基于CH372的CAN总线适配器系统的设计
发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:454
利用芯片ch372可在不了解任何usb协议或固件程序甚至驱动程序的情况下，轻松地将并口或串口产品升级到usb接口。该系统在工业现场较之以往的系统，可以更加灵活、高速、高效地完成大量数据交换，并可应用于多种控制系统之中，具有很大的应用价值。
引言
现场总线网络技术的实现需要与计算机相结合。目前，在微机上扩展can总线接口设备一般采用pci总线或者rs-232总线。pci虽然仍是高速外设与计算机接口的主要渠道，但其主要缺点是占用有限的系统资源、扩展槽地址；中断资源有限；并且插拔不方便；价格较贵；而且设计复杂、需有高质量的驱动程序保证系统的稳定；且无法用于便携式计算机的扩展；rs-232虽然插拔方便，但是传输速率太慢。
本文的设计思想是通过使用usb接口芯片ch372，将计算机与can网络控制节点参数相互准确快速地传输。ch372是一种usb总线通用接口芯片，在计算机系统中，通过ch372的配套软件可提供简洁易用的操作接口，从而使其与本地端的单片机通讯就如同读写硬盘中的文件一样简单，由于ch372屏蔽了usb通讯中的所有协议，因而可在计算机应用层与本地端控制器之间提供端对端的连接，在不需要了解任何usb协议或者固件程序甚至驱动程序的情况下，就可轻松地将并口、串口产品升级到usb接口。
can适配器用于完成usb总线和can总线之间的数据交换。使用mcu统筹安排数据在usb总线和can总线之间的数据交换。以mcu为界可以将硬件分为两部分：一是mcu和usb总线交换数据；二是mcu控制can控制器，完成can数据包到can总线位序列协议解释，该系统结构如图1所示。
图1
硬件设计
usb接口电路在微控制器和usb接口的选择上有两种方式：一种是采用具备usb通讯功能的微处理器。随着usb应用的日益广泛，intel、cypress、philips等芯片厂商都推出了具有usb通信接口的微处理器，如8x930a、8x931a、ez-usb等。由于这些微处理器具有usb接口，它们与过去的开发系统不兼容，需要购买新的开发系统，投资较高。另一种是采用普通微处理器加上专用的usb通信芯片。
现在的专用芯片中较流行的有usbn9602、sl11、pdiusbd12等。但是，usb接口的开发一般要求设计人员对usb的标准、firmware编程及驱动程序编写等有较深入的理解，因此限制了一般的硬件工程师对usb接口产品的开发使用。本系统中使用了usb接口芯片ch372，使用非常简单，开发人员只要熟悉单片机的编程及简单的vb或者vc应用程序编程，在较短的时间内就可开发出相应的usb产品。
ch372是一个usb总线的通用设备接口芯片，遵守usb1.1协议。在本地端，ch372具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机、dsp等控制器的系统总线上；在计算机系统中，ch372的配套软件提供了简洁易用的操作接口，与本地端的单片机通信就如同读写硬盘中的文件。ch372内置了usb通讯中的底层协议，具有内置固件模式和外置固件模式。在内置固件模式下ch372屏蔽了usb通信中的所有协议，在计算机应用层与本地端控制器之间提供端对端的连接。使用ch372，不需要了解任何usb协议或者固件程序，甚至驱动程序，就可以轻松地将并口、串口的产品升级到usb接口。
ch372芯片的rd和wr可以分别连接到单片机的读选通输出引脚和写选通输出引脚。cs由地址译码电路驱动，用于当单片机具有多个外围器件时进行设备选择。int可以连接到单片机的中断输入引脚，中断请求是低电平有效。当cs和rd以及a0都为低电平时，ch372中的数据通过d7～d0输出；当cs和wr以及a0都为低电平时，d7～d0上的数据被写入ch372芯片中；当cs和wr都为低电平而a1为高电平时，d7～d0上的数据被作为命令码写入ch372芯片中。ch372芯片的ud+和ud-引脚应该直接连接到usb总线上。如果为了芯片安全而串接保险电阻或者电感，那么交直流等效串联电阻应该在5ω之内。ch372芯片内置了电源上电复位电路，一般情况下，不需要外部提供复位。
ch372芯片正常工作时需要外部为其提供12mhz的时钟信号。一般情况下，时钟信号由ch372内置的反相器通过晶体稳频振荡产生。外围电路只需要在x1和x0引脚之间连接一个标称频率为12mhz的晶体，并且分别为x1和x0引脚对地连接一个容量为30pf的高频振荡电容。ch372芯片支持5v电源电压或者3.3v电源电压。当使用5v工作电压时，ch372芯片的vcc引脚输入外部5v电源，并且，v3引脚应该外接容量为0.1μf左右的电源退耦电容。当使用3.3v工作电压时，ch372芯片的v3引脚应该与vcc引脚相连接，同时输入外部的3.3v电源，并且与ch372芯片相连接的其它电路的工作电压不能超过3.3
