CN104181828B - 一种can总线控制器适配器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种CAN总线控制器适配器，包括：片选信号沿捕获器模块（1）、地址锁存信号生成器模块（2）、写信号沿捕获器模块（3）、读信号沿捕获器模块（4）和总线复用控制器模块（5）。本发明能够实现荷兰NXP公司CAN总线控制器SJA1000与X86系列微控制器之间控制总线、地址总线和数据总线的无缝连接，增强了电路的可靠性和鲁棒性，即使集成电路芯片参数因环境条件发生变化，或是电路工作状态发生变化，电路也能可靠地工作，确保了X80系列微控制器对CAN总线控制器SJA1000正确、可靠、高效的控制与操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种适配器，特别是一种CAN总线控制器适配器。
背景技术
控制器局域网络（CAN：Controller Area Network）是一种规划现代汽车众多控制与测试设备之间数据交换的串行通讯总线标准，是由设计、研发和生产汽车电子产品的德国BOSCH公司提出的，并最终成为了国际标准（ISO11898）。由于CAN总线采用了多主从、短数据帧信号传输控制工作方式和非破坏性总线仲裁技术，因此，具有信号串拢小、抗干扰和错误检测与纠正能力强、传输可靠性高的特点，已经成为国际上通用的现场总线标准之一，不仅广泛应用于汽车控制系统，而且还应用到了机械电子、机器人、数控机床、医疗器械、家用电器及传感器等环境温度恶劣、电磁辐射强和机械振动大的工业环境中。
荷兰NXP公司的CAN总线控制器SJA1000是一种独立的可编程CAN总线控制器，支持CAN2.0A和CAN2.0B协议，以及11位和29位标识码格式，具有64字节先进先出（FIFO）接收/发送缓冲器，通信速率最高可达1Mbps，并且可与不同接口类型的微控制器连接，特别适合于采用分时驱动机制进行数据交换的电子系统，可显著减少用户系统微控制器管理数据交换工作的开销。
在具体的用户系统中，需要在微控制器的控制下，CAN总线控制器SJA1000才能使电子设备之间按要求实现通过CAN总线的信息交换功能。但是，CAN总线控制器SJA1000提供的微控制器接口，其中的地址总线和数据总线是时分复用的，用户系统需要借助地址锁存信号 ，才能实现对地址信号与数据信号的分离，如果X80系列微控制器的地址总线和数据总线也是时分复用的，那么CAN总线控制器SJA1000能够直接与其硬件连接，而对于地址总线和数据总线分立使用的高速、高性能X80系列微控制器，由于微控制器本身没有提供合适的地址锁存信号，因此，就需要硬件工程师根据用户系统的实际情况，设计相应的时序信号变换电路，才能实现此类X86系列微控制器与CAN总线控制器SJA1000之间的硬件连接与电气信号匹配。
发明内容
本发明目的在于提供一种CAN总线控制器适配器，解决微控制器与CAN总线控制器之间接口信号硬件连接的问题。
一种CAN总线控制器适配器，包括：片选信号沿捕获器模块、地址锁存信号生成器模块、写信号沿捕获器模块、读信号沿捕获器模块和总线复用控制器模块。
片选信号沿捕获器模块的功能是：监测微控制器访问CAN总线控制器时的片选信号，当捕获到信号的下降沿时，自动向地址锁存信号生成器模块输出标志信号。
地址锁存信号生成器模块的功能是：监测片选信号沿捕获器模块输出的捕获到信号下降沿标志信号，然后据此自动产生CAN总线控制器正常工作所需要的地址锁存信号。
写信号沿捕获器模块的功能是：监测微控制器访问CAN总线控制器时的写控制信号，当捕获到信号的下降沿时，自动向总线复用控制器模块输出标志信号，当捕获到信号的上升沿时，自动向总线复用控制器模块输出标志信号。
读信号沿捕获器模块的功能是：监测微控制器访问CAN总线控制器时的读控制信号，当捕获到信号的下降沿时，自动向总线复用控制器模块输出标志信号，当捕获到信号的上升沿时，自动向总线复用控制器模块输出标志信号。
总线复用控制器模块的功能是：监测写信号沿捕获器模块输出的捕获到信号的下降沿标志信号和捕获到信号的上升沿标志信号，读信号沿捕获器模块输出的捕获到信号的下降沿标志信号和捕获到信号的上升沿标志信号，然后据此自动完成地址总线、数据总线的分时复用功能。
