專利名稱：基于at89c51為處理器的lon-can網(wǎng)關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種廣泛用于鐵路列車、地鐵列車和城市軌道交通車輛等 實(shí)時(shí)性要求較高、通信速率較快的工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于AT89C52 為處理器的L0N-CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)備。
背景技術(shù)：
Lon Works網(wǎng)絡(luò)也簡(jiǎn)稱Lon網(wǎng)，它是局部操作網(wǎng)絡(luò)(Local Operating Network) 的簡(jiǎn)寫，是由美國(guó)Echelon公司推出的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)。LonWorks網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn)是 神經(jīng)元協(xié)議控制芯片和利用網(wǎng)絡(luò)變量(隱式報(bào)文)及顯式報(bào)文進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。神經(jīng) 元協(xié)議控制芯片內(nèi)部帶有3個(gè)8位微處理器， 一個(gè)用于鏈路層的控制， 一個(gè)用 于網(wǎng)絡(luò)層的控制，另一個(gè)用于執(zhí)行用戶的應(yīng)用程序。該芯片還包括11個(gè)IO 口 和完整的LonTalk通信協(xié)議，并且具有通信和控制功能， 一旦神經(jīng)元協(xié)議控制芯 片接到LonWorks網(wǎng)絡(luò)，它的介質(zhì)訪問CPU和網(wǎng)絡(luò)CPU就自動(dòng)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)通信及 控制工作，無需用戶專門進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信方面的開發(fā)，大大方便了用戶連網(wǎng)的工 作。在網(wǎng)絡(luò)通信方面，LonWorks網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層采用"網(wǎng)絡(luò)變量"這一全新概念， 使得復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)變成了簡(jiǎn)單的"網(wǎng)絡(luò)變量"的定義和捆綁，大大 縮短了網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的時(shí)間，又因它的網(wǎng)絡(luò)物理層支持多種通信介質(zhì)(雙絞線、電力 線、電源線、光纖、無線、紅外等)，擴(kuò)展了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，因而現(xiàn)在被國(guó)內(nèi) 各個(gè)領(lǐng)域的分布式測(cè)控系統(tǒng)所廣泛采用。
CAN總線標(biāo)準(zhǔn)遵循ISO/OSI模型，采用了其中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng) 用層。CAN總線是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的串行通信網(wǎng)絡(luò)， 具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。
我國(guó)還處在一個(gè)自主研發(fā)的LON和CAN通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換技術(shù)一直處于落后 階段，很多LON-CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)備還依靠進(jìn)口，因此，研究一種LON-CAN網(wǎng)關(guān) 設(shè)備對(duì)我國(guó)的機(jī)車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)有很重要的意義和影響。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)以上問題的提出，而研制的，旨在使我國(guó)在機(jī)車網(wǎng)絡(luò)控制 技術(shù)上有新的突破，使我國(guó)機(jī)車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)登上一個(gè)新的領(lǐng)域。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
基于AT89C51為處理器的LON-CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)備，由LONWORKS控制模塊、單字 節(jié)并行通信接口模塊、核心處理電路和CAN控制模塊組成；其中L0麗0RKS控制 模塊由LON接口電路、LON神經(jīng)元協(xié)議控制器組成；CAN控制模塊由CAN接口電 路、光耦模塊和CAN協(xié)議控制器組成；CAN總線信號(hào)連入CAN接口電路，經(jīng)光耦 隔離模塊隔離，隔離后的信號(hào)通過CAN協(xié)議控制器后，輸入核心處理電路處理， 處理分析后的信號(hào)送入單字節(jié)并行通信接口模塊，再進(jìn)入L0NW0RKS神經(jīng)元協(xié)議 控制器，所得到的信號(hào)通過LON接口電路連入LON總線中；L0N總線信號(hào)，接入 L0薄0RKS控制模塊中，經(jīng)由單字節(jié)并行通信接口模塊送入核心處理電路，核心 處理電路處理后的信號(hào)送入CAN控制模塊中的CAN協(xié)議控制器，再經(jīng)光耦模塊 隔離后輸入CAN接口電路，最后導(dǎo)入CAN總線。
