基于32位ARM单片机LPC2292的CAN节点设计
【摘要】CAN总线以其独特的技术优势,在汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统、安防监控等各领域,得到了大力的应用,本文介绍了32位高速ARM7单片机LPC2292在CAN总线中的节点收发器电路设计,及其程序设计。
【关键词】CAN;现场总线;ARM7;LPC2292
1. 引言
现场总线的工业过程智能自动化仪表和现代总线的开放自动化系统构成了新一代全开放自动化控制糸统的体系结构。目前国际上公认的现场总线有10多种,各有其特点,并在一定范围内得刭应用。其CAN总线网络是炙手可热的技术,目前它正在汽车电子、工业网络、医疗设备、轨道交通信号、楼宇控制及其它众多系统中得到应用。
2. 相关技术
2.1 CAN总线
CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN),是ISO国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。
CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN 即控制器局域网络,属于工业现场总线的范畴。与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
2.2 ARM7单片机LPC2292
LPC2292/LPC2294是一款基于16/32位ARM7TDMI-S,并支持实时仿真和跟踪的CPU,并带有256 k字节(kB)嵌入的高速Flash存储器。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码规模降低超过30%,而性能的损
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器设计公司的名称，ARM既不生产爱心篇也不销售芯片，是专业从事技术研发和授权转让的公司，世界知名的半导体电子公司都与ARM简历了合作伙伴关系，包括国内许多公司也从ARM购买芯核技术用于设计专用芯片。arm单片机以其低功耗和高性价比的优势逐渐步入高端市场，成为了时下的主流产品。 目录 arm单片机的优势 arm单片机的结构特性 arm单片机的工作状态和模式 arm单片机的寄存器结构 arm单片机的常见异常 arm单片机的应用 arm单片机的发展趋势 arm单片机的优势 ARM单片机采用了新型的32位ARM核处理器，使其在指令系统，总线结构，调试技术，功耗以及性价比等方面都超过了传统的51系列单片机，同时arm 单片机在芯片内部集成了大量的片内外设，所以功能和可靠性都大大提高。arm单片机的结构特性 具有统一和固定长度的指令域，使指令集和指令译码都大大简化 具有一个大而统一的寄存器文件，大多数数据操作都在寄存器中完成，使指令执行速度更快 采用加载/存储结构，使数据处理时只对寄存器操作，而不直接对存储器操作 寻址方式简单而灵活，所有加载/存储的地址都只由寄存器的内容和指令域决定，执行效率高 每一条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位寄存器进行控制，以最大限度的提高算术逻辑单元和移存器的利用率 采用自动增减地址的寻址方式，有利于优化循环程序的执行 引入多寄存器加载/存储指令，有利于实现数据吞吐量的最大化 arm单片机的工作状态和模式
13个基于STM32的经典项目设计实例，全套资料STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32 的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1.开源硬件-基于STM32的自动刹车灯设计 自动刹车灯由电池供电并内置加速度传感器，因此无需额外连接其他线缆。使用两节5号电池时，设计待机时间为一年以上(待机功耗66微安)，基本可以实现永不关机，即装即忘。 2.基于STM32F407的openmv项目设计资料 本项目是一个openmv，通过摄像头可以把图像实时传输给显示屏显示。MCU选择的是STM32F407（STM32F407数据手册），ARM Cortex-M4内核，最高频率可达180Mhz，包含一个单精度浮点DSP，一个DCMI（数字相机接口）。 3.STM32无线抢答器 无线抢答器采用STM32F302（STM32F302数据手册）芯片主控，同时用蓝牙，语音模块，数码管，七彩灯等部件构成，当主持人按下抢答键时，数码管进入倒记时，选手做好准备，当数码管从9变为0时，多名选手通过手机上虚拟按键进行抢答，同时语音播报抢答结果，显示屏上显示选手的抢答时间。 4.基于ARM-STM32的两轮自平衡小车 小车直立和方向控制任务都是直接通过控制小车两个电机完成的。假设小车电机可以虚拟地拆解成两个不同功能的驱动电机，它们同轴相连，分别控制小车的直立平衡、左右方向。 5.基于STM32F4高速频谱分析仪完整版（原创） 本系统是以STM32F407（STM32F407数据手册）进行加Blackman预处理，再做1024个点FFT进行频谱分析，最后将数据显示在LCD12864上，以便进行人机交互！该系统可实现任意波形信号的频谱显示，以及可以自动寻找各谐波分量的幅值，频率以及相位并进行8位有效数据显示。 6.基于STM32F4的信号分析仪设计（有视频，有代码） 这次基于discovery的板子做一个信号分析仪，就是练手，搞清楚STM32F4（STM32F4系列数据手册）中的USB固件编写，USB驱动的开发，上位机UI开发等一整套流程，过一把DIY的瘾。 7.基于STM32F4的解魔方机器人-stm32大赛二等奖（有视频） 本系统是基于Cortex-M4内核的STM32微控制器的解魔方机器人，在硬件方面主要有OV7670摄像头，LCD，舵机，在软件方面主要有OV7670的驱动，摄像头颜色识别算法，解魔方算法和舵机动作算法。整个设计过程包括电子系统的设计技术及调试技术，包括需求分析，原理图的绘制，制版，器件采购，安装，焊接，硬件调试，软件模块编写，软件模块测试，系统整体测试等整个开发调试过程。
