can4

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Magistrala CAN, część 4
Interfejs magistrali CAN
W†tej czÍúci artyku³u
przedstawiamy konstrukcjÍ
interfejsu magistrali CAN,
wykonanego w†oparciu
o†uk³ad scalony SJA1000
firmy Philips.
Po d³ugich rozwaøa-
niach na temat w³aúci-
woúci interfejsu magi-
strali CAN moøna teraz
przyst¹piÊ do opisania
pokrÛtce jego budowy.
Schemat interfejsu
przedstawiono na
rys.
10
, a†widok p³ytki dru-
kowanej na
rys. 11
. Pod-
stawowe parametry sca-
lonego sterownika ma-
gistrali zosta³y zamie-
szczone w†tab. 4 (EP3/
2000).
Sterownikiem CAN
jest uk³ad scalony
SJA1000 (IC3). Jego sche-
mat blokowy pokazano na
rys. 12
.
Uk³ad ten jest nastÍpc¹
PCA82C200, z†ktÛrym w†trybie 1
jest zgodny w†zakresie sprzÍto-
wym i†programowym, a takøe roz-
mieszczenia wyprowadzeÒ.
Interfejs moøe byÊ uøywany do
wspÛ³dzia³ania z†mikrosterowni-
kiem Motoroli albo Intela lub
innym z†nimi zgodnym. RolÍ
Artyku³ publikujemy na pod-
stawie umowy z wydawc¹ mie-
siÍcznika "Elektor Electronics".
Editorial items appearing on
pages 13..15 are the copyright
property of (C) Segment B.V., the
Netherlands, 1998 which reserves
all rights.
transceivera CAN spe³nia uk³ad
IC4, oznaczony symbolem
PCA82C250.
Mikrosterownik ³¹czy siÍ z†in-
terfejsem magistrali CAN odcin-
kiem przewodu taúmowego, ktÛry
nie powinien byÊ d³uøszy od
10cm i†jest zakoÒczony 16-styko-
wym z³¹czem K3. Wyprowadzenia
K3 opisano w†
tab. 5
.
Rys. 10. Schemat ideowy interfejsu magistrali CAN.
* zob. tekst
Elektronika Praktyczna 4/2000
13
miÍci, do ktÛrej wpisuje
wysy³ane dane operacyj-
ne albo z†ktÛrej odczytuje
otrzymywane dane opera-
cyjne.
CzÍstotliwoúÊ sygna³u
zegarowego, ktÛra ulega
podzia³owi w†kilku stop-
niach, moøe zostaÊ zmie-
rzona na wyprowadzeniu
testuj¹cym TP, gdy trzeba
siÍ upewniÊ, czy do ste-
rownika moøna bezpie-
cznie uzyskaÊ dostÍp i†go
programowaÊ.
Szeregowy sygna³ wyj-
úciowy jest pobierany
z†wyprowadzenia 13 ste-
rownika i†przez optoizo-
lator IC2 doprowadzany
do koÒcÛwki 1 transcei-
vera. Transceiver generu-
je standardowe sygna³y
magistrali CAN, ktÛre
z†jego koÒcÛwek 6 i†7,
przez z³¹cza K1 i†K2, s¹
wysy³ane nie ekranowan¹
skrÍtk¹ miedzian¹.
Sygna³ odebrany z†ma-
gistrali pojawia siÍ na
koÒcÛwce 4 transeivera,
z†ktÛrej poprzez optoizo-
lator IC1 jest przesy³any
do koÒcÛwki 19 sterowni-
ka. Sterownik przetwarza
odebrane bity zgodnie ze
stosownym protoko³em
CAN. Sygna³ ten jest na-
stÍpnie przekazywany do mikro-
sterownika do analizy.
Optoizolatory IC1 i†IC2 oraz
przetwornik 5V DC/DC (IC5) izo-
luj¹ sekcje mikrosterownika i†ma-
gistrali od wÍz³a (stacji). Rozwi¹-
zanie to zapewnia, øe øaden b³Í-
dny lub niepewny sygna³ z†nie
ekranowanej skrÍtki, pomimo doj-
úcia do transceivera, nie moøe
uszkodziÊ sekcji mikrosterownika
i†zwi¹zanego z†nim systemu.
Moøna oczywiúcie wykonaÊ in-
terfejs bez stopni izoluj¹cych, czy-
li pomin¹Ê R1..R4, C1..C2, IC1,
IC2 i†IC5 oraz JP2. KoÒcÛwki
zasilania, a†takøe koÒcÛwki wej-
úciowe i†wyjúciowe IC3 i†IC4 mu-
sz¹ byÊ wtedy odpowiednio ze
sob¹ po³¹czone. Trzeba jednak
pamiÍtaÊ, øe sygna³y zak³ÛceÒ ze
skrÍtki bÍd¹ wtedy bez przeszkÛd
mog³y dochodziÊ do sekcji mikro-
sterownika.
Zworki JP11 i†JP12 (oznaczone
na p³ytce przez ì*î) ustalaj¹
sposÛb zasilania interfejsu i†mi-
krosterownika. Przy ustawieniu
tak jak na rys. 10, zapewniona
jest izolacja IC1, IC2 i†IC4 od
zewnÍtrznego zasilania i†uk³ady te
s¹ zasilane przez IC5. Przy prze-
ciwnym po³oøeniu zworek izolacji
nie ma i†wszystkie stopnie s¹
Tab. 5. Styki K3.
