專利名稱：帶光纖can接口的isa智能適配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)和PC機(jī)之間的接口裝置，具體地是一種帶光纖CAN接口的ISA智能適配器。
背景技術(shù)：
CAN(控制器局域網(wǎng))總線可用于設(shè)備監(jiān)測(cè)及控制，它結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)靈活，采用非破壞性總線仲裁技術(shù)來處理節(jié)點(diǎn)沖突，是一種很有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線。它的傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纖。雙絞線CAN組網(wǎng)技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)、造價(jià)低廉，對(duì)環(huán)境電磁輻射有一定抑制能力。光纖CAN組網(wǎng)具有一定難度，但它具有強(qiáng)大的抗EMI能力?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況選擇傳輸介質(zhì)。
CAN通信適配器作為CAN節(jié)點(diǎn)和PC機(jī)之間的接口裝置，其功能是解讀CAN節(jié)點(diǎn)上發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)，發(fā)送PC機(jī)的命令到CAN節(jié)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)CAN節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。使整個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)和PC機(jī)之間通信透明化。
目前CAN通信適配器已有些研究成果，如并口CAN適配器、串口CAN適配器、PC機(jī)總線CAN適配器等，但光纖接口CAN適配器未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在CAN總線和PC機(jī)之間，提供一種帶光纖CAN接口的ISA智能適配器，其功能是將PC機(jī)的命令發(fā)給CAN控制器，用來發(fā)送數(shù)據(jù)和改變CAN總線參數(shù)設(shè)置；將CAN總線上的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)CAN總線數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和處理；在組成CAN網(wǎng)時(shí)，可選用雙絞線或光纖傳輸。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括嵌入式微處理器、CAN控制器和CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口，其中嵌入式微處理器通過雙口RAM與PC機(jī)連接，嵌入式微處理器同時(shí)通過CAN控制器與CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口相連接，CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口與CAN總線相連接。其特點(diǎn)是嵌入式微處理器與PC機(jī)連接方式為ISA總線方式；上述嵌入式微處理器采用單片機(jī)；上述雙口RAM帶有控制電路，可實(shí)現(xiàn)中斷申請(qǐng)和總線仲裁。
上述嵌入式微處理器與PC機(jī)之間連接有一個(gè)復(fù)位電路；上述CAN控制器與PC機(jī)之間連接有一個(gè)復(fù)位電路。
本發(fā)明可以智能地處理CAN控制器上的底層工作，以此減輕PC機(jī)的負(fù)擔(dān)；雙口RAM的數(shù)據(jù)通過譯碼，由PC機(jī)讀??；采用的復(fù)位方案有上電復(fù)位、按鍵復(fù)位和利用ISA總線的RESET信號(hào)復(fù)位。本發(fā)明提供的CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口有一種雙絞線接口和兩種光纖接口；可組建的CAN網(wǎng)有傳統(tǒng)雙絞線CAN網(wǎng)，光纖星型CAN網(wǎng)，光纖環(huán)形CAN網(wǎng)。
本發(fā)明把CAN總線技術(shù)和PC機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，利用PC機(jī)豐富的軟硬件支持，處理數(shù)據(jù)能力，組建一個(gè)CAN總線系統(tǒng)。提供良好的人機(jī)交互界面，為研究和測(cè)試CAN總線傳輸介質(zhì)、物理連接方式和數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)帶來了方便。


圖1為本發(fā)明的原理框圖。
圖2為雙絞線CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口圖。
圖3為光纖星型CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口圖。
圖4為光纖環(huán)形CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口圖。
圖5為雙口RAM與控制電路原理框圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例的軟件流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但下述實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
如圖1所示的本發(fā)明原理框圖，它具有與其他節(jié)點(diǎn)通信的CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口、它帶有一個(gè)嵌入式微處理器，此嵌入式微處理器可通過雙口RAM和PC機(jī)交換數(shù)據(jù)。PC機(jī)訪問雙口RAM是內(nèi)存方式。復(fù)位方案可以實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位、按鍵復(fù)位和利用ISA總線的RESET信號(hào)復(fù)位。
如圖2所示，CAN總線采用的雙絞線，分別稱為CANH和CANL。PCA82C250是CAN控制器與雙絞線的接口芯片，它是專用的CAN收發(fā)器，提供對(duì)總線的差分發(fā)送和接收功能。它完成差分信號(hào)CANH，CANL和邏輯電平信號(hào)TX，RX之間的轉(zhuǎn)換。
如圖3所示，CAN總線的傳輸介質(zhì)是光纖，把TX電信號(hào)經(jīng)LED轉(zhuǎn)為光，把光經(jīng)PIN轉(zhuǎn)為RX電信號(hào)。其中PIN是光電轉(zhuǎn)換模塊，LED是電光轉(zhuǎn)換模塊。此接口電路與光纖有源星形耦合器配合，可組成光纖星型CAN網(wǎng)。