单片机和linux嵌入式操作系统区别 随着嵌入式行业硬件平台的性能增强，项目需求和功能日益复杂，ARM公司推出的 CORTEX-M3，更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择，本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计及维护的成本等各个方面给您提供一个参考，并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。 ● 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较 ● 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 ● 2.1.驱动开发的区别 ● 2.2.应用程序开发的区别 1. 单片机与ARM等新处理器的价格比较 表1
自己不熟悉的芯片和技术，最后的成本也可能更高。 2. 带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 用通俗的话来说，一个处理芯片不运行操作系统，我们就把它称为单片机，而单片机编程就是写裸板程序，这个程序直接在板子上运行；相对的，另一种程序就是基于操作系统的程序，说得简单点就是，这种程序可以通过统一的接口调用“别人写好的代码”，在“别人的基础上”更快更方便地实现自己的功能。 2.1. 驱动开发的区别 驱动开发的区别我总结有两点：能否借用、是否通用。 2.1.1 能否借用 基于操作系统的软件资源非常丰富，你要写一个Linux设备驱动时，首先在网上找找，如果有直接拿来用；其次是找到类似的，在它的基础上进行修改；如果实在没有，就要研究设备手册，从零写起。而不带操作系统的驱动开发，一开始就要深入了解设备手册，从零开始为它构造运行环境，实现各种函数以供应用程序使用。 举个例子，要驱动一块LCD，在单片机上的做法是： ①首先要了解LCD的规格，弄清楚怎么设置各个寄存器，比如设置LCD的时钟、分辨率、象素 ②划出一块内存给LCD使用 ③编写一个函数，实现在指定坐标描点。比如根据x、y坐标在这块内存里找到这个象素对应的小区域，填入数据。 基于操作系统时，我们首先是找到类似的驱动，弄清楚驱动结构，找到要修改的地方进行修改。 下面是单片机操作LCD的代码： ①初始化： void Tft_Lcd_Init(int type) ｛ /* * 设置LCD控制器的控制寄存器LCDCON1~5 * 1. LCDCON1: * 设置VCLK的频率：VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2] * 选择LCD类型: TFT LCD * 设置显示模式: 16BPP * 先禁止LCD信号输出 * 2. LCDCON2/3/4: * 设置控制信号的时间参数 * 设置分辨率，即行数及列数 * 现在，可以根据公式计算出显示器的频率： * 当HCLK=100MHz时，
单片机C语言编程实例 前言 INTEL公司的MCS-51单片机是目前在我国应用得最广泛的单片机之一.随着 单片机应用技术的不断发展,许多公司纷纷以51单片机为内核,开发出与其兼容的 多种芯片,从而扩充和扩展了其品种和应用领域。 C语言已成为当前举世公认的高效简洁而又贴近硬件的编程语言之—。将C语言向单片机上的移植，始于20世纪80年代的中后期。经过十几年的努力，C语言终于成为专业化单片机上的实用高级语言。用C语言编写的8051单片机的软件，可以大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完善的系统。因此，不管是对于新进入这一领域的开发者来说，还是对于有多年单片机开发经验的人来说，学习单片机的C语言编程技术都是十分必要的。. C语言是具有结构化.模块化编译的通用计算机语言,是国际上应用最广.最多的计算语言之一。C51是在通用C语言的基础上开发出的专门用于51系列单片机编程的C语言.与汇编语言相比,C51在功能上.结构上以及可读性.可移植性.可维护性等方面都有非常明显的优势。目前 最先进、功能最强大、国内用户最多的C51编译器是Keil Soft ware公司推出的KeilC51。第 一章单片机C语言入门 1.1建立您的第一个C项目 使用C语言肯定要使用到C编译器，以便把写好的C程序编译为机器码， 这样单片机才能执行编写好的程序。KEIL uVISION2是众多单片机应用开发软 件中优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS51架构的芯片，它集编辑， 编译，仿真等于一体，同时还支持PLM、汇编和C语言的程序设计，它的界面 和常用的微软VC++的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真 方面也有很强大的功能。因此很多开发51应用的工程师或普通的单片机爱好者，都对它十分喜欢。 以上简单介绍了KEIL51软件，要使用KEIL51软件，必需先要安装它。KEIL51是一个商业的软件，对于我们这些普通爱好者可以到KEIL中国代理周 立功公司的网站上下载一份能编译2K的DEMO版软件，基本可以满足一般的个