Styk Połączenie Funkcja
1
D7
Dane I/O
3
D6
Dane I/O
5
D5
Dane I/O
7
D4
Dane I/O
9
D3
Dane I/O
11
D2
Dane I/O
Rys. 11. Płytka drukowana interfejsu
magistrali CAN.
13
D1
Dane I/O
15
D0
Dane I/O
Przez przewÛd taúmowy mikro-
sterownik wymienia dane opera-
cyjne, dane sterowania i†dane sta-
nu ze sterownikiem CAN. Dane
te s¹ przetwarzane przez stero-
wnik zarÛwno w†kierunku wysy-
³ania, jak i†odbioru. Mikrostero-
wnik ìwidziî sterownik CAN
w†postaci rozszerzenia swojej pa-
2
+ 5V
Zasilanie (+)
4
WR\
Sygnał Write\
6
RD\
Sygnał Read\
8
CS\
Sygnał Chip Select
10
ALE
Sygnał Address
latch enable
12
INT\
Sygnał Interrupt\
14
RST\
Sygnał Reset\
16
GND
Masa
14
Elektronika Praktyczna 4/2000
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1..R4: 390
Ω
R8: 120
Ω
Kondensatory
C1..C3, C6..C8: 0,1
F, ceramiczne
C4, C5: 22pF, ceramiczne
C9: 10
F/16V, stojący
Półprzewodniki
IC1, IC2: 6N137
IC3: SJA1000
IC4: PCA82C250
IC5: NMV505S.A. (Newport/Farnel)
Różne
X1: oscylator kwarcowy 16MHz
K1, K2: złącze D−9, wyprowadze−
nia pod kątem prostym, do druku
K3: header 16−stykowy
z zatrzaskiem, wyprowadzenia pod
kątem prostym, do druku
JP2, JP4: 2 styki z listwy szpilkowej
2,54 mm ze zworką
JP3, JP11, JP12: 3 styki z listwy
szpilkowej 2,54 mm ze zworką
Rys. 12. Wewnętrzny schemat blokowy układu scalonego
sterownika CAN, SJA1000.
zasilane bezpoúrednio z†koÒcÛwek
0 i†+Ub.
Alternatywnym rozwi¹zaniem
jest dostarczenie napiÍcia zasila-
j¹cego przewodami poprowadzo-
nymi rÛwnolegle do skrÍtki i†po-
bieranie go z†koÒcÛwek 6 i†9
odpowiednio K2 i†K1.
Wskutek uøycia zwory Jp2,
nastÍpuje przy³¹czenie do koÒcÛ-
wek 6 i†7 transceivera rezystora
obci¹øaj¹cego (terminuj¹cego) ma-
gistrali R8. Trzeba jednak pamiÍ-
taÊ, øe do magistrali mog¹ byÊ
przy³¹czone tylko dwa rezystory
terminuj¹ce, jeden na pocz¹tku,
a†drugi na koÒcu skrÍtki. Dalsze
rezystory zakoÒczaj¹ce (w†innych
wÍz³ach) ³¹czy³yby siÍ rÛwnolegle
z†tymi dwoma, zmniejsza³yby ca³-
kowit¹ opornoúÊ obci¹øenia,
zwiÍkszaj¹c pr¹d obci¹øenia trans-
ceivera, co mog³oby doprowadziÊ
do jego termicznego przeci¹øenia,
a†nawet zniszczenia.
ZworkÍ JP3 naleøy ustawiÊ
zaleønie od uøytego mikrostero-
wnika. Pozycja pokazana na rys.
10 (napiÍcie + 5V doprowadzone
do koÒcÛwki 11, oznaczona na
p³ytce znakiem ì1î, s³uøy pro-
cesorom Intela lub z†nim zgo-
dnym.
UsuniÍcie tej zworki (i zwarcie
koÒcÛwki 11 IC3 z†mas¹) jest
stosowane do procesora Motoroli
lub z†nim zgodnych.
Od po³oøenia zworki JP4 za-
leøy nachylenie zboczy impulsÛw
w†magistrali CAN. W†przypadku
duøych szybkoúci transmisji da-
nych (do 1Mb/s) zachowanie stro-
mego nachylenia zboczy jest bar-
dzo waøne, ale zwiÍksza to emi-
sjÍ zak³ÛceÒ, wywo³ywanych
przez impulsy CAN. Zak³Ûcenia
te moøna st³umiÊ tylko przez
uøycie skrÍtki ekranowanej.
W†tym przypadku trzeba uøyÊ
zworki zwieraj¹cej rezystor R7.
Przy mniejszych szybkoúciach
transmisji (do 125kb/s) zbocza
impulsÛw nie musz¹ byÊ tak
strome, dziÍki czemu zak³Ûcenia
wywo³ywane przez impulsy CAN
nie s¹ tak silne i†moøna uøyÊ
skrÍtki nie ekranowanej, a†R7 nie
jest zwierany.
KoÒczymy opis interfejsu ma-
gistrali CAN. NastÍpny artyku³
bÍdzie dotyczy³ po³¹czenia ma-
gistrali CAN z†mikrosterowni-
kiem i†zastosowania magistrali
CAN.
EE
Elektronika Praktyczna 4/2000
15
Ω
R5, R6: zob. tekst
R7: 47k
[ Pobierz całość w formacie PDF ]