基于PC／104的多CAN-Bus系统设计_瑞达电器资料网,华玉生活

1引言PC／104嵌入式控制PC出现于80年代末，并于1992年形成IEEEP966.1标准。它一方面继承了PC的所有资源，另一方面又对PC的各个方面做了优化设计，使其与IBMPC完全兼容，并具有体积小，功耗低，工作温度宽，可靠性高等特点；它采用了独特的"自栈式"总线连接、模块化结构，使用起来灵活方便；它采用面向对象的硬件设计方法，使得在PC／104标准上开发的扩展模块具有更强的通用性和更长的生命期；它以其优良的品质、高可靠性

1 引言

PC／104嵌入式控制PC出现于80年代末，并于1992年形成IEEEP966.1标准。它一方面继承了PC的所有资源，另一方面又对PC的各个方面做了优化设计，使其与IBMPC完全兼容，并具有体积小，功耗低，工作温度宽，可靠性高等特点；它采用了独特的"自栈式"总线连接、模块化结构，使用起来灵活方便；它采用面向对象的硬件设计方法，使得在PC／104标准上开发的扩展模块具有更强的通用性和更长的生命期；它以其优良的品质、高可靠性及模块化，广泛应用于工业控制、航空航天、军事、医疗、消防设备、智能仪器仪表、导航、通讯、数控、自动化生产设备、便携式计算机等领域。在实际应用中，一个较为复杂的系统，往往不是由单个计算机独立控制，而是由多个计算机组成通信网络共同完成控制的过程。因此，对于每一个嵌入式计算机来说，除了连接必需的外设之外，还需要考虑计算机之间的通信。

控制器局域网(简称CAN)是目前国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设计用作汽车中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。CAN是一种多主机方式的串行通讯总线，能够使用诸如双绞线、光纤等多种物理介质，其中最常用的就是双绞线。它的基本设计规范是要求具有高的位速率和高的抗电磁干扰性，而且要求能够检测出任何错误。由于CAN总线具有高实时性、卓越性能、高可靠性、独特灵活设计和低廉价格，已广泛应用于工业现场、控制、智能大厦、小区安防、交通工具、医疗仪器、环境监控等众多领域，目前，已被公认为是几种最有前途的现场总线之一。

2系统的硬件设计

设计的系统采用合适的档次(以功能、性能够用为标准)、高性价比、CPU为X86(相当于586)、300MHz的PC／104模块作为主控单元，以Philips的SJA1000+PCA82C250作为CAN接口器件和收发器；以Altera公司的CPLD器件EPM7128作为逻辑控制和译码单元。整个系统共设计4个CAN接口，其中两个用于外部远距离通讯，工作在5 Kb／s下，另外两个用于近距离通讯，工作在1 Mb／s下，当然这4个CAN接口的硬件是完全相同的。另外，系统还扩展了一个5英寸、320×240点阵的单色LCD屏、按键和LED指示灯组成的人机接口。图1给出该系统硬件原理框图。

2.1 I／O端口地址分配表

由于系统在PC／104的基础上扩充了CAN、LCD、LED指示灯和按键等资源，要对其进行访问和操作时，必须为它们分配地址，但分配的地址又不能与PC／104原有的I／O接口地址冲突，所以分配地址之前，必须搞清楚所选用的PC／104模块的地址分配表，即搞清楚哪些地址范围已被PC／104占用，哪些区域是空闲的。新分配的地址只能占用空闲区域，否则会引起端口冲突，导致系统不能正常工作。表1给出PC／104的I／O端口地址分配表。

PC／104总线能访问64 K个I／O端口，但实际上只用了1 K端口地址(000H～3FFH)，其中256个单元(000H～OFFH)分配给系统板上的I／O接口器件，其余的768个单元(100～3FFH)分配给扩充卡。当然，现在的PC／104功能非常强大，板上集成了许多接口，如：多个串口、USB、Ethernet LAN、GPIO等，它们都要占用端口地址。所以，在实际应用中，必须以所选用的PC／104为准，选出一块空白的地址区域，对上述系统资源进行编址。该系统设计选取地址为180～1BFH。