片选信号沿捕获器模块经内部信号线与地址锁存信号生成器模块相连，总线复用控制器模块经内部信号线分别与写信号沿捕获器模块和读信号沿捕获器模块相连。
工作时，待宿主系统上电复位后，片选信号沿捕获器模块自动连续监测微控制器访问CAN总线控制器的片选信号，当捕获到信号的下降沿时，自动生成标志信号，并输出给锁存信号生成器模块。写信号沿捕获器模块自动连续监测微控制器访问CAN总线控制器的写控制信号，当捕获到信号的下降沿时，自动生成标志信号，并传输给总线复用控制器模块；当捕获到信号的上升沿时，自动生成标志信号，并传输给总线复用控制器模块。读信号沿捕获器模块自动连续监测微控制器访问CAN总线控制器的读控制信号，当捕获到信号的下降沿时，自动生成标志信号，并传输给总线复用控制器模块；当捕获到信号的上升沿时，自动生成标志信号，并传输给总线复用控制器模块。总线复用控制器模块自动连续监测写信号沿捕获器模块输出的捕获到下降沿标志信号和捕获到上升沿标志信号，并据此先将微控制器的地址总线传输到CAN总线控制器的时分复用总线端口上，再将微控制器的数据总线传输到CAN总线控制器的时分复用总线端口上，完成写操作过程中，微控制器与CAN总线控制器之间控制总线、地址总线和数据总线的无缝连接；同时还自动连续监测读信号沿捕获器模块输出的捕获到下降沿标志信号和捕获到上升沿标志信号，然后先将微控制器的地址总线传输到CAN总线控制器的时分复用总线端口上，再将CAN总线控制器的时分复用总线端口传输到微控制器的数据总线上，完成读操作过程中，微控制器与CAN总线控制器之间控制总线、地址总线和数据总线的无缝连接。
本发明的主要优点是充分考虑了微控制器和CAN总线控制器的技术特点，通过CAN总线控制器适配器，从硬件上协调了二者之间的接口信号和工作速度，实现了微控制器与CAN总线控制器之间控制总线、地址总线和数据总线的无缝连接，增强了电路的可靠性和鲁棒性，即使定制集成电路芯片参数因环境条件发生变化，或是电路工作状态发生变化，电路也能可靠地工作，确保了微控制器对CAN总线控制器正确、高效的控制与操作。
附图说明
图1一种CAN总线控制器适配器的组成示意图。
1.片选信号沿捕获器模块 2.地址锁存信号生成器模块 3.写信号沿捕获器模块
4.读信号沿捕获器模块 5.总线复用控制器模块。
具体实施方式
一种CAN总线控制器适配器，包括：片选信号沿捕获器模块1、地址锁存信号生成器模块2、写信号沿捕获器模块3、读信号沿捕获器模块4和总线复用控制器模块5。
片选信号沿捕获器模块1的功能是：监测微控制器访问CAN总线控制器时的片选信号，当捕获到信号的下降沿时，自动向地址锁存信号生成器模块2输出标志信号。
地址锁存信号生成器模块2的功能是：监测片选信号沿捕获器模块1输出的捕获到信号下降沿标志信号，然后据此自动产生CAN总线控制器正常工作所需要的地址锁存信号。
写信号沿捕获器模块3的功能是：监测微控制器访问CAN总线控制器时的写控制信号，当捕获到信号的下降沿时，自动向总线复用控制器模块5输出标志信号，当捕获到信号的上升沿时，自动向总线复用控制器模块5输出标志信号。
读信号沿捕获器模块4的功能是：监测微控制器访问CAN总线控制器时的读控制信号，当捕获到信号的下降沿时，自动向总线复用控制器模块5输出标志信号，当捕获到信号的上升沿时，自动向总线复用控制器模块5输出标志信号。
总线复用控制器模块5的功能是：监测写信号沿捕获器模块3输出的捕获到信号的下降沿标志信号和捕获到信号的上升沿标志信号，读信号沿捕获器模块4输出的捕获到信号的下降沿标志信号和捕获到信号的上升沿标志信号，然后据此自动完成地址总线、数据总线的分时复用功能。
片选信号沿捕获器模块1经内部信号线与地址锁存信号生成器模块2相连，总线复用控制器模块5经内部信号线分别与写信号沿捕获器模块3和读信号沿捕获器模块4相连。