单片机和嵌入式系统linux的区别 随着嵌入式行业硬件平台的性能增强，项目需求和功能日益复杂，ARM公司推出的CORTEX-M3，更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择，本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计及维护的成本等各个方面给您提供一个参考，并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。 ● 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较 ● 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 ● 2.1.驱动开发的区别 ● 2.2.应用程序开发的区别 1. 单片机与ARM等新处理器的价格比较 表1 型号架构资源价格(元) AT89S51 8051 最高频率33MHz 4 4KB Flash 128B内部RAM 32个可编程IO引脚 两个16bit的计数器 一个UART口 SST89E564RD 8051 最高频率40MHz 35
从表1里面各种芯片的资源，大概就可以猜知它们的应用场合。51单片机通常被用来做一些比较简单的控制，比如采集信号、驱动一些开关。AT89S51的Flash 只有4K，一个稍微复杂的程序就不止4K了。SST89E564RD是一种扩展的51单片机，它的Flash达到64KB，可以外接最多64KB的SRAM。在SST89E564RD上的程序可以写得更复杂一些，但是它对外的接口也比较少。 CORTEX-M3系列的处理器，对外接口极其丰富，这使得它的应用面更广，但是限于它的Flash、内存还是比较小，一般不在上面运行操作系统，它算是一个性能非常突出的单片机。 HI3510 是海思半导体公司的一款用于监控设备的芯片，一般上面运行Linux系统，通过摄像头采集数据、编码，然后通过网络传输。另一端接收到数据之后，再解码。在上面运行的程序非常复杂，有漂亮的图片界面、触摸屏控制、数据库等等。对声音图像的编解码更是用到DSP核。 S3C2440 是一款通用的芯片，它与“高级单片机”STM32F103相比，多了存储控制器和NAND控制器──这使得可以外接更大的Flash、更大的内存；多了内存管理单元(MMU)──这使得它可以进行地址映身(虚拟地址、物理地址之间的映射)。可以在S3C2440上运行Linux系统，运行更大更复杂的程序。 在具体工作中，怎么选择这些芯片呢？一句话：成本！进行任何产品的开发都要考虑性价比，一切应该从“成本”出发。成本不仅包括芯片的价格，也包括整个系统的硬件、软件设计及维护的难易。 芯片价格可以在电子市场问到，也可以在https://www.doczj.com/doc/3a10505297.html,.上找到有卖这种芯片的柜台，然
https://www.doczj.com/doc/3a10505297.html, CAN总线系统智能节点设计 作者：邹继军饶运涛 信息工程系 华东地质学院 摘要：CAN总线上的节点是网络上的信息接收和发送站；智能节点能通过编程设置工作方式、ID地址、波特率等参数。它主要由单片机和可编程的CAN通信控制器组成。本文介绍这类节点的硬件设计和软件设计；其中软件设计包括SJA1000的初始化、发送和接收等应用中的最基本的模块子程序。 关键词：总线节点CAN 控制器 引言： CAN (Controller Area Network)总线，又称控制器局域网，是Bosch公司在现代汽车技术中领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越的性能、极高的可靠性、独特灵活的设计和低廉的价格，现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。CAN已被公认为几种最有前途的现场总线之一。CAN总线规范已被ISO国际标准组织制订为国际标准，CAN 协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连参考模型基础上的，主要工作在数据链路层和物理层。用户可在其基础上开发适合系统实际需要的应用层通信协议，但由于CAN总线极高的可靠性，从而使应用层通信协议得以大大简化。 CAN总线与其他几种现场总线比较而言，是最容易实现、价格最为低廉的一种，但其性能并不比其他现场总线差。这也是目前CAN总线在众多领域被广泛采用的原因。节点是网络上信息的接收和发送站，所谓智能节点是由微处理器和可编程的CAN控制芯片组成，它们有两者合二为一的，如芯片P8XC592，也有如本文介绍的，独立的通信控制芯片与单片机接口，后者的优点是比较灵活。当然，也
