CAN總線在程控交換機(jī)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

　　在電話程控交換機(jī)中，控制系統(tǒng)由前端處理、主控制和維護(hù)管理三級(jí)處理系統(tǒng)構(gòu)成。

　　主控制機(jī)與前端處理機(jī)之間有通信處理機(jī)，它主要完成通信功能，將從各從節(jié)點(diǎn)傳來的信息整理打包傳往主控單元，并將從主控單元發(fā)送來的命令分配發(fā)往各從節(jié)點(diǎn)。其中，前端處理機(jī)與主控機(jī)連接的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　主控制機(jī)與6個(gè)通信處理機(jī)之間通過雙口RAM，以中斷方式傳送數(shù)據(jù)，每個(gè)通信處理機(jī)與前端處理機(jī)都采用具有HDLC協(xié)議的8044芯片，各前端機(jī)不能主動(dòng)發(fā)起與通信控制機(jī)的通信，必須等待通信控制機(jī)詢問該節(jié)點(diǎn)時(shí)才能向它發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　對(duì)于圖1的應(yīng)用，本文采用CAN總線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，大大減化了軟硬件設(shè)計(jì)，降低了成本。

　　CAN總線設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

　　物理層設(shè)計(jì)

　　CAN總線為了使用的靈活性，沒有嚴(yán)格定義物理層的連接和媒質(zhì)，這雖然使物理層的設(shè)計(jì)相當(dāng)靈活，但對(duì)CAN總線設(shè)計(jì)的新手來說，此處也是容易出問題的地方。從應(yīng)用來看，CAN控制器只引出了TX0、TX1兩個(gè)發(fā)送輸出端(它們具有互補(bǔ)的電平輸出)和RX0、RX1兩個(gè)差分比較輸入端。因此，應(yīng)用中要根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)物理層的連接和總線電平。

　　總的原則是：針對(duì)TX0、TX1的兩種輸出狀態(tài)(顯性、隱性)，總線應(yīng)具有兩種不同的電平，這兩種電平可以使差分輸入的接收端呈現(xiàn)兩種狀態(tài)(顯性、隱性)。根據(jù)不同的傳輸距離和傳輸速率要求，有著相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，本文圖2所示的電路中，CAN總線控制器采用的是SJA1000，物理層驅(qū)動(dòng)采用PCA82C250，通過設(shè)置PCA82C250的引腳8(Rs)可以使其分別工作在高速、斜率控制和待機(jī)方式下。在斜率控制工作方式下，對(duì)于較低速度或較短總線長(zhǎng)度的應(yīng)用場(chǎng)合，可用非屏蔽雙絞線或平行線作總線，為降低射頻干擾，可通過調(diào)整引腳8到地的連接電阻大小來實(shí)現(xiàn)。為了增加抗干擾能力，圖2電路中在CAN控制器和PCA82C250之間加入了6N137高速光耦。該方案的主要特點(diǎn)是：位速度：0～1Mbit/s;節(jié)點(diǎn)數(shù)：2～110個(gè)。

　　軟件編程

　　所有的CAN控制器具有相同的結(jié)構(gòu)和順序，只不過是在存儲(chǔ)器中映象的偏移量不同。圖2所示的電路中，CAN控制器SJA1000寄存器定義在4000H～401DH的范圍之內(nèi)。CAN總線數(shù)據(jù)通信的軟件編程通過對(duì)30個(gè)寄存器的操作來完成，其收發(fā)的程序框圖如圖3所示。

　　程控交換機(jī)中主控機(jī)與前端處理機(jī)通信的電路設(shè)計(jì)

　　對(duì)于圖1所示的電路，若采用CAN總線通信方式，則省去了通信處理機(jī)，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且各節(jié)點(diǎn)都可以作為主節(jié)點(diǎn)發(fā)起通信，其電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。主控制機(jī)由80586和CAN適配器構(gòu)成，適配器上的8051與80586通過雙口RAM，以內(nèi)存映射方式交換信息。這里著重介紹前端機(jī)部分，前端機(jī)主要由8051、SJA1000和PCA82C250等構(gòu)成，控制譯碼電路由GAL22V10完成。其電路如圖4所示。

　　CAN控制器SJA1000的數(shù)據(jù)與地址端是時(shí)分復(fù)用的，其讀寫時(shí)序與8051讀寫片外RAM時(shí)的操作是兼容的，故其可以與8051直接相連，而不需要加地址鎖存器。

　　前端機(jī)CAN總線的初使化、發(fā)送及接收程序框圖如圖5所示。