基于CAN程序下载器与通讯调试器设计

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1、基于CAN的程序下载器与通讯调试器设计王建国孙宝华(中国海洋大学工程学院，青岛，266100)摘要：本文介绍了一种能够进行程序下载的CAN通讯调试器的设计。它既能对支持CAN下载或UART下载的T89C51CC0X芯片进行在线编程，又能对CAN总线上的节点进行通讯功能的调试。主要介绍下载器的工作原理、硬件电路设计和CAN总线的调试界面设计。关键词：CAN总线程序下载CAN调试器中图分类号：TP23文献标识码：BDesignofProgramdownloadandcommunicationdebuggerbasedonCANWANG,JianguoSUN,Baohua(En

2、gineerDepartment,OcenUniversityofChina,Qingdao,China)Abstract：ThisarticleintroduceadesignofCANcommunicationdebugger,whichcandownloadprogramforT89C51CC0XchipsinCANmethodorUARTmethod,itcanalsodebugcommunicationfunctionfornodeintheCANbus.Workingprinciple,systemhardwaredesignandCANbusdebuggin

3、ginterfaceisdiscussedindetail.Keywords：CANbusProgramdownloadCANdebugger1．引言在电子产品的各种通讯方式中，CAN（ControllerAreaNetwork）总线以其高可靠性、实时性、传输距离远的特点得到广泛的应用，已经成为许多高档汽车（如奔驰、宝马等）车电系统的总线标准。于是出现了许多内部集成CAN控制器的单片机，如Atmel公司的T89C51CC0X系列单片机就是其中性价比较高的一款，它具有丰富的内部资源，支持CAN方式的在线编程。我们在使用此系列产品的过程中，针对其应用普遍但编程器较少的特点，开

4、发了一款基于T89C51CC01CA芯片的CAN程序下载和CAN节点调试器，它既能对同类单片机进行编程，又能通过CAN总线对具有CAN通讯功能的设备进行调试。2．系统结构框图2.1系统原理框图。如图1所示，PC机通过高速的USB方式或低速的UART方式连接到下载调试器上，下载调试器将PC的消息封装成CAN命令帧的形式转发，完成下载功能或CAN节点调试功能。图1：系统原理框图2.2调试器框图。如图1所示，当使用CAN调试器功能时，在CAN总线上可以挂接多个设备。CAN调试器作为一个智能终端，参与总线的运行。2.3下载器原理框图。如图2所示，当使用下载器功能时，用户可以选择C

5、AN下载方式或串口下载方式，但为了保证下载的正确性，每次只允许连接一个从设备。图2：下载器原理框图1．下载调试器硬件及框图下载调试器连接PC机和CAN总线上的节点，完成数据流格式的转换，并且利用内部的RAM空间对上/下行数据流的速度进行缓冲匹配。整个硬件主要分成四个部分：主控器件、通讯转换芯片、功能控制部分和电源部分。硬件框图和电路图分别为图3和图4。图3：下载调试器硬件框图图4：下载调试器硬件电路图3．1主控器件主控芯片为Atmel公司的T89C51CC01芯片，该芯片采用51内核技术，与其它单片机相比具有很多的优势：Ø丰富的内部资源：32Kbytes片内Flash、2

6、56bytes片内RAM、1Kbytes片内XRAM、2Kbytes片内EEPROM、2Kbytes片内程序引导区、八通道10位AD等。Ø内部集成完全支持V2.0A/V2.0B标准的CAN控制器，该控制器具有15个独立的邮箱，每个邮箱具有多种工作模式。消息的接收、发送、校验过程完全通过硬件来完成，不需要用户的干预。Ø片内程序引导区支持ISP（In-SystermProgramming）和IAP（In-ApplicationProgramming）功能，使程序下载变得非常容易。3．2通讯转换芯片下载调试器与PC机的接口芯片为PL2303，它完全支持USB协议V1.1，能够自

7、动完成USB数据格式和UART数据格式间的转换。并且为了匹配两种方式的速度，该芯片分别为上传和下传的数据流配置了256字节的RAM。CAN总线的驱动芯片为ATA6660，它将TTL电平转换为差分信号输出，在通讯距离达到10km时，传输速率仍可达到50kbit/s。3．3控制电路控制电路主要有三个功能：下载器功能或调试器功能选择，串口下载方式或CAN下载方式选择，硬件复位条件控制。2．编程器功能4．1编程对象编程器的主要服务对象为一系列支持CAN下载或串口下载的器件，如T89C51CC01/02/03等。T89C51CC01在保