汽車電子應用與實現CAN總線解決方案
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2 CAN節點硬件構架
核心芯片:
選用PHILIPS公司的高性能8位微處理器P89C668。其突出特點如下:
80C51 中央處理單元;
內置可ISP(在系統編程)和IAP(在應用編程)的Flash 存儲器，Boot ROM 可通過串口訪問從而升級下載用戶程序;
每個機器周期6 個時鐘周期操作標準，每個機器周期12 個時鐘周期操作可選，周期12 個時鐘周期下速度高達33MHz;
8K字節RAM和64K字節FLASH;
4 個中斷優先級，8 個中斷源;
自帶串行接口序列;
5路可編程的計數器陣列PCA(PWM輸出，捕捉/比較，高速輸出三種工作方式)。
無論從處理能力，存儲容量，還是外圍資源以及網絡可擴展性方面來評價，P89C668都是一款出色的微處理器，適用工控電子等各個領域。尤其是其8K字節RAM的"海量"內存，更是許多高速存儲應用場合的首選。
CAN接口電路:
采用技術成熟應用廣泛的SJA1000(CAN控制器)，6N137(光電隔離)，P82C250(CAN收發器)組成接口電路。需要指出的是，CAN總線(CANH,CANL)兩端務必跨接120歐的終端電阻。SJA1000中斷引腳接CPU的外中斷0引腳
在應用/系統編程電路:
IAP/ISP技術在許多款高性能單片機得到應用，其突出特點是方便快捷的實現程序的下載和更新。P89C668的FLASH空間0XFC00～0XFFFF燒寫入1K字節的Boot Rom程序，上電后可以通過軟件和硬件置位方法進入Boot Rom程序，通過PHILIPS提供的編程軟件由串行口通訊就可以實現程序的在線升級(ISP)。當然用戶還可以根據需要依據協議，自己編寫Boot Rom程序(IAP)。通過撥碼開關硬件置位(ALE, , ,P2.6,P2.7)，上電后強制進入Boot Rom程序，燒寫程序完畢后撥回原來狀態重新上電后就進入用戶程序。串行口電平轉換芯片用MAX202替代MAX232，其匹配電容只需103瓷片電容。串行數據通訊波特率可達38400bps。
晶振和復位電路:
外接一塊工業級的12M振蕩芯片作為時鐘信號。復位電路采用X25045芯片進行智能控制。X25045芯片將看門狗定時器，電源監控電路和E2PROM功能合三為一。看門狗定時器功能在系統出錯期間，經過一個可設置的時間間隔就置位RESET信號。電源監控電路能檢測到欠電壓狀況，在VCC下降到限閥值以下，系統被復位。并且RESET信號在VCC恢復且穩定之前一直有效。存儲器功能的X25405是CMOS的4096字的E2PROM.并且支持SPI協議的三線(SO,SI,SCLK)存取。本節點用到X25405的前兩個功能構成可靠的復位電路。
開關/數字量，模擬量檢測電路:
汽車節點的開關器件(信號燈，雨刮，面板，車窗玻璃，電動后視鏡等等的開關)特別復雜和繁多，而電流檢測，水溫油位傳感器信號都是非線性的模擬信號，所以可靠實時地對這些開關/模擬量進行檢測成為汽車電子硬件必須解決的問題。傳統的分立元件保持電路存在可靠性差，尤其是開關觸點氧化嚴重，浪費大量的微處理器I/O口等問題，推薦采用MOTOROLA公司的多路開關檢測芯片MC33993。其突出優點如下:
3.3/5.0V的SPI序列讀寫(SO,SI,SCLK);
8路可編程開關輸入檢測(接地或接電源)，14路接地開關輸入檢測，每路開關狀態改變均能夠產生中斷;
開關輸入電壓從-14V～Vpwr(工作電源)，Vpwr最大可達40V;
開關狀態改變時的可選擇喚醒;
可選擇的濕性電流(16mA或2mA);
22對1的模擬量輸出;
Vpwr的低功耗電流(standby current)小于100uA,VDD的低功耗電流(standby current)小于10uA。
可見只需要四個CPU口線(SPI序列線和片選)，就能夠完成22路開關量(其中有8路可編程為對接電源開關)的檢測，還可以進行串行和并行的多片MC33993級連。所謂的濕性電流(wetting current)，指的是MC33993內部提供的輸入口的上拉和下拉恒流源，可以編程選擇為16mA或2mA，這對于保證開關的可靠閉合，去除金屬觸點的氧化物有著良好的作用。輸入口的恒流源，可以直接驅動MOSFET以及LED。每一個輸入口都可以編程為模擬量輸出狀態，從而在AMUX引腳輸出所選輸入口的電壓。利用MC33993恒流源和模擬量輸出可以組成線性的傳感器檢測電路。ADC芯片選用AD公司生產的并行數據采樣集成芯片AD1674。它從引腳到功能都與AD574/674完全兼容，但內部增加了采樣/保持電路，采樣頻率為100kHZ，并且有全控模式和單一工作模式。其采樣精度可達0.05%，符合高速數據采集的要求。
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