脚，其封装形式在本设计中采用DIP形式，各引脚功能如表3：

               表3 82C250引脚功能说明

                           表4 82C250真值
    从表4中可看出，CAN总线驱动器82C250和RS485驱动器的主要区别在于传输信号的电平上。RS485驱动器的两个输出端分别向总线发送一对相异的电平，即一端为高电平，另一端则为低电平。而82C250输出端的电平不是相异的，在CANH端，它的两个状态是高电平和悬浮状态；而在CANL端，它的两个状态则分别为低电平和悬浮状态，这样一来即使多个节点同时向网络发送数据，也不会像RS485那样发生短路现象。

                图2-7 PCA82C250/251 收发器的应用举例

应用举例
    PCA82C250/251 收发器的典型应用如图2-7所示协议控制器通过串行数据输出线TX 和串行数据输入线RX 连接到收发器收发器通过有差动发送和接收功能的两个总线终端CANH 和CANL 连接到总线电缆输入Rs 用于模式控制参考电压输出VREF的输出电压是额定VCC 的0.5倍其中收发器的额定电源电压是5V。
    协议控制器输出一个串行的发送数据流到收发器的TxD 引脚内部的上拉功能将TxD 输入设置成逻辑高电平也就是说总线输出驱动器默认是被动的在隐性状态中见图2-7CANH 和CANL 输入通过典型内部阻抗是17k 的接收器输入网络偏置到2.5V 的额定电压另外如果TxD 是逻辑低电平总线的输出级将被激活在总线电缆上产生一个显性的信号电平。输出驱动器由一个源输出级和一个下拉输出级组成CANH 连接到源输出级CANL 连接到下拉输出级在显性状态中CAN_H 的额定电压是3.5V CAN_L是1.5V。

2.2.3.2基于82C250收发电路设计
    82C250是CAN控制器与物理总线间的接口，可以提供对总线的差动发送和接收能力，与IS011898标准完全兼容，并具有抗汽车环境下的瞬间干扰、保护总线的能力。
    设计中，收发器的接受、发送脚原理上要和SJA1000的发送、接受脚相连接。但这样一来，两者的电气不一致，造成电气隔离，给通信带来麻烦。为此，在它们之间接上高速光耦合器6N137，避开了电气隔离，更好的实现通信联系。82C250的TXD、RXT就对应接上6N137的输出脚OUT和输入脚IN；脚Rs作为斜率控制电阻输入端，电阻的大小可以割据总线通信速度适当调整一般在16～140KΩ之间，设计中Rs阻值为47KΩ。在通过接一个47K电阻分流之后，可以接地。电压引脚Vcc，其电源电压：4.5V〈 Vcc〈 5.5V，在设计中采用5V电压。Vref作为基准电压输出端，设计中可以接地。而CANH，CANL脚是信号的输入输出，实现对电平信号的传送，通过它们连接上双绞线，完成通信传输。电路大致如下

              图2-8 82C250收发电路