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基于雙口RAM的LonWorks智能通信節(jié)點設(shè)計

發(fā)布時間:2007/4/23 0:00:00 訪問次數(shù):853

基于雙口RAM的LonWorks智能通信節(jié)點設(shè)計 [日期:2004-12-8] 來源:單片機及嵌入式系統(tǒng)應用 作者:黃志武 尹進峰 [字體:存儲器EEPROM存放LonTalk網(wǎng)絡(luò)協(xié)議固件、多任務(wù)調(diào)度程序、網(wǎng)絡(luò)適配器通信管理程序以及網(wǎng)絡(luò)配置信息等。節(jié)點的硬件組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

智能節(jié)點的基本結(jié)構(gòu)可分為兩部分:以Neuron 3150神經(jīng)元芯片主構(gòu)成的LonWorks現(xiàn)場總線一側(cè),其基本功能是實現(xiàn)LON網(wǎng)絡(luò)上的智能節(jié)點功能;另一側(cè)是由單片機系統(tǒng)構(gòu)成的串行通信接口,其功能是實現(xiàn)EIA RS-232-C/RS-485標準的串行通信。在這兩部分間采用了雙口RAM CY7C130芯片作為數(shù)據(jù)共享區(qū)。CY7C130通信接口電路的左端口與Neuron 3150芯片連接,右端口與8051單片機系統(tǒng)連接,如圖2所示。雙口RAM的兩端都有獨立的數(shù)據(jù)線、地址線和控制線,兩端都可對雙口RAM的任意單元進行操作。只要兩端不同時對同一地址單元進行操作就不會發(fā)生沖突。BUSY顯示本端口想要存取的地址正在被另一個端口操作,發(fā)生硬件沖突時,后操作一端的BUSY信號有效。

在應用中分別對雙口RAM 1KB的存儲空間進行定義,即CY7C130的同一存儲單元對于Neuron3150芯片及8051單片機系統(tǒng)各有一個地址,這樣兩個系統(tǒng)均能對其進行存取操作。在智能節(jié)點中,Neuron3150芯片對1KB空間的地址為D000H~D3FFH。8051單片機系統(tǒng)對它的定義為0000H~03FFH。值得注意的是,CY7C130芯片3FFH和3FEH兩個單元被用作固定用途:當左端Neuron3150芯片向3FFH單元寫入數(shù)據(jù)時,將產(chǎn)生中斷信號INTR;同理,當右端8051單片機向3FEH單元寫入數(shù)據(jù)時,將產(chǎn)生中斷信號INTL。利用這兩個信號,可以將系統(tǒng)設(shè)置為中斷工作方式,達到節(jié)省通信時間的目的。由于雙向數(shù)據(jù)信息的交換,可以這樣來劃分雙口RAM存儲區(qū)間:000H~01FFH單元存入Neuron 3150芯片向8051傳送的信息,而200H~3FFH單元存放由8051向Neuron 3150發(fā)送的信息,并將同類但不同次的信息放在固定的存儲單元,每次都以新的數(shù)據(jù)覆蓋上次的數(shù)據(jù)。這樣就不必進行標志的判斷,只需要固定單元取數(shù)據(jù)就可以進行處理,既節(jié)省時間,又安全可靠。

1.2 硬件的抗干擾

Lon Works設(shè)備往往工作在復雜的電磁環(huán)境中,其自身各部分與周圍其它電子設(shè)備之間,都不可避免地存在各種形式的電磁干擾和靜電放電。為了保證通信的準確無誤,延長硬件使用壽命,該通信節(jié)點在設(shè)計上結(jié)合LonWorks電路自身特點,采用有關(guān)接地、屏蔽和濾波的適當處理,有效減小了電磁干擾的影響。針對收發(fā)器FTT-10A,設(shè)計抗干擾電路時,應主要圍繞印刷電路板上星形地結(jié)構(gòu)和火花隙的設(shè)計。對于靜電放電(ESD),在印刷電路板(PCB)設(shè)計中,采用火花放電隙,能夠削弱到達收發(fā)器和后續(xù)緩沖器電路的ESD能量,使用箝位二極管,能大大增強節(jié)點承受來自網(wǎng)絡(luò)連接端的ESD能力。對于電磁干擾,應盡量保證強噪聲源(如DC/DC變換器、時鐘電路等)遠離收發(fā)器FTT-10A。