STM32介绍以及与通常ARM的区别 ARM是英国的芯片设计公司，其最成功的莫过于32位嵌入式CPU核----ARM 系列，最常用的是ARM7和ARM9，ARM公司主要提供IP（Intellectual Property core 知识产权的核心）核，就是CPU的内核结构，只包括最核心的部分，并不是完整的处理器。ARM把这个核卖给各大半导体公司，如 Philips 三星，ATMEL，甚至Intel等许多公司。ARM为了对付 8位机市场，最近推出了 Cortex-M3核，STM32就是意大利的意法半导体基于Cortex-M3的32位嵌入式处理器， Cortex_M3核性价比更高，价格低，可以与8位单片机竞争。 一、ARM Cortex-M3 处理器初探 单片机市场的规模可以用“巨无霸”来形容，预计到2010时每年能有20G 片的出货量。世界各地的器件供应商纷纷亮出自己的得意之作，他们提供的器件和架构也是各具特色。业界内部可谓是百花齐放，热闹非凡，好戏不断。各行各业对单片机能力的要求也一直“得寸进尺”，而且还又要马儿跑，又要马儿不吃草——处理器必须在不怎么增加主频和功耗的条件下干更多的活儿。另一方面，处理器之间的互连也在加深，看这一串串熟悉的字眼：串口，USB，以太网，无线数传……处理器如欲支持这些数据通道，就必须在片上塞进更多的外设。软件方面的情况也如出一辙：应用程序的功能一直在花样翻新，性能需求也是变本加厉：更高的运算速度，更硬的实时能力，更多的功能模块，更炫的图形界面，……所有这些要求单片机都得照单全收。 在这个大环境下，ARM Cortex‐M3处理器，作为Cortex系列的处女作，为了让32位处理器入主作庄单片机市场，轰轰烈烈地诞生了！由于采用了最新的设计技术，它的门数更低，性能却更强。许多曾经只能求助于高级32位处理器或DSP的软件设计，都能在CM3上跑得很快很欢。相信用不了多久，CM3就一定能在32位嵌入式处理器市场中脱颖而出，像当年8051推动整个业界那样，再次放飞设计师的梦想，实现多年的夙愿！ 二、CM3的招牌功夫包括： ?性能强劲。在相同的主频下能做处理更多的任务，全力支持劲爆的程序设计。?功耗低。延长了电池的寿命——这简直就是便携式设备的命门（如无线网络应
基于的C A N总线智能传感器节点设计 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
基于82527的CAN总线智能传感器节点设计 摘要：介绍一种以8051微控制器和82527独立CAN总线控制器为核心组成的CAN总线智能传感器节点的设计方法，并给出其硬件原理图和初始化程序。 关键词：CAN总线 82527 单片机数据采集智能节点 引言 CAN（Controller Area Network，控制局域网）属于工业现场总线，是德国Bosch公司20世纪80年代初作为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器间的数据交换而开发的一种通信协议。1993年11月，ISO正式颁布了高速通信控制局域网（CAN）的国际标准（ISO11898）。CAN总线系统中现场数据的采集由传感器完成，目前，带有CAN总线接口的传感器种类还不多，价格也较贵。本文给出一种由8051单片机和82527独立CAN总线控制器为核心构成的智能节点电路，在普通传感器基础上形成可接收8路模拟量输入和智能传感器节点。
1 独立CAN总线控制器82527介绍 82527是Intel公司生产的独立CAN总线控制器，可通过并行总线与Intel和Motrorola的控制器接口；支持CAN规程标准，具有接收和发送功能并可完成报文滤波。82527采用CHMOS 5V工艺制造，44脚PLCC封装，使用温度为-44～+125℃，其引脚的排列和定义参见参考文献[1]。 （1）82527的时钟信号 82527的运行由2种时钟控制：系统时钟SCLK和寄存器时钟MCLK。SCLK 由外部晶振获得，MCLK对SCLK分频获得。CAN总线的位定时依据SCLK的频率，而MCLK为寄存器操作提供时钟。SCLK频率可以等于外部晶振XTAL，也可以是其频率的1/2；MCLK的频率可以等于SCLK或是其频率的1/2。系统复位后的默认设置是SCLK=XTAL/2，MCLK=SCLK/2。 （2）82527的工作模式 82527有5种工作模式：Intel方式8位分时复用模式；Intel方式16位分时复用模式；串行接口模式；非Intel方式8位分时复用模式；8位非分时复用模式。本文应用Intel方式8位分时复用模式，此时82527的30和44脚接地。
CPU ? MPU ? MCU 1 CPU（Central Processing Unit,中央处理器） (1) 1.1 CPU的组成 (2) 1.2 CPU的工作原理 (2) 2 MPU（Microprocessor Unit,微处理器） (4) 2.1 MPU的组成 (5) 2.2 MPU的分类 (5) 2.3 MPU的体系结构：冯.诺伊曼结构和哈佛结构 (5) 2.4 MPU的典型代表:DSP（Digital Signal Processor,数字信号处理器）. 6 3 MCU（Microcontroller Unit,微控制器/单片机） (7) 3.1 MCU的概念 (7) 3.2 MCU的概述 (8) 3.3 MCU的分类 (9) 3.4 MCU的架构:CISC架构和RISC架构 (9) 3.5 常见的MCU (10) 3.6 MCU的典型代表:ARM (14) 4 CPLD（Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件) (15) 5 FPGA（Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列） (15) 6 DSP,ARM,FPGA的区别 (15) 1 CPU（Central Processing Unit,中央处理器） 中央处理器（CPU）是电子计算机的主要器件之一，其功能主要是解释计算机 指令及处理计算机软件中的数据。
