目前在以計(jì)算機(jī)為上位機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，都首選USB口作為計(jì)算機(jī)與外設(shè)的接口。由于CAN總線(xiàn)具有可靠性高、功能完善、成本合理、實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，CAN總線(xiàn)是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。為了更好的將USB的通用性和CAN的專(zhuān)業(yè)性結(jié)合起來(lái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB接口接入CAN專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的便利性和應(yīng)用的高效性。本文講述了一種基于ARM7處理器實(shí)現(xiàn)USB接口與CAN總線(xiàn)的實(shí)例，通過(guò)其可以在PC實(shí)現(xiàn)對(duì)CAN總線(xiàn)上設(shè)備的監(jiān)控。

　　處理器簡(jiǎn)介及其外圍電路

　　LPC2119是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的16／32位ARM7TDMI- STM CPU，并帶有128  KB嵌入的高速FLASH存儲(chǔ)器。128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運(yùn)行。對(duì)代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用  16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過(guò)30％，而性能的損失卻很小。實(shí)行流水線(xiàn)作業(yè)，提供Embedded  ICE邏輯，支持片上斷點(diǎn)和調(diào)試點(diǎn)，具有先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)和調(diào)試環(huán)境。LPC2119具有非常小的64腳封裝、極低的功耗、多個(gè)32位定時(shí)器、4路10位  ADC、2路CAN、PWM通道、多個(gè)串行接口，包括2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、高速I(mǎi)2C接口和2個(gè)SPI接口，46個(gè)GPIO以及多達(dá)9個(gè)外部中斷，特別適用于汽車(chē)、工業(yè)控制應(yīng)用以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯(cuò)維護(hù)總線(xiàn)。

　　圖1 LPC2119外圍電路

　　LPC2119內(nèi)部集成2個(gè)CAN控制器，每一個(gè)CAN控制器都與獨(dú)立CAN控制器SJA1000有著相似的寄存器結(jié)構(gòu)。它的主要特性有：?jiǎn)蝹€(gè)總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1  Mb／s；32位寄存器和RAM訪(fǎng)問(wèn)；兼容CAN2．0B，ISO11898-1規(guī)范；全局驗(yàn)收濾波器可以識(shí)別所有的11位和29位標(biāo)識(shí)符；驗(yàn)收濾波器為選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符提供Full  CAN-style自動(dòng)接收。圖1所示為L(zhǎng)PC2119外圍電路，為保證可靠復(fù)位，采用外部復(fù)位電路STM809。

　　USB接口電路設(shè)計(jì)

　　USB接口采用沁恒電子的CH375。CH375是一個(gè)USB總線(xiàn)的通用接口芯片，支持USB-HOST主機(jī)方式和USB-  DEVICE／SLAVE設(shè)備方式。在本地端，CH375具有8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)和讀、寫(xiě)、片選控制線(xiàn)以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機(jī)／DSP／MCU／MPU等控制器的系統(tǒng)總線(xiàn)上。CH375提供了串行通信方式，通過(guò)串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機(jī)／DSP／MCU／MPU等相連接。圖2所示為CH375的接口電路。

　　圖2 USB接口電路

　　CAN總線(xiàn)接口電路設(shè)計(jì)

　　CAN總線(xiàn)收發(fā)器采用82C250，并選用6N137作隔離，LPC2119的TD和RD引腳不是直接與82C250的TX、RX引腳相連，而是通過(guò)高速光耦6N137與82C250相連，這樣可增強(qiáng)CAN總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，從而實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)各節(jié)點(diǎn)間電氣隔離。高速光耦6N137用于保護(hù)  LPC2119內(nèi)部CAN總線(xiàn)控制器，該光耦兩側(cè)采用5  V的DC-DC電源，可使器件的VCC與VCC1完全隔離，提高系統(tǒng)的抗干擾能力以及節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性和安全性。圖3所示為L(zhǎng)PC2  119與CAN驅(qū)動(dòng)器82C250的連接電路。DC-DC電源模塊采用B0505LS-2W，電路在圖4中所示。

　　圖3 CAN驅(qū)動(dòng)器82C250的連接電路

　　圖4 DC-DC隔離電路

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用內(nèi)置CAN控制器的LPC2119作為主控制器，CH375作為USB接口芯片，實(shí)現(xiàn)USBCAN轉(zhuǎn)換器，論述了LPC2119的外圍電路、CAN總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路以及LPC2119與CH375之間的接口連接，并在軟件給出LPC2119使用通用I／O模擬并口讀寫(xiě)時(shí)序的方法，對(duì)  LPC2119，CH375及CAN總線(xiàn)的實(shí)際應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。