2．2 主板的设计
    如上所述，主板负责整个系统的电源部分，以太网通信部分，CAN通信部分，485通信部分，串行通信部分，显示部分，数据存储部分，CPLD部分等。
2．2．1 电源模块的设计
    CPUS3C2410A芯片的各个模块采取独立供电，其中，内核在200 MHz工作时，工作电压是1．8 V，在266 MHz工作时，工作电压是2 V，存储器和I／O的工作电压是3．3 V，所以本系统采用一个+5 V的开关电源模块，然后再分别将+5 V电压处理成3．3 V电压和1．8 V电压。其中3．3 V电压是用低压差线性电压源通过+5 V调整得到的。直流5 V电压经外部接入，经过电源的滤波，输出平稳的，5 V可用的电压，通过LM1117T的调整可以得到可用的3．3 V电压。最后在输出端接入一个100μF的钽电容，来改善其瞬态响应和稳定性。原理图如图2所示。

     

    系统中的1．8 V，是用线性电压调节器MIC5207根据3．3 V转换而成的，其原理图如图3所示。输出电压用于向CPU的内核供电。在上图中，MIC5207的3脚接到CPU的PWREN管脚，通过PWREN给MIC5207一个电平，可以控制MIC5207的开关，从而可以将CPU内核的电源关闭，使其进入掉电状态。MIC5207的4脚接入1个470 pF的旁路电容，其作用在于进一步降低噪音。其输出接入1个470 pF的滤波电容，进一步使输出更加平稳。
2．2．2 通信模块的设计
    本系统作为一个多功能的数据记录显示仪器，提供485通信与CAN通信与下位机采样模块连接。485通信与CAN通信是工业现场比较常用的2种模块。另外，系统还配置了以太网通信模块，便于将数据传送到上位机进行集中监控和管理。下面，就分别进行简单说明。
    1)485通信模块的设计
    485通信模块原理图如图4所示。

    常规的485通信模块由电源隔离，光耦电气隔离，RS-485总线收发器与保护器构成。由于地回路的存在，通信回路与地之间存在电势差，在环境恶劣的场合尤为突出。电势差会在通信线之间形成共模电压。由于通信线之间对地阻抗不平衡，共模电压就会在通信线之间产生干扰电压，使通信的可靠性降低，严重情况下还会毁坏通信节点。电源隔离和光耦隔离的作用在于防止此情况发生，但是加入太多的隔离模块会使电路复杂化。在本系统中，采用集成的隔离485收发器模块RSM485CHT，它集成了电源隔离，光耦电气隔离，总线收发器与总线保护器。这样降低了系统的复杂程度，又能有效地提高电路的抗干扰能力，传输速度和可靠性。还有效地减小了PCB板的面积以及布线的复杂程度。
    由于RSM485CHT芯片的TXD．RXD，CON的接口匹配电平是+5 V电平，而CPU的管脚电平是3．3 V，所以需要接入1个总线电平转化器74LV42 45A，用来给3 V器件和5 V器件提供接口。也可以选择与3．3 V电平匹配的隔离模块RSM3485CHT。
    2)CAN通信模块的设计
    CAN总线由BOSCH公司开发，最先应用于汽车工业，为解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。它是一种多主方式的串行通信总线，有高的位速率，高的抗电磁干扰性，成本低，传输效率高，传输效率远，有可靠的错误处理和检错机制。因为CAN总线有很好的实时性能，所以在汽车工业，航空工业，工业控制，安全防护能领域得到了广泛的应用。
    CAN总线发明以来，出现了许许多多的CAN控制芯片，它们各有优势。本文所采用的控制芯片，是PHILIPS公司的SJA1000T。SJA1000是一种独立控制器，它增加了一种新的模式，可以支持CAN2．0B协议。它是82C200的替代品，相比于后者，它各方面的性能都有很大的提高，标识符由原来的11位扩展到29位，滤波方式由原来的单一方式改为单滤波和双滤波2种方式，并且在出错处理，超载能力，以及接受滤波等方面有了很大的改进。
    与485通信模块相同，CAN通信模块的设计仍然采用隔离模块CTM1050。CTM1050作为物理总线与CAN控制器之间的接口，用于提高总线的差动发送能力与CAN总线的差动接受能力。CTM1050则采用了全灌封工艺，内部集成了CAN总线所必需的所有收发电路，完全电器隔离电路，隔离电压。很好地实现了系统的模块化设计，简化了电路的连接与维护。

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