1.1 CPU的组成 CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。 运算器：进行算术运算和逻辑运算(部件:算数逻辑单元、累加器、寄存器组、路径转换器、数据总线)。 控制器：控制程序的执行,包括对指令进行译码、寄存，并按指令要求完成所规定的操作，即指令控制、时序控制和操作控制。复位、使能(部件:计数器、指令暂存器、指令解码器、状态暂存器、时序产生器、微操作信号发生器)。 寄存器：用来存放操作数、中间数据及结果数据。 1.2 CPU的工作原理 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，将指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作，从而完成一条指令的执行。可分为四个阶段：提取（Fetch）、解码（Decode）、执行（Execute）和写回（Writeback）。 注：指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成，其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。有的指令中也直接包含操作数本身。 第一阶段：提取 从存储器或高速缓冲存储器中检索指令（为数值或一系列数值）。由程序计数器（Program Counter）指定存储器的位置，程序计数器保存供识别目前程序位置的数值。换言之，程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。
基于CAN总线智能节点设计 The design of intelligent nodes Based on CAN Bus 李光忠1，吴士涛2 LI GUANG-ZHONG,WU SHI-TAO （1. 山东农业大学信息科学与工程学院，山东 泰安 271018； 2. 山东科技大学，山东 泰安 271000） （1. College of Information Science and Engineering, Shandong Agriculture University,Taian 271018 China；2. Shandong University of Science and Technology,Taian 271000 China） 摘要：CAN总线是一种应用极为普及的现场总线。文中提出了一种CAN总线通信接口的设计方案。CAN总线智能节点用单片机AT89S52和SJA1000控制器为核心组成。分别从硬件电路设计和SJA1000软件初始化、发送、接收设计方面进行了分析,实现了相应的网络控制功能,具有较高的实用性。 关键词：CAN总线，智能节点，系统设计 中图分类号：TP336 文献标识码：B Abstract:Can-Bus is popular as a field Bus.In this paper,a new modern CAN-bus communication interface is designed. Intelligent node of CAN-bus is mainly made up of MCU AT89S52 and SJA1000 controller.The hardware principle and the programming methods for initialization,transmitting and receiving modules of SJA1000 are introduced.The design can perform the control function.It is a practical design. Key words:CAN Bus,Intelligent node,system design 0 引言 CAN是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN总线作为智能设备的联系纽带,把挂在总线上作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,实现基本控制的综合自动化系统。本文给出了一种基于AT89S52和SJA1000的CAN总线智能节点设计方案，并对软硬件设计进行了相应的说明。 1 系统硬件设计 智能节点能够通过监测设备采集的现场数据,并根据接收到的命令或者主动将数据发送到CAN总线。通过事先设置验收码和验收屏蔽码可以控制智能节点从总线上接收数据或命令。 CAN总线系统智能节点硬件电路由3部分构成:微控制器AT89S52、独立CAN通信控制器SJA1000和CAN总线驱动器82C250。 微处理器AT89S52负责SJA1000的初始化,通过控制SJA1000实现数据的接受和发送等通信任务。SJA1000作为独立CAN总线控制器具有完成CAN高性能通信协议所要求的全部必要特性。使用简单总线连接的SJA1000可完成物理层和数据链路层的所有功能。其硬件与软件设计包括与基本CAN工作模式(BasicCAN)兼容，同时它新增加的增强CAN工作模式(PeliCAN)可以支持CAN 2.0A及CAN 2.0B协议。CAN总线收发器PCA82C250提供协议控制器和物理传输线路之间的接口。它可以用高达1Mb/s的速率在两条有差动电压的总线电线上传输数据。 硬件电路如图1所示。
