基于ARM7的CAN-USB轉(zhuǎn)換器設計

引言

　　ABS(防抱死剎車系統(tǒng))ECU(電控單元)在研發(fā)過程中，為了實時確定其行車參數(shù)和控制參數(shù)，通常會使用標定技術(shù)，標定技術(shù)就是通過一定的命令對ECU上傳和讀取控制算法參數(shù)，以達到對其實時修改以尋求最優(yōu)的技術(shù)。

?????? 對于車載電控單元來說，其通常只有CAN總線通信接口，為了能實現(xiàn)上位機和ECU能直接進行通信，實現(xiàn)利用標定技術(shù)對ABS ECU 進行開發(fā)，我們設計了一款能實現(xiàn)CAN到USB的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。

?????? CAN通信協(xié)議是一種用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。而USB具有即插即用的優(yōu)點，并且有較高的通信速率，對于實現(xiàn)上位機和下位機的通信進行標定十分方便。我們設計的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器采用了NXP 公司的LPC2119 ARM7處理器，通過它成功地實現(xiàn)上位機和ECU的可靠通信和對下位機的標定。

　　系統(tǒng)硬件設計

　　LPC2119 ARM7處理器

　　LPC2119是基于一個支持實時仿真和跟蹤的16/32 ARM7 TDMI-S CPU 的微控制器，并帶有128/256kB嵌入的高速Flash 存儲器。128 位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32 位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。

　　USB轉(zhuǎn)換芯片CH372

　　CH372 是一個USB 總線的通用設備接口芯片，在本地端，CH372 具有8 位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到控制器的系統(tǒng)總線上; CH372 內(nèi)置了USB 通訊中的底層協(xié)議，在內(nèi)置固件模式下，CH372自動處理默認端點0 的所有事務。

　　系統(tǒng)設計

　　轉(zhuǎn)換器直接使用USB的5V供電，使用了LM1117將5V電源轉(zhuǎn)換成3.3V和1.8V以供ARM處理器及其外圍模塊使用，對于CAN控制器輸出的邏輯電平用TJA1050轉(zhuǎn)換成差分電平輸出CH372的設計十分重要，外接電容用于CH372 內(nèi)外部電源節(jié)點去耦。在LPC2119的各電壓引腳分別接了0.01mf的電容進行濾波。在USB轉(zhuǎn)換芯片的設計中，可選4.7kW電阻用于在電源斷電后將電解電容中的電能及時釋放掉，使VCC 及時下降到0V，確保在下次通電時CH372 能夠可靠地上電復位。為使CH372 能夠可靠復位，電源電壓從0V 上升到5V 的上升時間應該少于100ms，所以電容的容量和電阻的阻值都不能太大。用15pF 的獨石或高頻瓷片電容作為CH372的時鐘振蕩電路的起振電容。

　　系統(tǒng)硬件設計部分框圖如圖1。