如圖4所示，CAN總線的傳輸方式是光纖，TX和RX通過接口電路連到光纖，該接口消除光纖環(huán)形CAN網(wǎng)的傳輸堵塞問題，便于組成光纖環(huán)形CAN網(wǎng)。
如圖5所示，雙口RAM是一段存儲(chǔ)空間，這段存儲(chǔ)空間可以被兩個(gè)CPU同時(shí)讀寫，只要寫的不是同一個(gè)單元，就不會(huì)沖突，雙口RAM的左右兩個(gè)端口都有獨(dú)立的地址線，數(shù)據(jù)線，控制線，對(duì)于左右兩端的CPU，雙口RAM等效于CPU的外部RAM。本發(fā)明實(shí)施例的雙口RAM采用IDT7130，此雙口RAM自帶有忙信號(hào)和中斷信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)總線仲裁和中斷申請(qǐng)。IDT7130芯片內(nèi)部的競爭邏輯電路可以在左右兩端口幾乎同時(shí)接到雙CPU對(duì)同一單元的訪問要求時(shí)，判斷出兩端口中訪問慢的一方，并將其/BUSY引腳電平下拉，/BUSY線下拉的一方對(duì)雙口RAM訪問無效。直到另一方訪問結(jié)束后把其恢復(fù)為上拉狀態(tài)，才可以訪問雙口RAM。IDT7130的中斷申請(qǐng)功能則是由其中特殊的兩個(gè)單元x3FF和x3FE實(shí)現(xiàn)的，在左端口CPU寫x3FF單元時(shí)，右端口的中斷標(biāo)志/INTR就被設(shè)置，直到右端口CPU讀x3FF單元時(shí)，/INTR標(biāo)志才被清除。同樣，當(dāng)右端口CPU寫x3FE單元時(shí)，左端口的中斷標(biāo)志/INTL就被設(shè)置，直到左端口CPU讀x3FE單元時(shí)，/INTL標(biāo)志才被清除。
如圖6所示的本發(fā)明實(shí)施例的軟件流程圖，該軟件程序流程中，存在兩個(gè)中斷，一個(gè)是CAN中斷，CAN在接收到數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)溢出或發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)都會(huì)引發(fā)中斷，單片機(jī)接收到這個(gè)中斷后，讀取SJA1000寄存器中中斷寄存器的值，判斷是何種原因引發(fā)的中斷，再采取相應(yīng)的措施。以接收中斷為例，單片機(jī)會(huì)把SJA1000接收緩沖器的數(shù)據(jù)放入到雙口RAM，同時(shí)寫x3FE單元，引發(fā)PC機(jī)中斷，PC在中斷響應(yīng)程序中去讀雙口RAM中CAN總線接收到的數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)從CAN總線到PC機(jī)的傳送；另一個(gè)是PC機(jī)寫雙口RAM中的x3FF單元引發(fā)51中斷，51接收到這個(gè)中斷請(qǐng)求后，先讀取雙口RAM中的x3FF單元，清除中斷，再根據(jù)x3FF單元所寫內(nèi)容識(shí)別PC機(jī)所給的命令。
其中PC讀寫雙口RAM的內(nèi)存地址是可選的，IRQ中斷也是可選的，移植性相當(dāng)好。
本發(fā)明測(cè)試證實(shí)，PC機(jī)可實(shí)時(shí)觀測(cè)CAN總線的數(shù)據(jù)，以及CAN控制器SJA1000的狀態(tài)。三種CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口可以通過撥碼開關(guān)進(jìn)行切換，組成傳統(tǒng)雙絞線CAN網(wǎng)，光纖星形CAN網(wǎng)，光纖環(huán)形CAN網(wǎng)。
本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容為本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種帶光纖CAN接口的ISA智能適配器，它包括嵌入式微處理器、CAN控制器和CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口，其中嵌入式微處理器通過雙口RAM與PC機(jī)連接，嵌入式微處理器還通過CAN控制器與CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口相連接，CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口還與CAN總線相連接，其特征在于嵌入式微處理器與PC機(jī)連接方式為ISA總線方式。
2.如權(quán)利要求1所述的帶光纖CAN接口的ISA智能適配器，其特征在于嵌入式微處理器采用單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的帶光纖CAN接口的ISA智能適配器，其特征在于雙口RAM帶有控制電路，可實(shí)現(xiàn)中斷申請(qǐng)和總線仲裁。
4.如權(quán)利要求1所述的帶光纖CAN接口的ISA智能適配器，其特征在于嵌入式微處理器與PC機(jī)之間連接有一個(gè)復(fù)位電路。
5.如權(quán)利要求1所述的帶光纖CAN接口的ISA智能適配器，其特征在于CAN控制器與PC機(jī)之間連接有一個(gè)復(fù)位電路。
6.如權(quán)利要求1所述的帶光纖CAN接口的ISA智能適配器，其特征在于帶有多種CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口，包括一種雙絞線接口和兩種光纖接口。
7.如權(quán)利要求6所述的帶光纖CAN接口的ISA智能適配器，其特征在于使用不同的光纖接口時(shí)，既可以組建星型CAN網(wǎng)，又可以組建環(huán)形CAN網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶光纖CAN接口的ISA智能適配器，它包括嵌入式微處理器、CAN控制器和CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口，其中嵌入式微處理器與PC機(jī)連接，嵌入式微處理器還通過CAN控制器與CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口相連接，CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口還與CAN總線相連接，其特點(diǎn)是嵌入式微處理器與PC機(jī)連接方式為ISA總線方式。本發(fā)明把CAN總線技術(shù)和PC機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，組建一個(gè)CAN總線系統(tǒng)。提供良好的人機(jī)互動(dòng)界面，便于CAN總線的協(xié)議和組網(wǎng)方式研究。
文檔編號(hào)H04B10/02GK1545222SQ20031011137
公開日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者曾春年, 程昌銀, 梁紅, 秦神祖, 吳友宇 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)