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。 作为离散控的制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界范围内的PLC年增长率保持为20%～30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。 PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。 相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC 的控制器，可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。 近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。 通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。 数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
郭天祥的学ARM和学单片机一样简单视频教程1.08G 第一章嵌入式开发系统概况（70分钟）（第一讲） 一、开发平台硬件资源 二、开发平台软件资源及文档 三、开发平台硬件安装 四、开发平台软件安装 1、VMARE虚拟机的安装 2、LINUX操作系统的安装 3、交叉环境GCC的安装编译 第二章测试程序讲解 一、整板测试（33分钟）（第二讲） 1、在u-boot下用串口下载测试程序 2、对各个实验进行演示操作，测试相应模块的功能 3、在u-boot下用网口下载测试程序 二、ADS1.2 开发环境使用及启动代码分析（第二讲） 1、ADS1.2 开发环境使用（22分钟） （1）、工程的建立 （2）、工程的编译分析 （3）、硬件的仿真调试 2、启动代码分析（80分钟） （1）、代码启动流程分析 （2）、相关寄存器配置分析 （3）、44binit.s讲解 （4）、option.s讲解 （5）、memcfg.s讲解 （6）、main.c讲解 （7）、相应头文件讲解 三、S3C444B0X I/O口与中断的分析（第三讲） 1、S3C444B0X I/O口（37分钟） （1）、I/O口寄存器配置 （2）、I/O口控制LED代码分析 （3）、UART寄存器配置及代码简要分析 2、中断（46分钟） （1）、中断模式 （2）、中断寄存器配置 （3）、仿真调试按键外部中断的程序流程 四、AD温度采集显示、音频接口、NAND flash 读写（第四讲） 1、AD温度采集显示（30分钟） （1）、AD工作原理 （2）、AD寄存器配置 （3）、LM35温度传感器介绍 （4）、代码分析
（5）、仿真演示实验 2、音频（32分钟） （1）、WAV格式及结构分析 （2）、IIS相关寄存器配置及代码分析 （3）、硬件结构分析 （4）、仿真演示实验 3、 NAND Flash （41分钟） （1）、NAND Flash与NOR Flash区别 （2）、芯片参数分析 （3）、硬件结构分系 （4）、对应芯片手册的读写时序分析代码 （5）、仿真演示实验 五、USB D12从设备（108分钟）（第五讲） 1、USB协议介绍 2、下位机代码简要分析 3、DRIVER STUDIO软件的安装 4、上位机驱动sys、inf文件生成概述 5、上位机应用程序的实现 （1）、工程的建立 （2）、代码编写及分析 （3）、对应应用程序编写下位机程序实现USB通信 第三章 ucos讲解（145分钟）（第六讲） 一、uC/OS-II的简单应用 1、uC/OS-II简介 （1）、MAIN函数的结构 （2）、任务的结构 （3）、重要uC/OS-II API函数介绍 （4）、多任务的机制 2、代码分析 （1）、启动代码分析 （2）、相关函数和结构体的介绍 （3）、任务的创建 （4）、S3C44B0X定时器介绍 3、邮箱的实现 （1）、邮箱的建立 （2）、程序流程分析 （3）、仿真演示实验 4、事件的实现 （1）、事件的建立 （2）、程序流程分析 （3）、仿真演示实验 5、uC/OS-II实现AD对LM35温度采集 （1）、uC/OS-II文件目录介绍
单片机发展趋势 单片微型计算机，简称单片机，就是将微处理器、存储器ROM和RAM、定时/计数器、中断系统、I/O接口、总线和其他多功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。由于单片机的重要领域为智能化电子产品，一般需要嵌入仪器设备内，故又称嵌入式微型控制器。由于其具有可靠性较高，便于扩展，体积小，成本低等等特点，单片机已经广泛的应用于民用电子产品，智能仪表，工业测控、军工等等领域。但是，单片机也存在着比如片内存储容量较小等等缺点。那么已经很发达的单片机技术未来将何去何从呢？下面我将根据目前的市场需求与单片机本身的特点，从内部器件的优化，外围器件电路的扩展优化，整体可靠性与集成度的提高三个方面简要描绘一下单片机的发展蓝图。 一、内部器件的优化 1、CPU的改进。CPU是单片机的核心，他的功能的发展与提高，势必会带动单片机的发展。目前单片机内大多数为单CPU结构，只有8根数据总线。未来单片机会采用双ＣＰＵ结构，增加数据总线，提高数据处理速度与能力；同时，采用流水线结构，提高处理和运算速度，以适应实时控制和处理的需要。 