2 LonWorks智能通信節(jié)點的軟件設(shè)計

在LON網(wǎng)程序設(shè)計中使用Neuron C語言。Neuron C是一種基于ANSI C且?guī)в芯W(wǎng)絡(luò)通信和高級硬件設(shè)備接口擴展語句的高級不應該。它增加了對I/O、事件處理、消息傳遞和分散數(shù)據(jù)目標的支持,擴充了包括軟件定時器、網(wǎng)絡(luò)變量、顯示消息、一個多任務(wù)調(diào)度程序以及其它各具特點的函數(shù)等。采用Neuron C語言開發(fā)的應用程序,可直接在Lonbuilder神經(jīng)元仿真器上進行調(diào)試,因此應用程序的開發(fā)可獨立于硬件設(shè)計進行。智能節(jié)點通信流程如圖3所示。

程序中,節(jié)點Neuron 3150側(cè)使用顯示報文通信,能有效實現(xiàn)智能節(jié)點與單片機進行雙向通信的功能。用Neuron C語言進行節(jié)點設(shè)計編程時,必須首先查詢IO_6和IO_7的內(nèi)容。定義兩個比特類型的輸入變量INTL和BUSYL,通過查詢這兩個變量的內(nèi)容來確定程序的運行流程。編程如下:

//*****包含文件*****

#include<string.h>

#include<control.h>

//*****公共變量聲明*****

#define Tlon_485 0xd000 //定義從LON網(wǎng)上所接收數(shù)據(jù)在雙口RAM存儲單元首址

#defin T485_lon 0xd0200 //定義從單片機側(cè)所接收數(shù)據(jù)在雙口RAM存儲單元首址

IO_6 input bit INTL;//定義IO_6,IO_7為比特類型的輸入變量

IO_7 input bit BUSYL;

Msg_tag tag_out1; //定義輸出消息標簽

基于雙口RAM的LonWorks智能通信節(jié)點設(shè)計 [日期:2004-12-8] 來源:單片機及嵌入式系統(tǒng)應用 作者:黃志武 尹進峰 [字體:存儲器EEPROM存放LonTalk網(wǎng)絡(luò)協(xié)議固件、多任務(wù)調(diào)度程序、網(wǎng)絡(luò)適配器通信管理程序以及網(wǎng)絡(luò)配置信息等。節(jié)點的硬件組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

智能節(jié)點的基本結(jié)構(gòu)可分為兩部分:以Neuron 3150神經(jīng)元芯片主構(gòu)成的LonWorks現(xiàn)場總線一側(cè),其基本功能是實現(xiàn)LON網(wǎng)絡(luò)上的智能節(jié)點功能;另一側(cè)是由單片機系統(tǒng)構(gòu)成的串行通信接口,其功能是實現(xiàn)EIA RS-232-C/RS-485標準的串行通信。在這兩部分間采用了雙口RAM CY7C130芯片作為數(shù)據(jù)共享區(qū)。CY7C130通信接口電路的左端口與Neuron 3150芯片連接,右端口與8051單片機系統(tǒng)連接,如圖2所示。雙口RAM的兩端都有獨立的數(shù)據(jù)線、地址線和控制線,兩端都可對雙口RAM的任意單元進行操作。只要兩端不同時對同一地址單元進行操作就不會發(fā)生沖突。BUSY顯示本端口想要存取的地址正在被另一個端口操作,發(fā)生硬件沖突時,后操作一端的BUSY信號有效。

