电压跟随电路的主要作用是缓冲、稳压、隔离、限幅和提高带载能力, 对下一级电路而言相半于一个恒压源,使得A/D转换器能够产生稳定的采样信 号能够做电压跟随的运算放大器种类非常多,如美国模拟数字公司的AD8552 芯片就是一款性能较好的运算放大器,但价格较贵图2-6中,ADx (x二0, 1)是 输入信号,也是来自信号调理电路的输出信号ADCINxx是完成跟随后的输出信 号,在A/D转换电路设计吋,将完成跟随的信号ADCINxx (xx二0, 1)直接与F2812 芯片的ADCINAx (x=0, 1)引脚直连;图2-7是A/D转换电路的特殊引脚连接关 系图,在图中,ADCREFP和ADCREFM管脚分别接一个10uF的陶瓷旁路电容,最 后接模拟地;ADCRESEXT管脚接一个特殊阻值的电阻(24.9Q±5%) (ADC外部电 流偏置电阻),再接模拟地;ADCBGREFIN管脚是TI保留的测试管脚,悬空即可; AVSSREFBG管脚直接与模拟地相连;AVDDREFBG管脚与+3. 3V模拟电源相连;管 脚ADCLO提供普通的低边模拟输入,通常将其连接到模拟地上[12]这样,就可 完成A/D转换电路的硬件设计。
ADCINAO 174ADCINATT73 adcinaHtI ADCINA3T7T ADCINA4170 ADCINA5T69ADCINA6J6SADCINA7I67ADCINBO2ADCINB13ADCINB2斗ADCINB35ADCINB46ADCINB57ADCINB68ADCINB79111016AGND12VCC3.313164AGNDk175ADCINAOADCINA1ADCINA2ADCINA3ADCINA4ADCINA5ADCINA6ADCINA7 ADCINBO ADCINB1ADCINB2ADCINB3ADCINB4ADCINB5ADCINB6ADCINB7ADCREP ADCREFM ADCRESEXT AVSSREFBG AVDDREFBG ADCREFIN ADCLO图3-2 A/D转换电路特殊管脚设计图3.2 SCI接口的设计SCI称为串行通信接口,它是一种采用双信号线的异步串行通信接口它的 主要任务是将片内A/D采集到的十进制或十六进制数据传输到微机端,使得相关 技术人员能够在微机上完成数据的分析和处理串行通信接口 (SCI)是采用双 线制通信的异步串行通信接口(UART)。
SCI模块采用标准非归零数据格式能够实现多CPU之间或同其他具有兼容数 据格式SCI端口的外设进行数据通信F2812处理器提供两个SCI接口——SCIA和 SCIB,可以与电脑方便地进行通讯为减少串口通信吋CPU的开销,F2812的串口 支持16级接收和发送FIFO也可以不使用FIFO缓冲,SCI的接收器和发送器可以 使用双级缓冲传送数据,并且SCI接收器和发送器有各自独立的中断和使能位, 可以独立地操作实现半双工通信,或者同吋实现全双工通信由于电脑的串口是RS232电平,而F2812为TTL电平,两者N同必须有一个电 平转换电路,本次电路设计中采用MAX232A芯片作为SCI的电平转换器件MAX232A内部有两个电荷泵,将+5V的输入电压转换为± 10V(空载),为RS-232 驱动器提供工作电压其中第一个转换器利用电容C28将+5V输入电床加倍,得到 V+输出端C30上的+10V;第二个转换器利用电容C29将+10V转换为V-输岀端C31± 的-lOVo可以从V+、V-输出端获取少量的电源功率,为外部电路供电本系统设计中选用TMS320F2812芯片的片内SCI接口实现数据传输F2812 芯片内部集成了 2 组 SCI 接口,即 SCITXDA. SCIRXDA. SCITXDB. SCIRXDB。