核心處理電路采用AT89C51為核心處理器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)本實(shí)用新型符合LonTalk協(xié)議和ISO 11898，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在這一技術(shù)領(lǐng) 域的空白。
(2 )本實(shí)用新型采用NodeBuilder工程化應(yīng)用平臺(tái)，提高了工程化水平， 降低了工程開發(fā)成本，縮短了工程周期。
(3) 本實(shí)用新型通過了 CAN、 LON網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品例行試驗(yàn)項(xiàng)目，完成與國(guó)內(nèi) 外CAN、 LON網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的通信一致性測(cè)試試驗(yàn)。
(4) 本實(shí)用新型對(duì)已有CAN總線的測(cè)控裝置接人LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線，起 了積極的推動(dòng)作用；同時(shí)，也極大地方便了CAN和LonWorks之間的組網(wǎng)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型網(wǎng)關(guān)設(shè)備處理電路的硬件結(jié)構(gòu)圖。
圖中1、 L0麗0RKS控制模塊，2、單字節(jié)并行通信接口模塊，3、核心處理 電路，4、 CAN控制模塊，5、 L0N接口電路，6、 LON神經(jīng)元協(xié)議控制器，7、 CAN 接口電路，8、光耦模塊，9、 CAN協(xié)議控制器。
具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示的一種基于AT89C51為處理器的L0N-CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)備，由 L0麗0RKS控制模塊1、單字節(jié)并行通信接口模塊2、核心處理電路3和CAN控制 模塊4組成；其中L0麗0RKS控制模塊1由L0N接口電路5、 L0N神經(jīng)元協(xié)議控制器組成；CAN控制模塊4由C認(rèn)接口電路7、光耦模塊8和CAN協(xié)議控制器9 組成；CAN總線信號(hào)連入CAN接口電路7，經(jīng)光耦隔離模塊8隔離，隔離后的信 號(hào)通過CAN協(xié)議控制器9后，輸入核心處理電路3處理，處理分析后的信號(hào)送 入單字節(jié)并行通信接口模塊2，再進(jìn)入L0麗0RKS神經(jīng)元協(xié)議控制器6，所得到 的信號(hào)通過L0N接口電路5連入L0N總線中；L0N總線信號(hào)，接入L0麗0RKS控 制模塊1中，經(jīng)由單字節(jié)并行通信接口模塊2送入核心處理電路3，核心處理電 路3處理后的信號(hào)送入CAN控制模塊4中的CAN協(xié)議控制器9，再經(jīng)光耦模塊8 隔離后輸入CAN接口電路7，最后導(dǎo)入C認(rèn)總線。
所述的基于AT89C51為處理器的L0N-CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其特征在于核心處理 電路3采用AT89C51為核心處理器。
在具體實(shí)施例中，CAN總線信號(hào)進(jìn)入C認(rèn)控制模塊4的CAN接口電路7，經(jīng) C認(rèn)接口電路7轉(zhuǎn)變的信號(hào)送入光耦模塊8進(jìn)行隔離，信號(hào)隔離后，連入CAN協(xié) 議控制器9中再送入核心處理電路3的AT89C52芯片進(jìn)行處理，處理后的信號(hào) 由AT89C52芯片輸出經(jīng)單字節(jié)控制接口電路2連入L0麗0RKS控制模塊1中的L0N 神經(jīng)元協(xié)議控制器6，經(jīng)過控制的信號(hào)數(shù)據(jù)通過L0N接口電路5接入L0N總線； 信號(hào)在本裝置中均可雙向傳遞，即L0N總線信號(hào)通過L0N接口電路5，送入L0N 神經(jīng)元協(xié)議控制器6，在經(jīng)由單字節(jié)并行接口電路2，送入核心處理電路3的 AT89C52的芯片中處理，處理后的信號(hào)送入CAN控制模塊4的CAN協(xié)議控制器9， 在經(jīng)光耦模塊8隔離，信號(hào)隔離后送入CAN接口電路，最后送入CAN總線中。
核心處理電路是以AT89C52處理器為核心的，外圍配置FLASH器 件、電源管理器件、復(fù)位電路和實(shí)時(shí)時(shí)鐘器件。其中所述的AT89C52是由美國(guó) Atmd公司生產(chǎn)的8051系列單片機(jī)，它采用了 Intel公司的8051單片機(jī)的內(nèi)核， 和8051單片機(jī)在指令級(jí)上兼容。它內(nèi)含8KB閃速可編程電擦寫只讀存儲(chǔ)器， 256B的RAM，最高工作頻率為24 MHz，共有32根輸入輸出線，3個(gè)16位計(jì) 時(shí)/計(jì)數(shù)器，8個(gè)中斷源和一個(gè)串行口，內(nèi)部振蕩器工作于ll. 059 2MHz。其 中Pl 口為8位數(shù)據(jù)總線、P3.6為寫控制信號(hào)線、P3.7為讀控制信號(hào)線、INT1(外 部中斷1輸入腳)為讀/寫請(qǐng)求信號(hào)輸入線。