工作时，待宿主系统上电复位后，片选信号沿捕获器模块1自动连续监测微控制器访问CAN总线控制器的片选信号，当捕获到信号的下降沿时，自动生成标志信号，并输出给锁存信号生成器模块。写信号沿捕获器模块3自动连续监测微控制器访问CAN总线控制器的写控制信号，当捕获到信号的下降沿时，自动生成标志信号，并传输给总线复用控制器模块5；当捕获到信号的上升沿时，自动生成标志信号，并传输给总线复用控制器模块5。读信号沿捕获器模块4自动连续监测微控制器访问CAN总线控制器的读控制信号，当捕获到信号的下降沿时，自动生成标志信号，并传输给总线复用控制器模块5；当捕获到信号的上升沿时，自动生成标志信号，并传输给总线复用控制器模块5。总线复用控制器模块5自动连续监测写信号沿捕获器模块3输出的捕获到下降沿标志信号和捕获到上升沿标志信号，并据此先将微控制器的地址总线传输到CAN总线控制器的时分复用总线端口上，再将微控制器的数据总线传输到CAN总线控制器的时分复用总线端口上，完成写操作过程中，微控制器与CAN总线控制器之间控制总线、地址总线和数据总线的无缝连接；同时还自动连续监测读信号沿捕获器模块4输出的捕获到下降沿标志信号和捕获到上升沿标志信号，然后先将微控制器的地址总线传输到CAN总线控制器的时分复用总线端口上，再将CAN总线控制器的时分复用总线端口传输到微控制器的数据总线上，完成读操作过程中，微控制器与CAN总线控制器之间控制总线、地址总线和数据总线的无缝连接。
Claims (1)
1.一种CAN总线控制器适配器，其特征在于包括：片选信号沿捕获器模块(1)、地址锁存信号生成器模块(2)、写信号沿捕获器模块(3)、读信号沿捕获器模块(4)和总线复用控制器模块(5)；
片选信号沿捕获器模块(1)的功能是：监测微控制器访问CAN总线控制器时的片选信号当捕获到信号的下降沿时，自动向地址锁存信号生成器模块(2)输出标志信号
地址锁存信号生成器模块(2)的功能是：监测片选信号沿捕获器模块(1)输出的捕获到信号下降沿标志信号然后据此自动产生CAN总线控制器正常工作所需要的地址锁存信号
写信号沿捕获器模块(3)的功能是：监测微控制器访问CAN总线控制器时的写控制信号当捕获到信号的下降沿时，自动向总线复用控制器模块(5)输出标志信号当捕获到信号的上升沿时，自动向总线复用控制器模块(5)输出标志信号
读信号沿捕获器模块(4)的功能是：监测微控制器访问CAN总线控制器时的读控制信号当捕获到信号的下降沿时，自动向总线复用控制器模块(5)输出标志信号当捕获到信号的上升沿时，自动向总线复用控制器模块(5)输出标志信号
总线复用控制器模块(5)的功能是：监测写信号沿捕获器模块(3)输出的捕获到信号的下降沿标志信号和捕获到信号的上升沿标志信号读信号沿捕获器模块(4)输出的捕获到信号的下降沿标志信号和捕获到信号的上升沿标志信号然后据此自动完成地址总线、数据总线的分时复用功能；
片选信号沿捕获器模块(1)经内部信号线与地址锁存信号生成器模块(2)相连，总线复用控制器模块(5)经内部信号线分别与写信号沿捕获器模块(3)和读信号沿捕获器模块(4)相连；
工作时，待宿主系统上电复位后，片选信号沿捕获器模块(1)自动连续监测微控制器访问CAN总线控制器的片选信号当捕获到信号的下降沿时，自动生成标志信号并输出给地址锁存信号生成器模块(2)；写信号沿捕获器模块(3)自动连续监测微控制器访问CAN总线控制器的写控制信号当捕获到信号的下降沿时，自动生成标志信号并传输给总线复用控制器模块(5)；当捕获到信号的上升沿时，自动生成标志信号并传输给总线复用控制器模块(5)；读信号沿捕获器模块(4)自动连续监测微控制器访问CAN总线控制器的读控制信号当捕获到信号的下降沿时，自动生成标志信号并传输给总线复用控制器模块(5)；当捕获到信号的上升沿时，自动生成标志信号并传输给总线复用控制器模块(5)；总线复用控制器模块(5)自动连续监测写信号沿捕获器模块(3)输出的捕获到下降沿标志信号和捕获到上升沿标志信号并据此先将微控制器的地址总线传输到CAN总线控制器的时分复用总线端口上，再将微控制器的数据总线传输到CAN总线控制器的时分复用总线端口上，完成写操作过程中，微控制器与CAN总线控制器之间控制总线、地址总线和数据总线的无缝连接；同时还自动连续监测读信号沿捕获器模块(4)输出的捕获到下降沿标志信号和捕获到上升沿标志信号然后先将微控制器的地址总线传输到CAN总线控制器的时分复用总线端口上，再将CAN总线控制器的时分复用总线端口传输到微控制器的数据总线上，完成读操作过程中，微控制器与CAN总线控制器之间控制总线、地址总线和数据总线的无缝连接。
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