2、增大存储容量。目前的单片机片内容量较小，片内ROM一般小于８KB，RAM一般小于256B。虽然可以扩展但是这样一来会带来较多麻烦，如接口的扩展等等，而且程序很难保密。所以，片内EPROM的E2PROM化，以及程序的保密化成为单片机的发展潮流。 3、提高并行接口的驱动能力，以减少外围驱动芯片从而增加外围I/O的逻辑功能和控制的灵活性。 二、外围器件电路的优化 1、以串行方式为主的外围扩展任将为主导。串行扩展具有方便、灵活、电路系统简单，占有I/O接口资源少等等优点，可以大大降低远距离传送成本等等功效，所以，未来外围设备的扩展将以串行方式为主。 2、外围电路的内装化。由于集成电路工艺的不断改进和提高，越来越多的复杂外围电路集成到单片机中，如D/A转化器、A/D转化器、看门狗电路、？LCD 控制器等。这样使得单片机系统的体积大大减小，功能大大提高。 3、和互联网的连接。对于高度发达的信息时代，世界变小了。所以，异地
DSP 、单片机以及嵌入式微处理器都是嵌入式家族的一员。最大区别是DSP 能够高速、实时地进行数字信号处理运算。数字信号处理运算的特点是乘/加及反复相乘 求和（乘积累加）。为了能快速地进行数字信号处理的运算，（1）DSP设置了硬件乘法/累加器，（2）能在单个指令周期内完成乘/加运算。（3）为满足FFT、卷积等数字信号处理的特殊要求，目前DSP大多在指令系统中设置了“循环寻址”及“位倒序”寻址指令和其他特殊指令，使得寻址、排序的速度大大提高。DSP完成1024复点FFT的运算，所需时间仅为微秒量级。 高速数据的传输能力是DSP高速实时处理的关键之一。新型的DSP设置了单独的DMA总线及其控制器，在不影响或基本不影响DSP处理速度的情况下，作并行的数据传送，传送速率可达每秒百兆字节。DSP内部有流水线，它在指令并行、功能单元并行、多总线、时钟频率提高等方面不断创新和改进。因此，DSP与单片机、嵌入式微处理器相比，在内部功能单元并行、多DSP核并行、速度快、功耗小、完成各种DSP算法方面尤为突出。 单片机也称微控制器或嵌入式控制器，它是为中、低成本控制领域而设计和开发的。单片机的位控能力强，I/O接口种类繁多，片内外设和控制功能丰富、价格低、使用方便，但与DSP相比，处理速度较慢。DSP具有的高速并行结构及指令、多总线，单片机却没有。DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量更是单片机不可企及的。嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU（微处理器）。是嵌入式系统的核心。为满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。与工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、质量轻、成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件，从而降低了系统的可靠性，技术保密性也较差。在应用设计中，嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在专门设计的一块电路板上，只保留和嵌入式应用有关的母板功能，可大幅度减小系统的体积和功耗。目前，较流行的是基于ARM7、ARM9系列内核的嵌入式微处理器。 嵌入式微处理器与DSP的一个很大区别，就是嵌入式处理器的地址线要比DSP 的数目多，所能扩展的存储器空间要比DSP的存储器空间大的多，所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。RTOS是针对不同处理器优化设计的高效率、可靠性和可信性很高的实时多任务内核，它将CPU时间、中断、I/O、定时器等资源都包装起来，留给用户一个标准的应用程序接口（API），并根据各个任务的优先级，合理地在不同任务之间分配CPU时间。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。常用的RTOS：Linux（为几百KB）和VxWorks（几MB）。 由于嵌入式实时多任务操作系统具有的高度灵活性，可很容易地对它进行定制或作适当开发，来满足实际应用需要。例如，移动计算平台、信息家电（机顶盒、数字电视）、媒体手机、工业控制和商业领域（例如，智能工控设备、ATM机等）、电子商务平台，甚至军事应用，吸引力巨大。所以，目前嵌入式微处理器的应用是继单片机、DSP之后的又一大应用热门。但是，由于嵌入式微处理器通常不能高效地完成许多基本的数字处理运算，例如，乘法累加、矢量旋转、三角函数等。它的 体系结构对特殊类型的数据结构只能提供通用的寻址操作，而DSP则有专门的简捷寻址机构和辅助硬件来快速完成。所以嵌入式微处理器不适合高速、实时的数字信号处理运算。而更适合“嵌入”到系统中，完成高速的“通用”计算与复杂
汽车ECU电路分析 ECU电路解析 正如在本章开始时我们讲到的，不同厂商的汽车电脑在功能上不是完全相同的，但结构组成和要紧功能是差不多一样的，因此我们以有代表性的BOSCH MOTRONIC系统为例进行ECU的电路分析。 1、BOSCH MOTRONIC系统结构图 BOSCH MOTRONIC系统在电子燃油喷射系统中极具代表性，国内生产的大部分车型采纳的差不多上BOSCH电子喷射系统。图5.11为MOTRONIC系统框图，在此图中介绍了曲型电子燃油喷射系统的组成，各部分的联系情况，关于更好的了解电脑的工作过程，以至于分析故障与维修差不多上大有关心的。 图11 Motronic系统框图 1－燃油箱；2－燃油泵；3－燃油滤清器；4－燃油压力调节器；5－燃油脉动衰减器；6－电子操纵单元；7－分电器；8－喷油嘴；9－冷起动喷油嘴；10－节气门；11－节气门开关门；12－空气流量计；13－氧传感器；14－热敏开关；15－水温传感器；16－辅助空气阀；17－曲轴位置传感器；18－主继电器；19－燃油泵继电器
