CN201312329Y - 基于at89c51为处理器的lon-can网关设备 - Google Patents

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CN201312329Y CNU2008202312934U CN200820231293U CN201312329Y CN 201312329 Y CN201312329 Y CN 201312329Y CN U2008202312934 U CNU2008202312934 U CN U2008202312934U CN 200820231293 U CN200820231293 U CN 200820231293U CN 201312329 Y CN201312329 Y CN 201312329Y
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谭雷雨
于跃
吴涛
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Abstract

本实用新型公开了一种基于AT89C51为处理器的LON－CAN网关设备；一种广泛用于铁路列车、地铁列车和城市轨道交通车辆等实时性要求较高、通信速率较快的工业控制领域；由LONWORKS控制模块、单字节并行通信接口模块、核心处理电路和CAN控制模块组成；其中LONWORKS控制模块由LON接口电路、LON神经元协议控制器组成；CAN控制模块由CAN接口电路、光耦模块和CAN协议控制器组成；本实用新型对已有CAN总线的测控装置接人LonWorks现场总线，起了积极的推动作用；同时，也极大地方便了CAN和LonWorks之间的组网。

Description

基于AT89C51为处理器的LON-CAN网关设备
技术领域
本实用新型涉及一种广泛用于铁路列车、地铁列车和城市轨道交通车辆等实时性要求较高、通信速率较快的工业控制领域，尤其涉及一种基于AT89C52为处理器的LON-CAN网关设备。
背景技术
LonWorks网络也简称Lon网，它是局部操作网络(Local Operating Network)的简写，是由美国Echelon公司推出的测控网络。LonWorks网络的最大特点是神经元协议控制芯片和利用网络变量(隐式报文)及显式报文进行数据传输。神经元协议控制芯片内部带有3个8位微处理器，一个用于链路层的控制，一个用于网络层的控制，另一个用于执行用户的应用程序。该芯片还包括11个IO口和完整的LonTalk通信协议，并且具有通信和控制功能，一旦神经元协议控制芯片接到LonWorks网络，它的介质访问CPU和网络CPU就自动执行网络通信及控制工作，无需用户专门进行网络通信方面的开发，大大方便了用户连网的工作。在网络通信方面，LonWorks网络应用层采用“网络变量”这一全新概念，使得复杂的网络通信程序设计变成了简单的“网络变量”的定义和捆绑，大大缩短了网络开发的时间，又因它的网络物理层支持多种通信介质(双绞线、电力线、电源线、光纤、无线、红外等)，扩展了系统的应用范围，因而现在被国内各个领域的分布式测控系统所广泛采用。
CAN总线标准遵循ISO/OSI模型，采用了其中的物理层、数据链路层和应用层。CAN总线是一种有效支持分布式控制和实时控制系统的串行通信网络，具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
我国还处在一个自主研发的LON和CAN通信网络转换技术一直处于落后阶段，很多LON-CAN网关设备还依靠进口，因此，研究一种LON-CAN网关设备对我国的机车网络控制技术有很重要的意义和影响。
发明内容
本实用新型针对以上问题的提出，而研制的，旨在使我国在机车网络控制技术上有新的突破，使我国机车网络控制技术登上一个新的领域。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的：
基于AT89C51为处理器的LON-CAN网关设备，由LONWORKS控制模块、单字节并行通信接口模块、核心处理电路和CAN控制模块组成；其中LONWORKS控制模块由LON接口电路、LON神经元协议控制器组成；CAN控制模块由CAN接口电路、光耦模块和CAN协议控制器组成；CAN总线信号连入CAN接口电路，经光耦隔离模块隔离，隔离后的信号通过CAN协议控制器后，输入核心处理电路处理，处理分析后的信号送入单字节并行通信接口模块，再进入LONWORKS神经元协议控制器，所得到的信号通过LON接口电路连入LON总线中；LON总线信号，接入LONWORKS控制模块中，经由单字节并行通信接口模块送入核心处理电路，核心处理电路处理后的信号送入CAN控制模块中的CAN协议控制器，再经光耦模块隔离后输入CAN接口电路，最后导入CAN总线。
核心处理电路采用AT89C51为核心处理器。
与现有技术相比较，本实用新型的优点在于：
(1)本实用新型符合LonTalk协议和ISO11898，填补了国内在这一技术领域的空白。
(2)本实用新型采用NodeBuilder工程化应用平台，提高了工程化水平，降低了工程开发成本，缩短了工程周期。
(3)本实用新型通过了CAN、LON网络产品例行试验项目，完成与国内外CAN、LON网络产品的通信一致性测试试验。
(4)本实用新型对已有CAN总线的测控装置接人LonWorks现场总线，起了积极的推动作用；同时，也极大地方便了CAN和LonWorks之间的组网。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型网关设备处理电路的硬件结构图。