利用芯片ch372可在不了解任何usb协议或固件程序甚至驱动程序的情况下，轻松地将并口或串口产品升级到usb接口。该系统在工业现场较之以往的系统，可以更加灵活、高速、高效地完成大量数据交换，并可应用于多种控制系统之中，具有很大的应用价值。
引言
现场总线网络技术的实现需要与计算机相结合。目前，在微机上扩展can总线接口设备一般采用pci总线或者rs-232总线。pci虽然仍是高速外设与计算机接口的主要渠道，但其主要缺点是占用有限的系统资源、扩展槽地址；中断资源有限；并且插拔不方便；价格较贵；而且设计复杂、需有高质量的驱动程序保证系统的稳定；且无法用于便携式计算机的扩展；rs-232虽然插拔方便，但是传输速率太慢。
本文的设计思想是通过使用usb接口芯片ch372，将计算机与can网络控制节点参数相互准确快速地传输。ch372是一种usb总线通用接口芯片，在计算机系统中，通过ch372的配套软件可提供简洁易用的操作接口，从而使其与本地端的单片机通讯就如同读写硬盘中的文件一样简单，由于ch372屏蔽了usb通讯中的所有协议，因而可在计算机应用层与本地端控制器之间提供端对端的连接，在不需要了解任何usb协议或者固件程序甚至驱动程序的情况下，就可轻松地将并口、串口产品升级到usb接口。
can适配器用于完成usb总线和can总线之间的数据交换。使用mcu统筹安排数据在usb总线和can总线之间的数据交换。以mcu为界可以将硬件分为两部分：一是mcu和usb总线交换数据；二是mcu控制can控制器，完成can数据包到can总线位序列协议解释，该系统结构如图1所示。
图1
硬件设计
usb接口电路在微控制器和usb接口的选择上有两种方式：一种是采用具备usb通讯功能的微处理器。随着usb应用的日益广泛，intel、cypress、philips等芯片厂商都推出了具有usb通信接口的微处理器，如8x930a、8x931a、ez-usb等。由于这些微处理器具有usb接口，它们与过去的开发系统不兼容，需要购买新的开发系统，投资较高。另一种是采用普通微处理器加上专用的usb通信芯片。
现在的专用芯片中较流行的有usbn9602、sl11、pdiusbd12等。但是，usb接口的开发一般要求设计人员对usb的标准、firmware编程及驱动程序编写等有较深入的理解，因此限制了一般的硬件工程师对usb接口产品的开发使用。本系统中使用了usb接口芯片ch372，使用非常简单，开发人员只要熟悉单片机的编程及简单的vb或者vc应用程序编程，在较短的时间内就可开发出相应的usb产品。
ch372是一个usb总线的通用设备接口芯片，遵守usb1.1协议。在本地端，ch372具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机、dsp等控制器的系统总线上；在计算机系统中，ch372的配套软件提供了简洁易用的操作接口，与本地端的单片机通信就如同读写硬盘中的文件。ch372内置了usb通讯中的底层协议，具有内置固件模式和外置固件模式。在内置固件模式下ch372屏蔽了usb通信中的所有协议，在计算机应用层与本地端控制器之间提供端对端的连接。使用ch372，不需要了解任何usb协议或者固件程序，甚至驱动程序，就可以轻松地将并口、串口的产品升级到usb接口。
ch372芯片的rd和wr可以分别连接到单片机的读选通输出引脚和写选通输出引脚。cs由地址译码电路驱动，用于当单片机具有多个外围器件时进行设备选择。int可以连接到单片机的中断输入引脚，中断请求是低电平有效。当cs和rd以及a0都为低电平时，ch372中的数据通过d7～d0输出；当cs和wr以及a0都为低电平时，d7～d0上的数据被写入ch372芯片中；当cs和wr都为低电平而a1为高电平时，d7～d0上的数据被作为命令码写入ch372芯片中。ch372芯片的ud+和ud-引脚应该直接连接到usb总线上。如果为了芯片安全而串接保险电阻或者电感，那么交直流等效串联电阻应该在5ω之内。ch372芯片内置了电源上电复位电路，一般情况下，不需要外部提供复位。
ch372芯片正常工作时需要外部为其提供12mhz的时钟信号。一般情况下，时钟信号由ch372内置的反相器通过晶体稳频振荡产生。外围电路只需要在x1和x0引脚之间连接一个标称频率为12mhz的晶体，并且分别为x1和x0引脚对地连接一个容量为30pf的高频振荡电容。ch372芯片支持5v电源电压或者3.3v电源电压。当使用5v工作电压时，ch372芯片的vcc引脚输入外部5v电源，并且，v3引脚应该外接容量为0.1μf左右的电源退耦电容。当使用3.3v工作电压时，ch372芯片的v3引脚应该与vcc引脚相连接，同时输入外部的3.3v电源，并且与ch372芯片相连接的其它电路的工作电压不能超过3.3
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