Z85230在机车串行总线设计中的应用

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1、第31港第2期2011年4月铁道机车车辆RAILWAYLOCOMOTIVE&CARVol.31No.2Apr.2011文章编号：1008-7842(2011)02-0092-03Z85230在机车串行总线设计中的应用邓亚波.杜庆，言凯（中国南车集团株洲电力机车研究所有限公司技术中心.湖南株洲412001）摘要主要阐述了针对机车如何应用高性能串行通信控制器Z85230进行爪行总线设汁。Z85230可以实现异步、按字节同步或按位同步等多种通信方式。以HDLCCHigh-levelDataLinkControl：高级数据链路层控制协议）设计为例，介绍了芯片的外围电路

2、设计和软件编程。关键词小行通信；串行通信控制器；Z85230；高级数据链路层控制协议；总线中图分类号：U264.91文献标志码：A邓亚波（1978—）（侗族），男，湖南芷江人•工程师（收稿H期：20】0—11一30）串行通信方式由于只需占用较少的数据线，因而在各个领域都得到了广泛的应用。在机卒网络控制领域，串行通信方式也被用来完成设备与设备之间的数据传输。从和谐型大功率交流传动机车到CRH岛速动车组，基于HDLC协议的串行通信方式已经得到了广泛的应用。这些广泛的应用都充分表明•该协议能充分保证网络控制系统通信的高可靠性和强实时性。针对基于HDLC协议的串行通行

3、方式，有许多不同的芯片可以选择。其中串行通信控制器Z85230因其功能强大、速度快、逻辑控制容易等特点获得了不少设计者的关注。从硬件接口和软件编程两方面•阐述了如何利用该芯片进行设计。1HDLC介绍同步数据链路控制协议（SynchronousDataLinkControl，以下简称SDLC）里•数据链路层为特定通信网络提供了网络町#址单元（NAUs：NetworkAddres-sableUnits）间的数据差错释放功能。信息流经过数据链路控制层由上层往下传送至物理控制层•然后通过一些接口传送到通信链路。SDLC支持各种链路类型和拓扑结构。HDLC则是SDLC派

4、生的一种ISO协议，是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议，是在数据链路层应用最为广泛的一种协议•广泛应用于多机之间的数据传输和数据控制。HDLC协议不依赖于任何一种字符编码集•采用一个特殊的标志字符“01111110”作为帧的起始、中止标志及帧的同步,标志字符不允许在帧的内部岀现。为保证标志字符的唯一性和帧内数据的透明性，采用了“零比持插入法”。该方法在发送端监视除标志字符之外的所有字段，当发现有连续的5个“1”出现时•便在其后自动插入1个“0”，然后继续发送后继的比特流。在接收端也同样监视除起始标志字符以外的所有字段。当发现连续的5个“1”出现

5、后，若其后一个比特为“0”,则自动删除它；若发现连续6个“1”，则可能是插入的“0”发生差错变为“1”，也可能是终止标志字符。通过帧校验序列可以区分上述两种情况。该方法易于用硬件实现。HDLC的帧结构如图1所示。标志字符地址场控制场依息场帕校验字段标忐宇符01IH110ACCFCS0111H10图1HDLC帧结构图其中•地址场用于标志接收站的地址。控制场用于表乐帧类型、帧编号、命令和其他控制信息。信息场为要传送的数据•通常不大于256字节。HDLC协议支持全双工通信•数据链路传输速率较高’所冇数据帧采用CRC校验（CyclicRedundancyCheck：循

6、环冗余校验），对信息帧进行编号，可防止少收或重复接收，传输可靠性高。传输控制功能和处理功能分离，具有较大灵活性和较完善的控制功能。2Z85230芯片介绍Z8523O是一种增强型串行通信控制（SerialCommunicationControl,简称SCC）芯片。它具有一般的SCC芯片的特点，如双通道，可以适配8位、16位处理器，能够完成串行到并行、并行到串行的转换，实现诸如异步模式、字节同步协议（女口IBM的双同步协议）、位同步协议（如HDLC.SDLC）,能产生并进行CRC校验等。同时由于其发送FIFO缓冲It]1个字节变为4个字节，接收FIFO缓冲由3个字

7、卩变为8个字方，给设计者提供『更大的灵活性。比如在中断频率要求不能太高的场合•通过设置相应寄存器•就可以在只有所有缓冲字节都为空的情况F才触发相应中断。不会因为收到单个数据就马上触发中断•而停止执行优先级更高的指令。Z85230冇A、B两个通道，每个通道有16个写寄存器・10个读寄存器。通过软件配K,J>1以设W.如同步、井步、数据氏度、奇偶校验等申行通信的方式。采用同步方式•外部时钟为20MHz时•同步传输速率可高达5Mb/s。异步方式时•可以配藍成5,6,7,8位方式。在堆亍字节同步时，有独立的寄存器存储1个或2个同步字节。能自动产生并校验CRC循环冗余码

8、。在基于位同步方式（如HDLC、SDL