历史上的今天
今天是：2025年02月17日（星期一）
2018年02月17日 | 基于LPC2294的CAN总线主节点的硬件及软件设计方案
2018-02-17 来源：eefocus
内容摘要：为引入CAN总线技术以实现运动控制系统的网络化。提出了基于LPC2294的CAN总线主节点的硬件及软件设计方案。硬件采用基于ARM7内核的微控制器LPC2294,使用CTM1050T作为CAN收发器，设计了带有CAN总线以及以太网接口的硬件电路，并进行了SRAM、NORFLASH与NAND Flash的扩展。软件采用μCLinux作为操作系统，并开发了CAN控制器的驱动程序，实现了CAN总线的各种功能。通过制作样机并进行实验，验证了这一方案的有效性。
CAN（Controller Area Network）即控制器局域网络，是国际上应用最广泛的现场总线之一，已经成为计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。网络化运动控制系统（Networked Motion Control SystEMS）就是构建在控制器与电机驱动器之间，能够实时、同步地传送运动控制指令和接收运动状态，并且控制闭环通过网络连接的运动控制系统。为引入CAN总线技术以实现运动控制系统的网络化，笔者提出一种基于LPC2294的CAN总线主控制节点的硬件及软件设计方案，具有高性能、高可靠及良好扩展性的特点，非常适用于运动控制系统。
1 总体设计
主节点采用ARM7内核的LPC2294微控制器，使用RTL8019AS作为以太网控制器，软件上采用具有网络功能强、性能稳定、移植性好的μCLi nux作为操作系统。基于CAN总线的运动控制系统，主要由1个主节点（主控制器节点）、若干个从节点（电机控制节点）以及1台计算机构成，主节点与从节点之间通过CAN总线进行通信，主节点与计算机之间则通过以太网进行通信，如图1所示。
图1 运动系统控制结构
主节点主要功能包括：1）通过CAN总线发送电机控制信息给从节点，并接收各从节点的反馈信息：2）通过以太网与计算机监控端进行通信，以实现远程监控。
1.1 整体硬件设计
主节点整体硬件结构如图2所示。
图2 硬件结构
主节点采用的LPC2294基于ARM7TDMI内核的32位处理器，带有256kB高速FLASH、16kB静态RAM,内部集成4路CAN控制器，支持SRAM、FALSH扩展。由于LPC2294内部集成CAN,因此外部只需CAN收发器与之连接。CAN收发器选用周立功的CTMl050T.CTM1050T是一款带隔离的高速CAN收发器，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，并具有隔离功能（DC2500 V）、ESD保护功能及TVS管防总线过压功能。 LPC2294具有外部存储器控制器（EMC），通过该部件可以扩展更多的FLASH和SRAM以及以太网、USB等外设。主节点采用RTL8019AS作为以太网控制器，分别使用MT45W4MW16、SST39VF1601、K9F2G08UOA进行SRAM、NORFLASH、NANDFLASH的扩展。
1.2 软件结构
主节点软件结构如图3所示，U-Boot作为BootLoader（启动引导程序），负责初始化目标板硬件与引导操作系统。这里采用μCLinux作为嵌入式操作系统。μCLinux（mICrocontrol linux）即"微控制器领域中的Linux系统",主要是针对目标处理器没有存储管理单元（MMU）的嵌入式系统而设计的。它保留了Linux的大多数优点：稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、对各种文件系统完备的支持和标准丰富的API.同时μCLinux包含大量的设备驱动程序，以及提供良好的驱动程序开发框架。驱动程序开发或配置主要包括CAN、以太网以及NANDFLASH3大部分。上层应用程序通过使用CAN接口函数、Socket接口以及库函数进行各种应用开发。整个系统的启动过程是：U-Boot把μCLinux内核从NORFLASH中加载到SRAM中，然后启动μCLinux,μCLinux初始化硬件及建立运行环境后，自动运行预设的应用程序。
图3 软件结构
2 硬件设计
2.1 LPC2294最小系统
LPC2294采用LQFP144封装，最小系统需要模拟和数字3.3 V电源以及核心电源1.8 V.为了便于串口波特率的设置，外部接11.0 592 MHz晶振。P2.26（BOOT0）通过10 kΩ电阻上拉，P2.27（BOOT1）接一跳线座，通过跳线让P2.27可选择接高电平或低电平以选择从内部FLASH或外部NORFLASH启动。由CAT1025构成手动复位监控电路，提高了系统的可靠性。当SW按键按下时，CAT1025的2引脚输出持续为大于150 ms的低电平，LPC2294复位。在CAT1025的2引脚通过10 kΩ电阻上拉，防止产生错误的引脚输出状态，复位电路如图4所示。
图4 复位电路图
史海拾趣
|
常见电源问题征集帖。。。汇聚于此贴，各个击破 疑问者，把您们的问题描述出来高手者，把您们的思路敲打出来灌水者，把您的精力放在学习上 问题集中，集中问题集中解决集中的问题 有问题的请到此处呐喊吧，相信您的疑问会被更快的解决 ...… 查看全部问答＞ |
|
推荐下载--Windows Embedded的微软认证技术专家(MCTS)及认证免费中文简体版备考工具包 http://topic.eeworld.net/u/20091125/21/fb074b0c-ad66-494c-aea5-c8137fe77582.html?seed=867673799&r=61440219#r_61440219 请过了的大虾们多多讲点备考 ...… 查看全部问答＞ |
|
我有一个access 的a.mdb 文件,通过active sync 下载到 wince 开发板 转换成 a.cdb 转换成功, 再转换回 .mdb 也没错误,没乱码,但就是执行sql查询 select * from [tabname] 时出现问题 调用查询 create table abc ( id int ); 也没问题 //里面原 ...… 查看全部问答＞ |
|
半导体照明与一般光伏电源配用的节能灯泡相比具有节能、长寿、安全、环保、色彩丰富、体积小、耐闪烁、可靠性高、调控方便等诸多优点。发光二极管作为一种新型照明光源正在获得越来越广泛的应用。 一、半导体照明特点 电子元件二极管中半 ...… 查看全部问答＞ |
|
谁有应用经验？ IAR发布EWSTM8后，并没有见到其提供的标准例程框架，就像EWSTM32那样的标准工程框架，启动文件、CONF文件等都没有提供，哪位先烈能介绍下在EWSTM8下的应用经验？… 查看全部问答＞ |