LPC2131基于CPLD的CAN接口设计

2010-04-08 23:20:51来源: 单片机与嵌入式系统应用 关键字:CPLD  LPC2131  CAN接口

  引 言

  Philips公司的LPC213l是基于ARM7TDMI-S的高性能32位RISC微控制器。它具有ARM处理器的所有优点——低功耗、高性能和较为丰富的片上资源,但LPC2131内部没有集成CAN控制器,而无法利用CAN总线来进行通信。为了使得LPC2131能够利用CAN总线进行通信,可以通过外部扩展来实现其功能。目前,比较普通的方法是在LPC2131的外部采用CAN控制器设计CAN总线接口。LPC2131与CAN控制器的接口电路如图1所示。

  这种方法中,LPC2131是通过GPIO口与CAN控制器SJA1000相连实现数据交互的。LPC2131通过寄存器IOSET/IOCLR来设定I/O口的高/低状态,虽然可以同时置位/拉低选定的引脚,但不能同时将某些口线拉高而将某些口线拉低。假定P0[15:8]初始状态为0xa5,若将P0[15:8]同时变为0x5a,则必须通过IO0SET和IO0CLR两次进行。程序实现如下:

  PINSEL0=0x00000000

  IO0DIR=0x0000FF00;

  IO0SET=0x5a00;

  IO0CLR=0xa500;

  P0[15:8]上会出现0xFF的中间状态。在高速通信系统中,这些中间状态可能会造成损失。虽然可以通过IO0PIN进行操作来消除这样的中间状态,但是Philips公司不推荐这种做法,非必要时尽量不要使用。

  CAN驱动器接口芯片与LPC2131的串口接口电平上是相互匹配的,因此理论上可以将二者直接连接,采用串行通信方式实现。采用CAN总线通信,在长距离通信时,CAN总线两端要加终端电阻。其作用是避免数据传输又反射回来,产生反射波而使数据遭到破坏;同时,能提高总线传输的抗干扰能力。理论上,在每个接收数据信号的中点进行采样时,只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。通常判断原则是根据数据速率和电缆长度进行匹配的,但这在实际中难以掌握,一般都是依据经验进行设计。

  可编程逻辑器件(PLD)是20世纪70年代在ASIC设计的基础上发展起来的一种新型逻辑器件。20世纪80年代末,美国Altera和Xilinx公司分别推出大规模和超大规模的复杂可编程逻辑器件(CPLD)及现场可编程逻辑门阵列器件(FPGA)。自从进入20世纪90年代以来,可编程逻辑器件得到了飞速发展,向高度集成、高速度和低价位方向不断迈进;其应用领域不断扩大,可用于状态机、同步、译码、解码、计数、总线接口和串并转换等很多方面。使用CPLD可以提高系统集成度,降低噪声,增强系统可靠性并降低成本

  CPLD技术的出现,为我们提供了一种有效的解决办法:在CAN驱动器接口与LPC2131之间接一块CPLD,对CPLD进行功能编程,使其负责串行总线的数据传输和防止CAN发送反射。

  选择Altera公司MAX3000A系列的型号为EPM3128ATC100-7(简称“EPM3128”)的CPLD芯片。此芯片兼容3.3 V和5 V的I/O 口。这样,LPC2131、EPM3128和TJA1040在I/O电平上是相互匹配的。

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关键字:CPLD  LPC2131  CAN接口

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/0408/article_1068.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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