基于CAN总线和DSP的双层数据采集系统的设计

4.2 DSP中间控制器上层CAN总线网络接口设计

在上层CAN总线网络接口设计中，核心芯片TMS320LF2407A的CAN模块完全支持CAN2.0A/B协议，只需要采用一片CAN收发器即可方便实现CAN总线接口。设计中采用了TI公司推出的3.3V系列CAN收发器SN65HVD230D。

SN65HVD230D是TI公司生产的专门针对240X系列DSP内CAN控制器与物理总线的接口。它的供电电压和TMS320LF2407A一样，仅为3.3V。SN65HVD230D CAN数据线收发器是为了在控制器之间实现可靠而有效的双向数据传输而设计的，它符合CAN总线结构标准ISO11898。该系列器件支持传输速率高达1Mbps的差分信令，同时还兼容现有信令体系。该器件采用工业标准的PCA82C250封装，适合双终端传输线和半双工操作。该器件输出转换时间，或称转换速率控制，是可编程的，这有助于设计人员减小电磁干扰从而提高系统可靠性。其接口设计如图2所示：


4.3 DSP中间控制器下层CAN总线网络接口设计

下层CAN总线硬件接口电路由主控芯片、CAN控制器、CAN收发器组成。主控芯片已选用定TMS320LF2407A，所以只需选择合适的CAN控制器和收发器即可实现此接口的设计。常用的设计方式是选用PHILIPS公司生产的SJA1000作为CAN控制器，同时选择PHILIPS公司的PCA82C250芯片作为CAN收发器，因此本接口设计的重点就是要实现DSP和SJA1000直接的接口设计。

TMS320LF2407A芯片的片外引脚一般采用地址线和数据线分离的设计方法，不再使用地址数据分时复用线，也没有ALE地址有效信号，这样就给CAN控制器与其的接口带来一定困难。TMS320LF2407A没有提供与SJA1000 CAN控制器的直接接口信号，以SJA1000的INTEL方式，采用以下几点设计满足TMS320LF2407A与CAN控制器与SJA1000的接口要求。

a. 地址数据复用线的设计:将TMS320LF2407A的数据线D0～D7作为CAN的地址/数据复用线，用TMS320LF2407A的数据线去选择CAN的内部端口和传送数据。

b. 地址有效信号ALE的产生:用地址线AO、写选通信号 和端口选通信号 的逻辑组合产生TMS320LF2407A的ALE信号。

c. 读写信号的产生:用读写信号和A0的逻辑组合产生SJA1000的读选通信号，用写信号和A0的逻辑组合产生SJA1000的写选通信号。

d. 片选信号的产生:用TMS320LF2407A的I/O空间选通信号 和高位地址的译码信号的逻辑组合产生CAN的片选 。

这种方法是将DSP的数据线改为适合CAN控制器的数据地址线，为此将DSP的A0作为地址数据选择线。AO=1时，地址有效;A0=0时，数据有效。即用奇数地址选择端口，用偶数地址传送数据。同时，通过信号的逻辑组合，在地址有效期间不产生读写信号，而产生满足CAN的地址有效信号ALE;在数据有效期间产生满足CAN的读和写逻辑信号。在SJA1000和TMS320LF2407A通过一片GAL芯片来实现接口逻辑转换。

5 结论

本文结合CAN总线在航天领域的应用状况，在CAN总线技术和DSP芯片功能研究的基础上，设计了一种基于CAN总线和DSP的双层数据采集系统。本系统充分利用DSP具有内置CAN控制器的优势，设计了具有双CAN总线接口的DSP中间控制器，采用分级、分层、区域组合的思想实现双层、多区域数据信息的采集。文中给出了本数据采集系统的结构，并设计了DSP中间控制器双CAN总线网络接口的硬件电路，将对CAN总线在航天领域的广泛应用提供积极的参考。

发布者：博子