1 引言

　　隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，智能儀器儀表或微機裝置等智能電子設(shè)備(ied)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。

　　網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器(network print server)可為智能電子設(shè)備提供可靠的共享打印服務(wù)，節(jié)約系統(tǒng)成本。can總線是一種支持分布或?qū)崟r控制的現(xiàn)場總線，具有高可靠性、實時性和靈活性，廣泛應(yīng)用于汽車控制、工業(yè)控制、機器人、家用電器等領(lǐng)域。can總線已成為工業(yè)現(xiàn)場首選現(xiàn)場總線之一。設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器采用can總線作為數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器可與幾十甚至上百個智能電子設(shè)備構(gòu)成總線型網(wǎng)絡(luò)，采用屏蔽雙絞線作為通訊介質(zhì)減少節(jié)點干擾。通訊速率在10 kb／s～1 mb／s范圍內(nèi)可選。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器的核心處理器采用philips公司的lpc2129。lpc2129是一款支持實時仿真和跟蹤的16／32位arm7tdmi-s cpu“微控制器”，帶有256 kb的嵌入式高速flash存儲器，16 kb支持8／16／32位訪問的靜態(tài)ram，128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)，可使32位代碼在最大時鐘速率下運行。而對代碼有嚴(yán)格控制要求的應(yīng)用則可使用16位thumb模式。lpc2129采用64引腳封裝，低功耗，內(nèi)帶有46個gpio，2個32位定時器，2路can控制器，多路串行接口，9路外部中斷。選取該處理器主要考慮其內(nèi)部資源豐富，無需擴展存儲器、can控制器，且性能優(yōu)異，抗干擾能力強；價格低廉，具有極高的性價比。

　　系統(tǒng)硬件電路設(shè)計框圖如圖2所示。調(diào)試接口直接與lpc2129連接，用于調(diào)試開發(fā)；由max232-epe等器件構(gòu)成的串口電路用于程序下載；看門狗負(fù)責(zé)監(jiān)控程序是否出現(xiàn)異�；蚺茱w，若出現(xiàn)故障時，看門狗使整個系統(tǒng)復(fù)位；而電源電路由sp220-15d5d和dup75-05s05等器件構(gòu)成，為網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器提供工作電源。

　　網(wǎng)絡(luò)打印機服務(wù)器的核心電路是can及打印機接口電路，如圖3所示。打印機接口電路部分由光耦ps2701和電容電阻等元件構(gòu)成，lpc2129的p0和p1端口引腳經(jīng)該接口電路與針式打印機連接，實現(xiàn)打印功能；can總線接口電路由6n137和pca82-c250等器件構(gòu)成，lpc2129內(nèi)部can控制器完成can協(xié)議處理，pca82-c250可提高節(jié)點的驅(qū)動能力。為了增強can總線節(jié)點的抗干擾能力，lpc2129的cntx和cnrx不能直接與pca82c250的txd和rxd相連，應(yīng)經(jīng)高速光耦6n137后再與pca82c250相連，從而實現(xiàn)總線上各can節(jié)點間的電氣隔離。高速光耦電路中的電源vcc和vdd必須完全隔離，采用隔離型電源模塊dup75-05s05實現(xiàn)隔離。pca82c250與can總線的接口部分也采取了抗干擾措施，canh和canl與地之間分別并聯(lián)一只1 000 pf／2 kv的電容，用于濾除總線上的高頻干擾，并具有一定的抗電磁輻射性能。另外，在can總線接人端與地之間連接一個瞬態(tài)電壓抑制二極管(tvs)，保護(hù)pca82c250免受esd和emi浪涌脈沖。通訊信號傳輸?shù)綄?dǎo)線的端點時產(chǎn)生反射，并干擾正常信號傳輸，在pca82c250的兩根輸出數(shù)據(jù)線之間接一120 ω的終端電阻可抑制反射信號。若忽略該終端電阻，則大大降低通訊的抗干擾性和可靠性，甚至導(dǎo)致無法通訊。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器與各個智能電子設(shè)備之間采用主從方式，通過查詢完成工作。軟件主要由網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)主程序、can驅(qū)動程序、打印接口驅(qū)動程序、定時器中斷程序以及l(fā)pc2129啟動程序組成。

　　lpc2129啟動程序采用匯編語言編寫，主要包括異常中斷向量表、堆棧初始化、目標(biāo)板初始化、存儲系統(tǒng)初始化等。定時器中斷程序是定時器0的中斷處理程序，用于完成各種定時或延時功能，為打印和can通訊提供必要支持。打印接口驅(qū)動程序包括打印初始化和發(fā)送打印數(shù)據(jù)。打印初始化程序用于設(shè)置arm的p0和p1端口部分引腳的工作方式，初始化打印機。發(fā)送打印數(shù)據(jù)程序首先檢測打印機是否忙，若打印機忙則等待，若空閑則發(fā)送要打印的數(shù)據(jù)。然后選通打印機，最后回收打印機，即不選通并將數(shù)據(jù)寄存器置位。

　　can驅(qū)動程序主要包括初始化can控制器、發(fā)送報文和接收報文。初始化can控制器主要包括設(shè)置相應(yīng)引腳功能、工作方式、波特率參數(shù)以及出錯警告界限等。

　　lpc2129中有全局驗收濾波器，該模塊可為can控制器提供接收標(biāo)識符的查詢功能(驗收濾波)。另外，驗收濾波器為選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符提供了fulican-style自動接收功能。在初始化can控制器中將驗收濾波器設(shè)置為旁路，也可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，讓其參與接收濾波的工作，有助于改善節(jié)點接收信息的選擇性。完成初始化can控制器后，即可發(fā)送和接收報文信息。

　　發(fā)送報文驅(qū)動程序主要實現(xiàn)報文發(fā)送，發(fā)送報文流程如圖4所示。發(fā)送報文時。將待發(fā)送的數(shù)據(jù)打包成符合can發(fā)送幀格式的數(shù)據(jù)送人can控制器的發(fā)送緩存區(qū)。在向發(fā)送緩沖區(qū)送報文之前，必須判斷發(fā)送緩沖區(qū)是否空閑。若發(fā)送緩沖區(qū)繁忙則返回失��；若空閑則將數(shù)據(jù)寫人發(fā)送緩沖區(qū)，寫入完成后再判斷寫入是否成功，寫入成功后啟動發(fā)送命令，發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，然后返回狀態(tài)標(biāo)志。

　　接收驅(qū)動程序主要完成報文接收以及其