图中：1、LONWORKS控制模块，2、单字节并行通信接口模块，3、核心处理电路，4、CAN控制模块，5、LON接口电路，6、LON神经元协议控制器，7、CAN接口电路，8、光耦模块，9、CAN协议控制器。
具体实施方式
如图1、图2所示的一种基于AT89C51为处理器的LON-CAN网关设备，由LONWORKS控制模块1、单字节并行通信接口模块2、核心处理电路3和CAN控制模块4组成；其中LONWORKS控制模块1由LON接口电路5、LON神经元协议控制器组成；CAN控制模块4由CAN接口电路7、光耦模块8和CAN协议控制器9组成；CAN总线信号连入CAN接口电路7，经光耦隔离模块8隔离，隔离后的信号通过CAN协议控制器9后，输入核心处理电路3处理，处理分析后的信号送入单字节并行通信接口模块2，再进入LONWORKS神经元协议控制器6，所得到的信号通过LON接口电路5连入LON总线中；LON总线信号，接入LONWORKS控制模块1中，经由单字节并行通信接口模块2送入核心处理电路3，核心处理电路3处理后的信号送入CAN控制模块4中的CAN协议控制器9，再经光耦模块8隔离后输入CAN接口电路7，最后导入CAN总线。
所述的基于AT89C51为处理器的LON-CAN网关设备，其特征在于核心处理电路3采用AT89C51为核心处理器。
在具体实施例中，CAN总线信号进入CAN控制模块4的CAN接口电路7，经CAN接口电路7转变的信号送入光耦模块8进行隔离，信号隔离后，连入CAN协议控制器9中再送入核心处理电路3的AT89C52芯片进行处理，处理后的信号由AT89C52芯片输出经单字节控制接口电路2连入LONWORKS控制模块1中的LON神经元协议控制器6，经过控制的信号数据通过LON接口电路5接入LON总线；信号在本装置中均可双向传递，即LON总线信号通过LON接口电路5，送入LON神经元协议控制器6，在经由单字节并行接口电路2，送入核心处理电路3的AT89C52的芯片中处理，处理后的信号送入CAN控制模块4的CAN协议控制器9，在经光耦模块8隔离，信号隔离后送入CAN接口电路，最后送入CAN总线中。
核心处理电路是以AT89C52处理器为核心的，外围配置FLASH器件、电源管理器件、复位电路和实时时钟器件。其中所述的AT89C52是由美国Atmel公司生产的8051系列单片机，它采用了Intel公司的8051单片机的内核，和8051单片机在指令级上兼容。它内含8KB闪速可编程电擦写只读存储器，256B的RAM，最高工作频率为24MHz，共有32根输入输出线，3个16位计时/计数器，8个中断源和一个串行口，内部振荡器工作于11.0592MHz。其中P1口为8位数据总线、P3.6为写控制信号线、P3.7为读控制信号线、INT1(外部中断1输入脚)为读/写请求信号输入线。
LonWorks主控制模块1是智能节点的基本构成单位。它采用Echelon公司生产的FT-10，内含3150神经元芯片，同时包括FTT-10A双绞线收发器、复位电路、10MHz时钟电路及带有32KB×8Flash存储器用于存储应用程序和通信固件等。LonWorks控制模块1通过P1(18针双排插针)和应用系统相连、通过P2(6针单排插针)和网络系统相连。P1口与Neuron3150芯片的I/O、RESET和SERVICE引脚直接相连，P1口提供控制模块的电源。Neuron3150共有11个I/O引脚，可根据不同外围设备的需求配置成所需的外设接口。
系统软件包括网关所使用的操作系统、板级支持包和驱动软件包。板级支持包由汇编语言编写，操作系统和驱动软件包由ANSI C语言编写完成。
工程应用软件主要包括NodeBuilder软件。NodeBuilder开发工具可以使设计和测试LonWorks控制网络的单个节点变得简单。它用熟悉的Windows开发环境用用户提供易于使用的联机帮助。NodeBuilder包括LonWorks向导开发工具，仅仅需要几个步骤的互操作LonWorks节点的软件模板，可以节省几个小时或几天的编程时间。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1、一种基于AT89C51为处理器的LON-CAN网关设备，由LONWORKS控制模块(1)、单字节并行通信接口模块(2)、核心处理电路(3)和CAN控制模块(4)组成；其中LONWORKS控制模块(1)由LON接口电路(5)、LON神经元协议控制器组成；CAN控制模块(4)由CAN接口电路(7)、光耦模块(8)和CAN协议控制器(9)组成；CAN总线信号连入CAN接口电路(7)，经光耦隔离模块(8)隔离，隔离后的信号通过CAN协议控制器(9)后，输入核心处理电路(3)处理，处理分析后的信号送入单字节并行通信接口模块(2)，再进入LONWORKS神经元协议控制器(6)，所得到的信号通过LON接口电路(5)连入LON总线中；LON总线信号，接入LONWORKS控制模块(1)中，经由单字节并行通信接口模块(2)送入核心处理电路(3)，核心处理电路(3)处理后的信号送入CAN控制模块(4)中的CAN协议控制器(9)，再经光耦模块(8)隔离后输入CAN接口电路(7)，最后导入CAN总线。
2、根据权利要求1所述的基于AT89C51为处理器的LON-CAN网关设备，其特征在于核心处理电路(3)采用AT89C51为核心处理器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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