CANopen协议在语音通信系统的应用研究.pdf

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1、20lO年第3期煤矿机电·47·CANopen协议在语音通信系统的应用研究丁恩杰，踪晓志(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221008)摘要：CAN只包括物理层和数据链路层两个底层协议，不能满足实时高效语音通讯的要求。设计开发了以cAN叩en协议为基础，在cAN总线上远程传输语音数据的语音通信系统。详述其设计原理、硬件组成和软件流程，给出部分关键硬件原理图和软件流程图。实践表明，采用CAN一叩en协议的语音通信系统可以在CAN总线上以极低的语音通信速率(2．4kbiL／s)进行语音数据传输，实现语音的广播、组播、点播、MP3播放功

2、能。关键词：CANopen协议；语音；MP3；PICl8F458；AMBE—1000中图分类号：邢14文献标识码：B文章编号：100l—0874【2010)03—0047—04ReSearchOnApplIcationofCANopenProtocoIinVoiceCOmmunjCa“OnSSystemDlNGEn．】诧，zONGXioo。zK(sch砌ofInfon瑚tion跏dE1ectricEn舀ne喇ng，ChimUIliv∞i哆ofMilling卸d‰ology，Xuzhou221008，Cllina)Abstract：Asth

3、eCANjustincludesthephysicallayer锄ddatalinklayerprotocol，itisdifficulttomeettheneedsfbrreal—timeande8毛ctiveVoicecommunicatiDn．ThevoicecommunicationsystembasedonCANopenprotocolisdeveloped．nedes咖principle，hardw盯estmcturealldso肺areblocksarediscussedindetail．111ekeyha柑啪schemat

4、icsandsdtwarenowchartsare百ven．PracticeshowsthattIlesystemisabletotransmitVoicedataatverylowrate(2．4kbi∥s)，aIldachieVevoicebroadc鹊t，muhic鹊t，playondemandandMP3functions．Keywords：CANopenpr01Dcol；Voice；MP3；PICl8F458；AMBE一1000CAN总线远程网络通讯控制方式技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理，已被广泛应用到自动化控制系统中【

5、l】。由于CAN本身并非完整的协议，进行高效率的通讯还需要开发高层协议。本文讨论CANopen协议在基于CAN总线的语音通信系统中的应用。cANopen协议是建立在CAN协议物理层和数据链路层基础上的标准化应用层协议，面向对象的思想设计，具有很好的模块特性和很高的适应性。l语音通信系统的硬件设计(1)系统原理系统原理如图l所示。语音数据通过麦克采集输入后经A／D转换成数字信号，由语音处理模块AMBE．1000将其压缩编码后传送给本地微处理器PIcl8F458，通过cAN收发器和CAN总线将数据送图l系统原理图给远方微处理器，还原为语音信号

6、由喇叭播放。没有信号需要处理传输时，自动开启MP3功能播放背景音乐。(2)信道接口设计微控制器采用Micr10chip公司的PICl8Fx】【】【系列芯片，其内含有A／D、内部EEPROM存储器、CAN控制器、SPI接口、FLAsH程序存储器读／写等强大·48·煤矿机电2010年第3期功能【2]。语音处理模块采用DigitalVoiceSyste啪公司推出的语音压缩／解压芯片AMBE·1000，其压缩率可由软件在2．4kbi∥s～9．6ki∥s范围内调节，且具有FEC(前向纠错)、VAD(语音激活检测)功能和DTMF信号检测功能HJ。AM

7、BE—1000的工作过程如图2所示。节点l!些!重童鍪塑隔8kHz语音数据节点2AMBE—l000I匡塑箜纠．厂磊面ii—悼!坠量8kHz语音数据图2AMBE-lO∞基本工作原理图AMBE一1000与微控制器PICl8F458进行通信的信道接口为串行SPI接口。本系统定义AMBE-1000的引脚cH—SELl～cHsEL0将AMBE．1000设置为串行被动模式，串口存在于帧格式下，通过模拟标准sPI通信时序实现数据包的传输。AMBE．1000与PICl8F458的信道接口电路如图3所示。AMBE一1000P1C18F458CHPSEL2／

8、CHS—O—CLKRD4／PSP4／ECCP／PIACHPSELl／CHSD0RC4／sDl／SDACHPWDN／CHSISTRBRD5／PSP5／PlBCHPRDN／CHSOSTRBRD6／