在图11中，电子操纵单元作为电控发动机的核心部分，由一8位/16位单片微机、集成电路和相关电子元件组成，英文表示为Electric control unit简称ECU。其作用是接收各种传感器送来的信息，以它们进行运算、处理、推断后再发出指令信号，经输出电路进行功率放大后驱动想应的执行单元，从而实现对发动机的各种工况的操纵。那个地点提级的ECU是各种操纵单元的统称，ECM/PCM则是发机操纵模组或动力操纵模组的缩写，是包含于ECU范围之内的。 2、BOSCH MOTRONIC1.3电路分析 汽车电子操纵单元（ECU），不论是BOSCH的MOTRONIC，福特的EEC IV、V，通用的P4、P6等，其最终的目的只有一个，让发动机工作的更出色，表现为动力更强劲，噪声小，污染低。这是针对发动机系统而言，其他系统也是一样，每个系统都有自己的目标，这就看起来是电视机一样，世界各国生产的电视机，不管是哪个厂家的，差不多上要以接收电视节目为目的。基于如此一种认识，我们能够把ECU抽样化的分成几个部分，见图12所示。
汽车ECU电路分析ECＵ电路解析 正如在本章开始时我们讲到的,不同厂商的汽车电脑在功能上不是完全相同的，但结构组成和主要功能是基本一样的,因此我们以有代表性的BＯＳCＨＭOTＲＯNIC系统为例进行ＥＣU的电路分析。 1、BOSCH MOTＲONIC系统结构图 BOSCH MOＴROＮIC系统在电子燃油喷射系统中极具代表性，国内生产的大部分车型采用的都是BOSCH电子喷射系统。图5.１1为MＯTRＯNIＣ系统框图，在此图中介绍了曲型电子燃油喷射系统的组成，各部分的联系情况，对于更好的了解电脑的工作过程,以至于分析故障与维修都是大有帮助的。 图１1Motronic系统框图 1－燃油箱;2－燃油泵；3－燃油滤清器；4－燃油压力调节器;5-燃油脉动衰减器；6-电子控制单元；７－分电器；8-喷油嘴;9－冷起动喷油嘴;10－节气门;1１-节气门开关门；１2-空气流量计；13－氧传感器;14－热敏开关;15-水温传感器；16-辅助空气阀；17-曲轴位置传感器；18-主继电器;19－燃油泵继电器在图11中，电子控制单元作为电控发动机的核心部分,由一8位/16位单片微机、集成电路和相关电子元件组成,英文表示为Elecｔric conｔｒol ｕｎｉt 简称EＣU。其作用是接收各种传感器送来的信息,以它们进行运算、处理、判断后再发出指令信号，经输出电路进行功率放大后驱动想应的执行单元，从而实现对发动机的各种工况的控制。这里提级的ＥCＵ是各种控制单元的统称,ＥＣＭ/PCＭ则是发机控制模组或动力控制模组的缩写，是包含于ＥCU范围之内的。 2、BOSＣH MOTRONＩC1.3电路分析 汽车电子控制单元（ＥCU),不论是BＯSCH的MOTＲONＩC，福特的EＥC IV、V,通用的P４、P6等,其最终的目的只有一个,让发动机工作的更出色，表现为动力更强劲，噪声小,污染低。这是针对发动机系统而言,其他系统也是一样,每个系统都有自己的目标,这就好像是电视机一样，世界各国生产的电视机,无论是哪个厂家的，都是要以接收电视节目为目的。基于这样一种认识,我们可以把
计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。单片机就在这种情况下诞生了。截止到今日，单片机应用技术飞速发展，纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，但飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，这些都离不开单片机。 单片机即单片微型计算机，是集CPU，RAM，ROM，定时，计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各单片机中最为典型和最具代表性的一种。在这学期中，我们主要学习的就是89C51单片机，本论文通过对单片机应用系统的设计过程，89C51单片机系统的硬件电路设计，89C51单片机系统的软件设计和调试，89C51的应用系统设计实例，以及89C51单片机应用的新创意，这几方面进行论述，从而达到认识，学习，设计以及应用等方面的能力。 1.单片机应用系统的设计过程 单片机应用系统设计包括总体方案、硬件系统、软件系统设计, 系统仿真调试和运行维护等。在对应用对象论证、分析的基础上，确定总体方案，在合理的安排系统软件、硬件的技术要求。硬件系统设计包括原理图设计、PCB（印制电路板）设计、制版和组装、硬件调试等工作。软件系统设计技术根据总体方案和硬件电路，设计出实现系统功能的控制程序。系统的测试包括功能测评、技术指标的测量、系统的优化等工作。系统固化后，系统运行，投入正常的工作中，开发工作完成。 1.1 单片机的组成和特点 典型的单片机应用系统除主机外，还包括以下几部分： （1）系统的前向通道(即输入部分)。一般包括数字量、开关量、模拟量信号(A/D)的输入。（2）后向通道(即输出部分)。一般包括数字量、开关量、模拟量信号(D/A )的输出。 （3）人机对话通道，即人机交互部分。一般包括键盘、显示器、打印机、看门狗(监视)电路等。