多通道實(shí)時(shí)CAN總線模擬器設(shè)計(jì)

單片機(jī)選用DALLAS公司的DS89C430，它是當(dāng)前8051兼容微控制器中性能最高的。具有重新設(shè)計(jì)的處理器內(nèi)核，在相同的晶振頻率下，執(zhí)行指令的速度是最初8051微處理器的12倍。特性：高速8051架構(gòu)，每個(gè)機(jī)器周期一個(gè)時(shí)鐘；片內(nèi)存儲器16 KB／32 KB／64 KB閃存，在應(yīng)用可編程，通過串口實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)可編程；與8051引腳和指令集兼容；四路雙向、8位I／O端口；三個(gè)16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器；256 B暫存RAM等特點(diǎn)?？筛鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用的需要選擇其部分功能。隨著可編程邏輯器件的飛速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，可用于譯碼、解碼等方面，使用CPLD可以提高系統(tǒng)集成度，降低噪聲，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。因此，單片機(jī)與CAN控制器之間的鎖存、譯碼采用Xilinx公司XC95144CPLD芯片，優(yōu)化了系統(tǒng)資源，降低了其功耗。
2．2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
該部分由單片機(jī)、CAN控制器、CAN收發(fā)器、SRAM存儲器組成。單片機(jī)主要用于系統(tǒng)計(jì)算及信息處理等功能；CAN控制器主要用于系統(tǒng)通信；CAN收發(fā)器主要用于增強(qiáng)系統(tǒng)的驅(qū)動能力；SRAM主要用于緩存數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的發(fā)送過程是：單片機(jī)將外圍設(shè)備傳送過來的信息處理后，按CAN規(guī)范規(guī)定的格式，將其寫入CAN控制器的發(fā)送緩沖區(qū)，并啟動發(fā)送命令，把數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線上；接收過程是：CAN控制器從CAN總線上自動接收數(shù)據(jù)，并經(jīng)過濾后存入CAN接收緩沖區(qū)，且向單片機(jī)發(fā)出中斷請求，此時(shí)單片機(jī)可從CAN接收緩沖區(qū)讀取要接收的數(shù)據(jù)。SJA1000提供的微處理器接口方式為典型INTEL或MOTOROLA地址數(shù)據(jù)多路復(fù)用總線模式。主要信號有地址數(shù)據(jù)信號AD7～AD0，地址選通信號ALE，片選信號CS，讀信號RD，寫信號WR，模式選擇信號MODE。當(dāng)MODE=1時(shí)，為INTEL模式；當(dāng)MODE=0時(shí)，為MOTOROLA模式。后面描述的總線模式均為INTEL模式。AD7～AD0引腳在ALE有效時(shí)，傳送的是地址信號，在RD或WR有效時(shí)，傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)信號，在這里分別與單片機(jī)的PO口相連，RD，WR信號線分別與單片機(jī)的讀／寫信號線相連。具體方案如圖2所示。限于篇幅限制，虛線內(nèi)給出1路CAN的連接圖，2路CAN有同樣的連接方法。

SRAM和CAN控制器的片選信號。由于單片機(jī)可以查詢或中斷方式訪問，在此采用中斷方式進(jìn)行CAN多通道選擇訪問，以滿足不同通信速率下數(shù)據(jù)處理的需要。SRAM的地址線與數(shù)據(jù)線是分開的，故采用74LS373鎖存器實(shí)現(xiàn)鎖存功能。可采用XC95144CPLD芯片以及VHDL硬件描述語言以實(shí)現(xiàn)鎖存、譯碼等功能。