基于CAN總線的大容量漢字火災(zāi)樓層顯示器設(shè)計

　　漢字液晶模塊接口協(xié)議為請求/應(yīng)答（REQ/BUSY）握手方式。應(yīng)答B(yǎng)USY高電平（BUSY =1）表示液晶模塊忙于內(nèi)部處理，不能接收用戶命令;BUSY低電平（BUSY =0）表示液晶模塊空閑，等待接收用戶命令。發(fā)送命令到液晶模塊可在BUSY =0后的任意時刻開始，先把用戶命令的當(dāng)前字節(jié)放到數(shù)據(jù)線上，接著發(fā)高電平REQ信號（REQ =1）通知液晶模塊處理當(dāng)前數(shù)據(jù)線上的命令或數(shù)據(jù)。液晶模塊在收到外部REQ高電平信號后立即讀取數(shù)據(jù)線上的命令或數(shù)據(jù)，同時將應(yīng)答線BUSY 變?yōu)楦唠娖剑砻髂K已收到數(shù)據(jù)并正在忙于對此數(shù)據(jù)的內(nèi)部處理。此時用戶對模塊的寫操作已經(jīng)完成，用戶可以撤消數(shù)據(jù)線上的信號并可作模塊顯示以外的其他工作，也可不斷地查詢應(yīng)答線BUSY是否為低（BUSY=0 ?），如果BUSY=0，表明模塊對用戶的寫操作已經(jīng)執(zhí)行完畢，可以再送下一個數(shù)據(jù)。如向模塊發(fā)出一個完整的顯示漢字的命令，包括坐標(biāo)及漢字代碼在內(nèi)共需5個字節(jié)。模塊在接收到最后一個字節(jié)后才開始執(zhí)行整個命令的內(nèi)部操作，因此最后一個字節(jié)的應(yīng)答B(yǎng)USY 高電平（BUSY =1）持續(xù)時間較長。對液晶模塊寫漢字時序圖如圖4所示。

圖4 對液晶模塊寫漢字時序圖

　　3.4 CAN總線通訊模塊設(shè)計

　　我們選擇Microchip公司的MCP2510CAN控制器和Philips公司的PCA82C250CAN收發(fā)器構(gòu)建CAN總線通訊模塊。 MCP2510支持CAN2.0A/B協(xié)議，可接收和發(fā)送2.0協(xié)議下的標(biāo)準(zhǔn)幀、擴(kuò)展幀和遠(yuǎn)程幀。MCP2510擁有三個發(fā)送緩沖區(qū)和兩個接收緩沖區(qū)，可以進(jìn)行接收濾波和消息管理，防止過度發(fā)送和過度接收形成擁塞。其最大的優(yōu)點(diǎn)是擁有傳輸速率可達(dá)5Mb/S的SPI端口，節(jié)省MCU端口，提高通信速度。 Philips公司的82C250CAN總線收發(fā)器可與MPC2510無縫連接，它有高速模式，斜率控制模式和延時模式。經(jīng)過多次的實(shí)驗證實(shí)其工作在斜率控制模式下最為穩(wěn)定，速度也能構(gòu)滿足系統(tǒng)10Kbps的傳輸速率。

圖5 CAN總線通信電路

　　CAN 總線通訊模塊電路如圖5所示，單片機(jī)通過I/O口直接和MCP2510的SPI口相連，用軟件模擬實(shí)現(xiàn)SPI接口協(xié)議。PCA82C250作為 MCP2510與物理CAN總線的接口。如果需要進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，可在MCP2510和PCA82C250之間加一個光電隔離器。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　漢字樓層顯示器軟件功能主要是1.將串口發(fā)送下來的漢字信息文件寫入FLASH存儲。2.和火災(zāi)報警控制器進(jìn)行CAN通信，如果發(fā)現(xiàn)有火警信息，則查找FLASH中的漢字地址信息，予以顯示在漢字液晶上報警，如有多條火警信息，則滾動顯示各條信息。

圖6 漢字樓層顯示器軟件流程圖

　　圖 6是漢字樓層顯示器軟件流程圖。用page（值為0-7）表示讀寫的FLASH頁，用count（值為0-65535）表示每頁頁內(nèi)地址。其中 page0-page6用來存儲通過串口下載的漢字信息，page7用來存儲接收到的火警等動態(tài)信息。一旦接收到新火警，即查詢FLASH中相應(yīng)的漢字信息，并在液晶上滾動顯示。

　　為了快速定位所查詢的火警漢字地址信息，我們采用數(shù)組結(jié)構(gòu)存儲。盡管這樣會因為實(shí)際火警地址不等長，而造成存儲中出現(xiàn)一些空地址，存儲效率不高，但是由于我們對數(shù)組的查找是一種可以直接定位的快速查找，不用采用鏈表之類的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也避免了二分檢索之類復(fù)雜的搜索算法。對于單片機(jī)而言，實(shí)質(zhì)上是以比較小的空間為代價換來了比較高的時間效率，還是十分值得的。

5 結(jié)語

　　本文提出的基于CAN總線的大容量漢字火災(zāi)樓層顯示器，較好的解決了現(xiàn)有火災(zāi)樓層顯示器的缺陷。對大于51單片機(jī)ROM 64K尋址空間的數(shù)據(jù)存儲需求，采取分頁存儲的訪問方式可以很好的解決這個問題。通過在FLASH中存儲大容量數(shù)據(jù)信息，可以避免因為CAN總線上通訊數(shù)據(jù)流量過大而導(dǎo)致火警不能及時傳達(dá)，延誤報警時機(jī)。而且FLASH中的漢字信息可以通過串口在線擦寫，便于現(xiàn)場調(diào)試。目前產(chǎn)品已經(jīng)投入實(shí)用，用戶反應(yīng)運(yùn)行良好。

參考文獻(xiàn)

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