基于LPC2294的CAN總線智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

一。本設(shè)計(jì)給出的CAN總線智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案，它采用內(nèi)置多路CAN總線控制器的LPC2294作為主控制器，采用隔離CAN收發(fā)器CTM1050T作為收發(fā)器,使得該節(jié)點(diǎn)體積小、功耗低、抗干擾性好，因而特別適用于汽車、工業(yè)控制以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯(cuò)維護(hù)總線中。

1.硬件設(shè)計(jì)

1.1 LPC2294的特點(diǎn)

LPC2294是PHILIPS公司推出的一款功能強(qiáng)大的超低功耗的具有ARM7TDMI內(nèi)核的32位微控制器。內(nèi)部嵌入256 KB的高速Flash 存儲(chǔ)器和16KB靜態(tài)RAM。128 位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使32 位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率（60MHz）下運(yùn)行。對(duì)代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用16 位Thumb 模式將代碼規(guī)模降低超過(guò)30%，而性能的損失卻很小。

由于LPC2294 的144 腳封裝、極低的功耗、兩個(gè)個(gè)32 位定時(shí)器、八通道10 位ADC、四路互連的CAN接口、PWM 通道（六路）以及多達(dá)九個(gè)外部中斷管腳使它們特別適用于汽車、工業(yè)控制應(yīng)用以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯(cuò)維護(hù)總線。

LPC2294 集成4路CAN 控制器。他們具有如下特性：

★ 單個(gè)總線上的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1Mb/s

★ 32 位寄存器和RAM訪問(wèn)

★ 兼容CAN 2.0B, ISO 11898-1標(biāo)準(zhǔn)

★ 全局驗(yàn)收濾波器可以識(shí)別所有CAN 總線的11 位和29 位Rx 標(biāo)識(shí)符

★ 驗(yàn)收濾波器為選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符提供了Full CAN-style 自動(dòng)接收功能

1.2 隔離CAN收發(fā)器CTM1050T

CTM1050T是一款帶隔離的高速CAN收發(fā)器芯片，其主要功能是將CAN控制器的邏輯電平轉(zhuǎn)換為CAN總線的差分電平，并且具有（DC 2500V）隔離功能、ESD保護(hù)功能及TVS管防總線過(guò)壓功能。CTM1050T具有以下特性：

☆完全符合CAN 2.0和ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)的CAN收發(fā)器

☆具有隔離、ESD保護(hù)功能及TVS管防總線過(guò)壓功能；

☆速率最高達(dá)1Mbit/s；

☆隔離電壓：DC 2500V

☆電磁輻射EME極低，電磁抗干擾EMI性極高；

☆無(wú)需外加元件可直接使用。

1.3 CAN智能節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì)

CAN智能節(jié)點(diǎn)硬件電路如圖1所示。

圖1基于LPC2294的CAN總線智能節(jié)點(diǎn)硬件電路

主控制器LPC2294的晶振頻率范圍為1～30MHz。本設(shè)計(jì)選晶振頻率為20MHz。內(nèi)部256KB的高速Flash存儲(chǔ)器用于代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。對(duì)于FLASH存儲(chǔ)器，可通過(guò)內(nèi)置的串行JTAG接口進(jìn)行在系統(tǒng)編程（ISP In-System Programming），或進(jìn)行在應(yīng)用編程（IAP In-Application Programming）。為了便于調(diào)試和系統(tǒng)升級(jí)，在設(shè)計(jì)中總可以預(yù)留這些接口電路。

LPC2294采用雙電源供電。CPU的供電電壓范圍為1.65～1.95V（1.8±0.15V）,I/O供電電壓范圍為3.0～3.6V(3.3±03V)。

隔離CAN總線收發(fā)器CTM1050T是CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口。在以往的設(shè)計(jì)方案中需要高速光耦（6N137）、DC/DC電源隔離模塊、CAN收發(fā)器等其他元件才能實(shí)現(xiàn)帶隔離的CAN收發(fā)電路，現(xiàn)在只需利用一片CTM1050T接口芯片就可以實(shí)現(xiàn)帶隔離的CAN收發(fā)電路，并且隔離電壓可以達(dá)到DC 2500V。

1.4硬件的抗干擾設(shè)計(jì)