在應用中分別對雙口RAM 1KB的存儲空間進行定義,即CY7C130的同一存儲單元對于Neuron3150芯片及8051單片機系統(tǒng)各有一個地址,這樣兩個系統(tǒng)均能對其進行存取操作。在智能節(jié)點中,Neuron3150芯片對1KB空間的地址為D000H~D3FFH。8051單片機系統(tǒng)對它的定義為0000H~03FFH。值得注意的是,CY7C130芯片3FFH和3FEH兩個單元被用作固定用途:當左端Neuron3150芯片向3FFH單元寫入數(shù)據(jù)時,將產(chǎn)生中斷信號INTR;同理,當右端8051單片機向3FEH單元寫入數(shù)據(jù)時,將產(chǎn)生中斷信號INTL。利用這兩個信號,可以將系統(tǒng)設(shè)置為中斷工作方式,達到節(jié)省通信時間的目的。由于雙向數(shù)據(jù)信息的交換,可以這樣來劃分雙口RAM存儲區(qū)間:000H~01FFH單元存入Neuron 3150芯片向8051傳送的信息,而200H~3FFH單元存放由8051向Neuron 3150發(fā)送的信息,并將同類但不同次的信息放在固定的存儲單元,每次都以新的數(shù)據(jù)覆蓋上次的數(shù)據(jù)。這樣就不必進行標志的判斷,只需要固定單元取數(shù)據(jù)就可以進行處理,既節(jié)省時間,又安全可靠。

1.2 硬件的抗干擾

Lon Works設(shè)備往往工作在復雜的電磁環(huán)境中,其自身各部分與周圍其它電子設(shè)備之間,都不可避免地存在各種形式的電磁干擾和靜電放電。為了保證通信的準確無誤,延長硬件使用壽命,該通信節(jié)點在設(shè)計上結(jié)合LonWorks電路自身特點,采用有關(guān)接地、屏蔽和濾波的適當處理,有效減小了電磁干擾的影響。針對收發(fā)器FTT-10A,設(shè)計抗干擾電路時,應主要圍繞印刷電路板上星形地結(jié)構(gòu)和火花隙的設(shè)計。對于靜電放電(ESD),在印刷電路板(PCB)設(shè)計中,采用火花放電隙,能夠削弱到達收發(fā)器和后續(xù)緩沖器電路的ESD能量,使用箝位二極管,能大大增強節(jié)點承受來自網(wǎng)絡(luò)連接端的ESD能力。對于電磁干擾,應盡量保證強噪聲源(如DC/DC變換器、時鐘電路等)遠離收發(fā)器FTT-10A。

2 LonWorks智能通信節(jié)點的軟件設(shè)計

在LON網(wǎng)程序設(shè)計中使用Neuron C語言。Neuron C是一種基于ANSI C且?guī)в芯W(wǎng)絡(luò)通信和高級硬件設(shè)備接口擴展語句的高級不應該。它增加了對I/O、事件處理、消息傳遞和分散數(shù)據(jù)目標的支持,擴充了包括軟件定時器、網(wǎng)絡(luò)變量、顯示消息、一個多任務(wù)調(diào)度程序以及其它各具特點的函數(shù)等。采用Neuron C語言開發(fā)的應用程序,可直接在Lonbuilder神經(jīng)元仿真器上進行調(diào)試,因此應用程序的開發(fā)可獨立于硬件設(shè)計進行。智能節(jié)點通信流程如圖3所示。

程序中,節(jié)點Neuron 3150側(cè)使用顯示報文通信,能有效實現(xiàn)智能節(jié)點與單片機進行雙向通信的功能。用Neuron C語言進行節(jié)點設(shè)計編程時,必須首先查詢IO_6和IO_7的內(nèi)容。定義兩個比特類型的輸入變量INTL和BUSYL,通過查詢這兩個變量的內(nèi)容來確定程序的運行流程。編程如下:

//*****包含文件*****

#include<string.h>

#include<control.h>

//*****公共變量聲明*****

#define Tlon_485 0xd000 //定義從LON網(wǎng)上所接收數(shù)據(jù)在雙口RAM存儲單元首址

#defin T485_lon 0xd0200 //定義從單片機側(cè)所接收數(shù)據(jù)在雙口RAM存儲單元首址

IO_6 input bit INTL;//定義IO_6,IO_7為比特類型的輸入變量

IO_7 input bit BUSYL;

Msg_tag tag_out1; //定義輸出消息標簽

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