电子产品世界

2 CAN节点硬件构架

　　核心芯片:

　　选用PHILIPS公司的高性能8位微处理器P89C668。其突出特点如下:

　　80C51 中央处理单元;

　　内置可ISP(在系统编程)和IAP(在应用编程)的Flash 存储器，Boot ROM 可通过串口访问从而升级下载用户程序;

　　每个机器周期6 个时钟周期操作标准，每个机器周期12 个时钟周期操作可选，周期12 个时钟周期下速度高达33MHz;

　　8K字节RAM和64K字节FLASH;

　　4 个中断优先级，8 个中断源;

　　自带串行接口序列;

　　5路可编程的计数器阵列PCA(PWM输出，捕捉/比较，高速输出三种工作方式)。

　　无论从处理能力，存储容量，还是外围资源以及网络可扩展性方面来评价，P89C668都是一款出色的微处理器，适用工控电子等各个领域。尤其是其8K字节RAM的"海量"内存，更是许多高速存储应用场合的首选。

　　CAN接口电路:

　　采用技术成熟应用广泛的SJA1000(CAN控制器)，6N137(光电隔离)，P82C250(CAN收发器)组成接口电路。需要指出的是，CAN总线(CANH,CANL)两端务必跨接120欧的终端电阻。SJA1000中断引脚接CPU的外中断0引脚

　　在应用/系统编程电路:

　　IAP/ISP技术在许多款高性能单片机得到应用，其突出特点是方便快捷的实现程序的下载和更新。P89C668的FLASH空间0XFC00～0XFFFF烧写入1K字节的Boot Rom程序，上电后可以通过软件和硬件置位方法进入Boot Rom程序，通过PHILIPS提供的编程软件由串行口通讯就可以实现程序的在线升级(ISP)。当然用户还可以根据需要依据协议，自己编写Boot Rom程序(IAP)。通过拨码开关硬件置位(ALE, , ,P2.6,P2.7)，上电后强制进入Boot Rom程序，烧写程序完毕后拨回原来状态重新上电后就进入用户程序。串行口电平转换芯片用MAX202替代MAX232，其匹配电容只需103瓷片电容。串行数据通讯波特率可达38400bps。

　　晶振和复位电路:

　　外接一块工业级的12M振荡芯片作为时钟信号。复位电路采用X25045芯片进行智能控制。X25045芯片将看门狗定时器，电源监控电路和E2PROM功能合三为一。看门狗定时器功能在系统出错期间，经过一个可设置的时间间隔就置位RESET信号。电源监控电路能检测到欠电压状况，在VCC下降到限阀值以下，系统被复位。并且RESET信号在VCC恢复且稳定之前一直有效。存储器功能的X25405是CMOS的4096字的E2PROM.并且支持SPI协议的三线(SO,SI,SCLK)存取。本节点用到X25405的前两个功能构成可靠的复位电路。

　　开关/数字量，模拟量检测电路:

　　汽车节点的开关器件(信号灯，雨刮，面板，车窗玻璃，电动后视镜等等的开关)特别复杂和繁多，而电流检测，水温油位传感器信号都是非线性的模拟信号，所以可靠实时地对这些开关/模拟量进行检测成为汽车电子硬件必须解决的问题。传统的分立元件保持电路存在可靠性差，尤其是开关触点氧化严重，浪费大量的微处理器I/O口等问题，推荐采用MOTOROLA公司的多路开关检测芯片MC33993。其突出优点如下:

　　3.3/5.0V的SPI序列读写(SO,SI,SCLK);

　　8路可编程开关输入检测(接地或接电源)，14路接地开关输入检测，每路开关状态改变均能够产生中断;

　　开关输入电压从-14V～Vpwr(工作电源)，Vpwr最大可达40V;

　　开关状态改变时的可选择唤醒;

　　可选择的湿性电流(16mA或2mA);

　　22对1的模拟量输出;

　　Vpwr的低功耗电流(standby current)小于100uA,VDD的低功耗电流(standby current)小于10uA。

　　可见只需要四个CPU口线(SPI序列线和片选)，就能够完成22路开关量(其中有8路可编程为对接电源开关)的检测，还可以进行串行和并行的多片MC33993级连。所谓的湿性电流(wetting current)，指的是MC33993内部提供的输入口的上拉和下拉恒流源，可以编程选择为16mA或2mA，这对于保证开关的可靠闭合，去除金属触点的氧化物有着良好的作用。输入口的恒流源，可以直接驱动MOSFET以及LED。每一个输入口都可以编程为模拟量输出状态，从而在AMUX引脚输出所选输入口的电压。利用MC33993恒流源和模拟量输出可以组成线性的传感器检测电路。ADC芯片选用AD公司生产的并行数据采样集成芯片AD1674。它从引脚到功能都与AD574/674完全兼容，但内部增加了采样/保持电路，采样频率为100kHZ，并且有全控模式和单一工作模式。其采样精度可达0.05%，符合高速数据采集的要求。

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关键词： 汽车电子 CAN总线 智能节点