基于LPC2294的CAN总线智能节点设计.doc

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1、基于LPC2294的CAN总线智能节点设计　　设计给出的CAN总线智能节点设计方案，它采用内置多路CAN总线控制器的LPC2294作为主控制器，采用隔离CAN收发器CTM1050T作为收发器，使得该节点体积小、功耗低、抗干扰性好，因而特别适用于汽车、工业控制以及医疗系统和容错维护总线中。　　1.硬件设计　　1.1LPC2294的特点　　LPC2294是PHILIPS公司推出的一款功能强大的超低功耗的具有ARM7TDMI内核的32位微控制器。内部嵌入256KB的高速Flash存储器和16KB静态RAM。128位宽度的存储器接口和独特的加

2、速结构使32位代码能够在最大时钟速率（60MHz）下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码规模降低超过30%，而性能的损失却很小。　　由于LPC2294的144脚封装、极低的功耗、两个个32位定时器、八通道10位ADC、四路互连的CAN接口、PWM通道（六路）以及多达九个外部中断管脚使它们特别适用于汽车、工业控制应用以及医疗系统和容错维护总线。　　LPC2294集成4路CAN控制器。他们具有如下特性：　　★单个总线上的数据传输速率高达1Mb/s　　★32位寄存器和RAM访问　　★兼容CAN2.0B，ISO11

3、898-1标准　　★全局验收滤波器可以识别所有CAN总线的11位和29位Rx标识符　　★验收滤波器为选择的标准标识符提供了FullCAN-style自动接收功能　　1.2隔离CAN收发器CTM1050T　　CTM1050T是一款带隔离的高速CAN收发器芯片，其主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平，并且具有（DC2500V）隔离功能、ESD保护功能及TVS管防总线过压功能。CTM1050T具有以下特性：　　☆完全符合CAN2.0和ISO11898标准的CAN收发器　　☆具有隔离、ESD保护功能及TVS管防总线过压

4、功能；　　☆速率最高达1Mbit/s；　　☆隔离电压：DC2500V　　☆电磁辐射EME极低，电磁抗干扰EMI性极高；　　☆无需外加元件可直接使用。　　1.3CAN智能节点硬件电路设计　　CAN智能节点硬件电路如图1所示。　　　　图1基于LPC2294的CAN总线智能节点硬件电路　　主控制器LPC2294的晶振频率范围为1～30MHz。本设计选晶振频率为20MHz。内部256KB的高速Flash存储器用于代码和数据的存储。对于FLASH存储器，可通过内置的串行JTAG接口进行在系统编程（ISPIn-SystemProgramming）

5、，或进行在应用编程（IAPIn-ApplicaTIonProgramming）。为了便于调试和系统升级，在设计中总可以预留这些接口电路。　　LPC2294采用双电源供电。CPU的供电电压范围为1.65～1.95V（1.8±0.15V），I/O供电电压范围为3.0～3.6V（3.3±03V）。　　隔离CAN总线收发器CTM1050T是CAN协议控制器和物理总线之间的接口。在以往的设计方案中需要高速光耦（6N137）、DC/DC电源隔离模块、CAN收发器等其他元件才能实现带隔离的CAN收发电路，现在只需利用一片CTM1050T接口芯片就可

6、以实现带隔离的CAN收发电路，并且隔离电压可以达到DC2500V。　　1.4硬件的抗干扰设计　　在本设计所应用的场合中，产生电磁信号的设备较多，包括超短波设备、音频设备、电源等，因此抗干扰设计显得尤为重要。主要采取了以下措施：　　（1）为了进一步提高CAN总线节点的抗干扰能力，保证各节点之间在电气上是完全隔离和独立的，我们采用隔离CAN收发器CTM1050T，取代传统的光耦与电源隔离模块，提高性能的同时简化电路设计。　　（2）在CAN总线的两端加有两个120Ω的电阻，这两个电阻对于总线阻抗的匹配起着相当重要的作用。去掉它们会使数据通信

7、的抗干扰性及可靠性大大降低，甚至无法通信。　　（3）CANH和CANL与地之间并联了两个30pF的小电容，可虑除总线上的高频干扰并且具有一定的防电磁辐射的能力。