基于LPC2292的CAN總線智能節點設計

引言

CAN(Controller Area Network)總線控制器局域網絡是在1986年2月的SAE大會上，由RoberBosch公司首先提出的。CAN總線是一種串行通信協議，它能有效支持高安全等級的分布式實時控制，其最初的目的是用在汽車上。但由于采用了許多新技術及獨特的設計，CAN總線與一般的通信總線相比，它的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，目前的應用范圍已不局限于汽車行業，而是擴展到了機械工業、紡織機械、農用機械、機器人、數控機床、醫療器械、家用電器及傳感器等諸多領域。CAN節點的設計多采用單片機，為此，本文給出了一種基于本身已經嵌入了CAN控制器的單片機LPC2292的CAN總線智能節點的設計方案。

1 LPC2292控制器

LPC2292是一個可以支持實時仿真和跟蹤的16／32位ARM7TDMI-S CPU微控制器，它帶有256K字節的嵌人式高速Flash存儲器，并具有的128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構，可使32位代碼在最大時鐘速率下運行。而對代碼有嚴格控制要求的應用則可使用16位Thumb模式，這樣可將代碼規模降低30％以上，而性能的損失卻很小。LPC2292采用144腳封裝、可使用的GPIO高達76(使用外部存儲器)～112個(單片應用)、并具有極低的功耗。LPC2292內含多個32位定時器、4路10位ADC、2路CAN以及多達9路外部中斷等，特別適用于汽車、工業控制應用、醫療系統和容錯維護總線。

LPC2292內部集成的2路CAN控制器符合CAN規范2.0B ISO 11898-1；可訪問32位的寄存器和RAM；每個總線的數據速率為1 MB／s；全局驗收濾波器可識別所有總線的11位和29位Rx標識符；驗收濾波器為選擇的標準標識符提供有FullCAN-style自動接收功能。

2 節點硬件電路設計

CAN總線的節點硬件主要包括LPC2292、CAT1024、82C250、6N137以及B0505S。其中，LPC2292是節點的微處理器及CAN通信控制器，CAN總線驅動器采用82C250。為了增強CAN總線節點的抗干擾能力，在TD1、RD1與82C250之間應通過高速光耦6N137相連，這樣可以很好的實現總線上各CAN節點間的電氣隔離。要注意的是：光耦電路部分采用的兩個電源VCC和VDD必須完全隔離。這里的B0505S就起這個作用。另外，節點復位電路采用CAT1024來提高其可靠性。圖1所示是CAN總線的節點硬件電路。

3 軟件設計

該系統的軟件調試可在ADS1.2調試環境及EasyJTAG仿真器上進行。

和硬件電路設計相比，軟件的設計相對來說要復雜些。CAN總線智能節點的軟件設計主要包括三部分：CAN節點初始化、報文發送和報文接收。除此之外，還必須編寫LPC2292的啟動代碼，即對系統進行初始化。

3.1 LPC2292的啟動代碼

啟動代碼包括異常中斷向量表、堆棧初始化、目標板初始化及存儲系統初始化等，一般都用匯編語言編寫。這里不作詳細介紹。