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- UID
- 1023166
- 性别
- 男
- 来自
- 燕山大学
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TOP6 基于82C250收发电路设计
82C250是CAN控制器与物理总线间的接口，可以提供对总线的差动发送和接收能力，与IS011898标准完全兼容，并具有抗汽车环境下的瞬间干扰、保护总线的能力。设计中，收发器的接受、发送脚原理上要和SJA1000的发送、接受脚相连接。但这样一来，两者的电气不一致，造成电气隔离，给通信带来麻烦。为此，在它们之间接上高速光耦合器6N137，避开了电气隔离，更好的实现通信联系。82C250的TXD、RXT就对应接上6N137的输出脚OUT和输入脚 IN；脚Rs作为斜率控制电阻输入端，电阻的大小可以割据总线通信速度适当调整一般在16～140KΩ之间，设计中Rs阻值为47KΩ。在通过接一个 47K电阻分流之后，可以接地。电压引脚Vcc，其电源电压：4.5V〈 Vcc〈 5.5V，在设计中采用5V电压。Vref作为基准电压输出端，设计中可以接地。而CANH，CANL脚是信号的输入输出，实现对电平信号的传送，通过它们连接上双绞线，完成通信传输。
基于X5045P的电路设计
X5045P在本设计中做为复位、监控电路使用，虽然增加了电路连接的复杂和成本，但对于电路的稳定和可靠性有起到很大的作用，是系统中不可缺少的部分。对X5045的操作是通过4根口线CS、SCK、SI和SO进行同步串行通信来完成的。SCK是外部输入的同步时钟信号。在对芯片定改指令或数据时，时钟前沿将SI引脚信号输入；在读邮数据时，时钟后沿将数据位输出到SO引脚上。数据的输入/输出都是高位在先。在设计中，/CS脚和单片机P1.0、 SI、 SCK、SO、RST分别与单片机的引脚P1.0~P1.3、RST连接。对于不用到的引脚，可以直接和地相连。电路设计如下：
图2-10 X5045P电路监控、复位电路
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电源电路设计
设计中，对系统的电源都一致采用DC+5V电压，光耦部分电路所采用的两个电源Vcc和Vdd必须完全隔离。为此，设计电源如下所示：
图2-11 电源电路
它由AH805升压模块及FP106(＄1.5500)升压模块组成。AH805是一种输入1.2～3V，输出5V的升压模块，在3V电池供电时可输出100mA电流。 FP106是贴片式升压模块，输入4～6V，输出固定电压为29±1V，输出电流可达40mA，AH805及FP106都是一个电平控制的关闭电源控制端。两节1.5V碱性电池输出的3V电压输入AH805，AH805输出+5V电压，其一路作5V输出，另一路输入FP106使其产生28～30V电压，经稳压管稳压后输出+12V电压。从图中可以看出，只要改变稳压管的稳压值，即可获得不同的输出电压，使用十分灵活。FP106的第⑤脚为控制电源关闭端，在关闭电源时，耗电几乎为零，当第⑤脚加高电平2.5V时，电源导通；当第⑤脚加低电平0.4V时，电源被关闭。可以用电路来控制或手动控制，若不需控制时，第⑤脚与第⑧脚连接。
接口电路总体电路原理图
在本电路原理中，控制单元以单片机AT89C51(＄3.7500)为核心，选用器件SJA1000作为CAN控制器，并选用芯片82C250和6N137、X5045P作为CAN控制器接口和光耦合隔离、复位电路。在实际中，应注意以下几个问题
1. SJA1000的中断请求信号INT在中断允许且有中断发生时，由高电来此跳变到低电平，所以INT和AT0C51的INT0直接相连。片选信号CS和单片机引脚P2.7相连，当CS接到低电平时，SJA1000被选中，CPU可对SJA1000进行读/写操作。为了增强CAN总线节点的抗干扰能力。 SJA1000的TX1脚悬空，RX1引脚的电位必须维持在约0.5VCC上，否则，将不能形成CAN协议要求的电平逻辑。
2. SJA1000的TxD和RxD并不是直接与82C250的TxD和RxD相连而是通过高速光耦合6N137后与82C250相连，这样就可以很好的实现了总线上个CAN节点的电气隔离，不过应该特别说明一点的是光耦部分电路所采用的两个电源Vcc和Vdd必须完全隔离，否则采用光耦也就失去了意思。电源的完全隔离可采用小功率电源隔离模块或带多5V隔离输出的开关电源模块实现，这些部分虽然增加了节点的复杂，但是却提高了节点的稳定性和安全性，保护 CAN控制器正常工作。
现场总线标准及其技术日益成为国际自动控制领域关注的一大焦点，其原因是它改变了传统控制系统的结构，形成了全新的网络集成分布式控制系统。在我国，现场总线已经发展到推广应用阶段，中国已经成为各种现场总线激烈争夺的重要战场。因此研究现场总线技术及其产品就显得尤为重要。本文正是基于控制器 SJA1000和82C250收发器的基础上，外接上看门狗电路芯片X5045P及高速光耦合器6N137，设计CAN总线接口电路，该电路理论上很好的实现了设计原理要求。该设计简单明了，在电路实现时，还需考虑各模块间的接地、屏蔽等诸多问题。PCA82C250(＄0.6186)提供对物理总线的符合CAN电气协议的差动发送和接收功能，另外，它具有的电流限制电路，还提供了对总线的进一步的保护功能。通过 82C250与物理总线进行连接，可使总线支持多达110个节点的挂接。对于CAN控制器及带有CAN总线接口的器件，82C250并不是必须使用的器件，因为多数CAN控制器均具有配置灵活的收发接口并允许总线故障，只是驱动能力一般只允许20～30个节点连接在一条总线上。 |
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