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基于ENC28J60的嵌入式以太网/CAN网关设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-05-19 11:26:52



1.4 CAN总线接口
    CAN总线接口由LPC2294和CAN总线收发器等构成。这里采用带隔离的高速cAN收发器CTMl050T,其主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平,并且具有(DC2500V)隔离功能、ESD保护功能及TVS管防总线过压功能,其内带隔离器,可减少外部相关电路的设计。CAN总线接口电路如图3所示。CTMl050T的接收引脚RXD、发送引脚TXD串接390 Ω的电阻分别与LPC2294对应的CAN收发引脚RDl,TDl引脚相连。CTMl050T的CANH和CANL引脚之间应串联120 Ω的电阻,以消除电路中信号的反射等干扰。CANH和CANL与地之间还应并联2个30 pF的小电容,这样即可消除总线上的高频干扰和电磁辐射。

1.5 以太网接口
    在系统设计中,采用ENC28J60作为网络接口芯片。ENC28J60是美国微芯科技公司推出的28引脚独立以太网控制器,内置以太网物理层器件(PHY)及介质访问控制器(MAC),可按以太网协议可靠地收发信息包数据。另外,它还具有可编程8 KB双端口SRAM缓冲器,数据传输速率高达10 Mb/s。ENC28J60具有多种集成功能,如CRC校验、可编程过滤、可自动评价、接收或拒收多种信息包、数据滤波等功能,能高效率地进行信息包的存储、检索和修改,可减轻主控微处理器的内存负荷。ENC28J60采用标准的SPI串行接口,只需4条连线即可实现与微处理器相连,而且它只有28个引脚,可以大大简化相关设计,减小空间。网络插座采用RJ45插座HR911102A,其内置网络变压器、状态显示灯和电阻网络,具有信号耦合电气隔离、阻抗匹配、抑制干扰等特点,可提高系统抗干扰能力和收发的稳定性。以太网接口电路如图4所示。图4中ENC28J60的2个中断引脚INT和WOL分别接LPC2294的EINTl,EINT2;ENC28J60的SPI脚SO,SI,SCK,CS分别接LPC2294的脚MISO1,MISll,SCKl,CSl,2个专用的引脚(LEDA,LEDB)用于连接HR911102A的LEDG,LEDY,进行网络活动状态指示。
1.6 外扩存储器接口
    由于LPC2294内部只有16 KB的RAM,不能满足以太网数据存储的空间要求,该设计扩展了256 KB的外部存储器,选用RAMTRON公司的存储器芯片FM25256。FM25256是采用先进的铁电技术制造的非易失性存储器,具有比其他非易失性存储器高得多的读写操作次数,可以承受超过一万亿次的读写操作。FM25256使用串行SPI接口及其传输规约进行双向传输,它最大可达15 MHz的操作速度,能以高速的总线速度进行写操作,无需延时。存储器接口电路如图5所示。

    图5中FM25256的SPI脚SO,SI,SCK,CS分别与LPC2294的MISOO,MISl0,SCK0,CS2脚相连。写保护引脚WP与LPC2294的P2.21相连。FM25256主要用来存储以太网数据。


2 网关软件设计
    网关的软件设计采用嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ,它具有较小的内核结构,开发成本小,执行效率高,移植也容易。初始化文件通过JTAG下载到网关并保存在FLASH中。
2.1 CAN通信软件设计
    该设计的关键是编写CAN驱动程序,主程序通过调用CAN驱动程序实现接口数据的收发,驱动程序包括CAN控制器的初始化、接收数据、发送数据和总线异常处理。
2.1.1 CAN控制器的初始化
    初始化操作包括硬件使能CAN、软件复位、设备报警界限、设置总线波特率、设置中断工作方式、设置CAN验收过滤器工作方式、设置控制器的工作模式和启动CAN等。LPC2294片内外设与引脚的连接由引脚连接模块控制。CAN控制器的硬件使能就是通过软件设备GPIO寄存器来控制多路开关,将特定的引脚与CAN控制器连接起来。在设备各CAN寄存器初始化之前必须进行软件复位,这是因为CAN的某些寄存器必须在软复位状态下读写。

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