其 中,SCITXD引脚是发送数据引脚,SCIRXD引脚是接收数据引脚F2812芯片的 SCI接口提供多种通信速率,支持全双工、半双工的通讯模式,具有双缓冲接收 和发送功能,发送和接收可采用中断或状态标志位查询两种方式工作异步数据 传输的格式为1位起始位,8位数据位,可选择的奇偶校验位,1位停止位,采 用非归零通信格式SCI接口使用奇偶校验、超吋、帧出错监测确保数据的准确 传输下图是F2812芯片的SCI接口电路原理图讓论亶爲0 SCITQA5图3-3 F2812芯片的SCI接口电路在上述接口电路中采用符合RS-232标准的驱动芯片MAX3232进行串行通讯MAX3232芯片功耗低,集成度高,具有2组接收和发送通道,供电电压为3. 0V〜5. 5V,可与F2812芯片共用同一个电源芯片,即采用+3. 3V供电MAX3232和SCI之间无需添加电平转换电路,接口电路简单,可靠性高MAX232收发器是一种采用5V单电源供电的实现RS-232串行传输的芯片, 外接电容仅为0. 1或luF,采用双例只差封装形式、接收器输出为三态TTL/CM0S 等优越性,为双组RS-232接收发送器,波特率高。
MAX232由三部分组成:电压倍增器、RS-232接收器、RS-232发送器电压 倍增器VC1保持为VCC,并加到C3上,C3的负载端接Vcc,所以C3正端对地的电 压为2Vcc,V+加到C2端,Vc2=2VCC;C2两端的电压不能突变,Vc2加到C4两端, 此吋正端接地,从负端引出的对地电压V-为-2Vcc..发送器的输出电压为+-8Vo 即使在最差情况即负载为Vcc二+4. 5V. MAX232有两个发送器,若只用其中一个发 送器,另一个发送器的输入、输出端可以悬空3. 3 CAN总线及其应用CAN总线是一种串行通信协议,具有较高的通信速率和较强的抗干扰能力, 可以作为现场总线应用于电磁噪声比较大的场合带有32个完全可配置邮箱和 定吋邮递功能的CAN总线模块,能够实现灵活稳定的串行接口通信CAN总线并 不采用物理地址模式传送数据,而是每个消息有自己的标识符确定是够接收总线 上传来的消息,半有两个或更多的节点同时需要传送数据时,根据标识符确定消 息的优先级,总线访问采用多主原则CAN总线并不采用物理地址模式传送数据,血是每个消息有自己的标识符来 识别总线上的节点标识符主要有2个功能:消息滤波和消息优先级确定。
节点 利用标识符确定是否接收总线上传送的消息,当有2个或更多节点同吋需要传送 数据时,根据标识符确定系统的优先级总线访问采用多主原则,所有节点都可 以作为主节点占用总线CAN总线相对于Ethernet具有非破坏性避免总线冲突的 特点,这种方式可以保证在产生总线冲突的情况下,具有更高优先级的消息没有 被延时输出F2812内置eCAY模块由CA\协议内核(CPK)及信息控制器组成CPK把所有 CAF总线上接收到的符合CAN协议的信息和译码发送至接收缓冲器,并能按照CAN 协议发送信息到CAN总线上图6是以F2812内置的CAN接口模块为基础,利用 SN65HVD230设计的CAX总线接口电路图0o 0—o0—o594J37R330.12KR34 10K0DB96I VDSP-VSSCANLvccCANHRRSDVREFGNDSN65HVD230765USSN65HVD230图3-4 CAN总线接口电路TMS320F2812芯片本身集成了一个完整的增强型CAN控制器,称Z为Ecan,支持CAN2 0A和CAN 0B协议,它使DSP方便接入到CAN总线成为可能但是DSP 内部的CAN控制器必须通过CAN驱动芯片才能与外部的CAN控制器进行通信。
选 择SN65HVD230收发器是为了增大通信距离,提高系统的瞬间抗干扰能力,保护 总线,降低射频干扰(RFI)实现热防护等SN65HVD230CAN驱动芯片是为3・3V 供电的DSP设计的CAN总线收发器,TMS320F2812DSP集成的CAN总线控制器配 合总线收发器SN65HVD230,至少可以连接110个节点,可提供高达IMbit/s数 据传输率系统小将引脚8 (RS)接地选择高速工作模式在传输线两端并联一 个120Q的匹配电阻,以克服长线效应,减小通讯介质中信号的反射F2812内置eCAN模块由CAN协议内核(CPK)及。