基于ＴＭＳ　ＬＦＡ在ＣＡＮ总线上的应用研究_论文.docxVIP

基于ＴＭＳ３２０　ＬＦ２４０７Ａ在ＣＡＮ总线上的应用研究 摘 要：介绍了以DSP（TMS320F2407A）和收发器SN65HVD230D为主体所构成的控制模块在CAN总线上的应用。详细分析了实时操作系统uC/OS-II在DSP中的移植，从而提高系统的实时性和软件的运行效率。 关键词：CAN总线;TMS320F2407A;接口技术;uC/OS-II,嵌入式操作系统  1 引言 CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN是一种多种方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出任何错误。 由于CAN总线具有很高的实时性能，因此，CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。 TMS320LF2407A是美国TI公司生产的一种定点DSP芯片，它采用增强的C2xx CPU内核结构，代码与24x系列的芯片兼容。与24X系列的DSP芯片相比，TMS320LF2407A采用 V电源供电，功耗更低;CPU时钟频率可达40MHz,速度更快，EVM板可对LF2407代码进行全速检查,其中有544个字长的片上数据存储器、128K字长的板上存储器、片上只读闪烁存储器,片上UART和一个MP7680/A转换器, 可分别寻址程序存储器、数据存储器以及I/O各 64位空间和两个事件管理模块 EVA和EVB,各有两个16位的通用定时器。板上安装的器件可使评估板解决各类问题,4个扩展接口,可提供任何评估电路。TMS320LF2407A中含有一个支持CAN 协议的CAN控制器，支持标准和扩展标识衬;支持两种信息帧格式，即数据帧和远程帧，可以自动应答远程帧的请求，当出现错误或仲裁失败时，具有自动重发数据功能。本文主要介绍使用TMS320LF2407A进行CAN通信时硬件和软件方面的设计。 2 DSP功能介绍 本系统采用的TMS320LF2407A微处理器主要包括以下一些功能模块: (1)一个32位的中央算术逻辑单元(CALU)。 (2)一个32位的累加器(ACC)。 (3) CALU的输入和输出定标移位器。 (4)一个乘积定标移位器(PSCALE )。 (5)8个辅助寄存器(ARO-AR7 )。 (6)一个辅助寄存器算术单元(ARAU)，该模块提供了灵活而强大的间接寻址能力。 (7)还有两个状态寄存器ST0和ST1，它们包含有决定处理器工作方式、页地址指针值以及指示处理器不同条件和算术逻辑运算结果的位。 (8)TMS320LF2407A的16X16位乘法器是由寄存器TREG, PREG和一个硬件乘法器构成。其中TREG是临时寄存器，在作乘法运算时用来存储一个乘数，而PREG则是结果寄存器，存储乘法运算所产生的结果。 (9)TMS320LF2407A具有8级硬件堆栈。当子程序调用或中断发生时，程序地址产生逻辑把堆栈用于存储返回地址或其它的一些参数。当子程序调用或中断服务子程序完成时，返回指令将从堆栈顶返回地址或参数送到CPU寄存器中去。 3 CAN的接口 DSP芯片TMS320LF2407A中集成了一个CAN控制器,CAN接口线提供额外的高速窜行借口,其中有1个4针mini-DIN母接口,它可以用来连接CAN接口,接口管脚输出如图1； 管脚的定义如表1： 4 收发器的选择 CAN总线以其较高的通讯速率、良好的抗电磁干扰能力可实现高可靠性串行通信，因而在实际应用中具有极高的应用价值。但是，随着集成技术的不断发展，为了节省功耗，缩小电路体积，一些新型CAN总线控制器的逻辑电路平均采用LVTTL，这就需要与之相适应的总线收发器。文献中介绍最多的CAN总线收发器是Philip公司生产的820250，它与CAN总线控制器SGA1000配合使用时非常方便，但由于它使用5V电源供电，而DSP芯片TMS320LF2407A采用电源供电，将两者配合使用时，中问要加电平转换电路，为电路的设计带来了不便。TI公司生产的SN65HVD230X型电路很好地解决了这个问题。它是采用 V电源，有很高的输入阻抗，总线上最多可连120个节点，ESD保护超过16KV， 温度升高到一定值时，总线自动关闭，节点上电或移去对总线上的其它节点没有影明，技术标准兼容1S011898。我选取的即是SN65HVD230D，它的引脚排位及逻辑功能如图2所示。 5 软件系统的设计 本文采用的是由Jean 编写的开放式实时操作系统uC/OS-II,主要是基于以下的考虑:(1)它的内核是完全免费的。用户不需支付任何费用，有利于降低系统开发成本。(2)它的