基于CAN和CCll00的嵌入式遠程測控系統(tǒng)的設(shè)計

基于S3C2410A擴展了CAN接口模塊、sD卡等，CPU采用$3C2410A微處理器作為整個系統(tǒng)的控制核心。S3C2410A是基于ARM920內(nèi)核開發(fā)的32位RISC微處理器，集成了豐富的外圍功能模塊，如以太網(wǎng)接121，便于低成本設(shè)計嵌入式應用系統(tǒng)。S3C2410A主要功能就是通過控制以太網(wǎng)接口芯片CS8900A及CAN通信接口芯片MCP2510的工作，實現(xiàn)CAN通信協(xié)議與以太網(wǎng)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，使遠端用戶借助瀏覽器經(jīng)由Intemet對現(xiàn)場設(shè)備實施遠程監(jiān)控。

　　2.2 CAN通信接口模塊設(shè)計

　　由于多數(shù)嵌入式處理器都不帶CAN總線控制器，在嵌入式處理器的外部總線上擴展CAN總線接口芯片是通用的解決方案。設(shè)計采用了MCP2510芯片作為CAN總線的控制器，該芯片支持CAN2.0B標準。TJAl050作為CAN總線的收發(fā)器。

　　MCP2510可在3-5.5 V范圍內(nèi)供電，因此能直接與3.3V I／0口的嵌入式處理器連接。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，與處理器之間的SPI串行接口，減少了總線的物理連接，提高了系統(tǒng)的可靠性。

　　S3C2410A帶有SPI總線控制器，可直接與MCP2510連接。如圖3所示。

圖3 嵌入式節(jié)CAN節(jié)電設(shè)計方案

　　相關(guān)的資源有：在電路中使用了2410的一個擴展的L／O口作為片選信號，低電平有效；使用了2410的外部中斷0作為中斷引腳，低電平有效；16 MHz晶體作為輸入時鐘，MCP2510內(nèi)部有振蕩電路，用晶體可直接起振。

　　中心模塊端，可對C,8051F310采用模擬SPI口的方式與MCP2510連接。

　　2.3 無線測控模塊設(shè)計

　　典型的無線結(jié)構(gòu)包括一個無線發(fā)射器(包括數(shù)據(jù)源、調(diào)制器、RF源、RF功率放大器、天線、電源)和一個無線接收器BJ(包括數(shù)據(jù)接收電路、RF解調(diào)器、譯碼器、RF低噪聲放大器、天線、電源)。發(fā)射器的數(shù)據(jù)通過無線發(fā)射出去，接收器天線接收后進行處理，得到經(jīng)過校驗的正確數(shù)據(jù)。

　　系統(tǒng)中選用了CCll00射頻芯片作為無線收發(fā)器，理由如下：

　　(1) 該器件有著極為優(yōu)秀的傳輸能力，空曠傳輸距離可以達到500m，加了PA的模塊則可以達到1200m，完全滿足了一般的工廠測控距離要求。

　　(2) 2-FSK，GFSK和MSK支持，抗干擾能力極強，適用于工廠環(huán)境惡劣的生產(chǎn)車間。

　　(3) CCll00是一種低成本、真正單片的UHF收發(fā)器，可以根據(jù)自己的需要配置MCU，使用靈活，且功耗很低，完全可以采用電池供電。

　　(4) 它具有433／868／915 MHz3個波段載波頻率，也可以容易地設(shè)置在300—348 MHz、400—464 MHz和800—928 MHz的其他頻率上。

　　該系統(tǒng)選用了C8051F310作為CCI 100的微控制器。它具有一個增強型外設(shè)接口(SPIO)，具有訪問一個全雙工同步串行總線的能力，具有29個I／O端口、lO位逐次逼近型的ADC和一個25通道差分輸入多路選擇器，滿足了作為數(shù)據(jù)采集的通常需求。

　　CCll00模塊與CPU是采用SPI口進行通信的，只需把CCll00的SPI口接到CPU的硬件SPI口上，另外，再將CCll00的GD00或GD02也接在CPU的任意引腳上。如果想要用中斷處理收發(fā)數(shù)據(jù)或是想做無線喚醒的話，該引腳必須接在CPU的外部中斷引腳上。如圖4所示。

圖4 現(xiàn)場測控C8051F310與CC1100連接示意圖

　　微控制器除了完成基本的芯片初始化工作、數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收之外，還需要根據(jù)需要在CCll00的引腳產(chǎn)生中斷，并由所編寫的中斷管理程序進行狀態(tài)檢測以及切換，并執(zhí)行相應的中斷操作，使得無線通信可以在發(fā)射和接收以及待機之間切換。