LonWorks主控制模塊1是智能節(jié)點(diǎn)的基本構(gòu)成單位。它采用Echelon公司 生產(chǎn)的FT-IO，內(nèi)含3150神經(jīng)元芯片，同時(shí)包括FTT-10A雙絞線收發(fā)器、復(fù)位 電路、10 MHz時(shí)鐘電路及帶有32KB X 8 Flash存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)應(yīng)用程序和通信 固件等。LonWorks控制模塊1通過Pl(18針雙排插針)和應(yīng)用系統(tǒng)相連、通P2(6針單排插針)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連。Pl 口與Neuron3150芯片的I/0、 RESET和 SERVICE引腳直接相連，Pl 口提供控制模塊的電源。Neuron3150共有11個(gè)I/O
引腳，可根據(jù)不同外圍設(shè)備的需求配置成所需的外設(shè)接口。
系統(tǒng)軟件包括網(wǎng)關(guān)所使用的操作系統(tǒng)、板級(jí)支持包和驅(qū)動(dòng)軟件包。板級(jí)支 持包由匯編語(yǔ)言編寫，操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)軟件包由ANSI C語(yǔ)言編寫完成。
工程應(yīng)用軟件主要包括NodeBuilder軟件。NodeBuilder開發(fā)工具可以使設(shè) 計(jì)和測(cè)試LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)的單個(gè)節(jié)點(diǎn)變得簡(jiǎn)單。它用熟悉的Windows開發(fā) 環(huán)境用用戶提供易于使用的聯(lián)機(jī)幫助。NodeBuilder包括LonWorks向?qū)ч_發(fā)工 具，僅僅需要幾個(gè)步驟的互操作LonWorks節(jié)點(diǎn)的軟件模板，可以節(jié)省幾個(gè)小時(shí) 或幾天的編程時(shí)間。
以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范 圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵 蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種基于AT89C51為處理器的LON-CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)備，由LONWORKS控制模塊(1)、單字節(jié)并行通信接口模塊(2)、核心處理電路(3)和CAN控制模塊(4)組成；其中LONWORKS控制模塊(1)由LON接口電路(5)、LON神經(jīng)元協(xié)議控制器組成；CAN控制模塊(4)由CAN接口電路(7)、光耦模塊(8)和CAN協(xié)議控制器(9)組成；CAN總線信號(hào)連入CAN接口電路(7)，經(jīng)光耦隔離模塊(8)隔離，隔離后的信號(hào)通過CAN協(xié)議控制器(9)后，輸入核心處理電路(3)處理，處理分析后的信號(hào)送入單字節(jié)并行通信接口模塊(2)，再進(jìn)入LONWORKS神經(jīng)元協(xié)議控制器(6)，所得到的信號(hào)通過LON接口電路(5)連入LON總線中；LON總線信號(hào)，接入LONWORKS控制模塊(1)中，經(jīng)由單字節(jié)并行通信接口模塊(2)送入核心處理電路(3)，核心處理電路(3)處理后的信號(hào)送入CAN控制模塊(4)中的CAN協(xié)議控制器(9)，再經(jīng)光耦模塊(8)隔離后輸入CAN接口電路(7)，最后導(dǎo)入CAN總線。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AT89C51為處理器的L0N-CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其 特征在于核心處理電路(3)采用AT89C51為核心處理器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于AT89C51為處理器的LON-CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)備；一種廣泛用于鐵路列車、地鐵列車和城市軌道交通車輛等實(shí)時(shí)性要求較高、通信速率較快的工業(yè)控制領(lǐng)域；由LONWORKS控制模塊、單字節(jié)并行通信接口模塊、核心處理電路和CAN控制模塊組成；其中LONWORKS控制模塊由LON接口電路、LON神經(jīng)元協(xié)議控制器組成；CAN控制模塊由CAN接口電路、光耦模塊和CAN協(xié)議控制器組成；本實(shí)用新型對(duì)已有CAN總線的測(cè)控裝置接人LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線，起了積極的推動(dòng)作用；同時(shí)，也極大地方便了CAN和LonWorks之間的組網(wǎng)。
文檔編號(hào)H04L12/66GK201312329SQ20082023129
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者躍 于, 濤 吳, 譚雷雨 申請(qǐng)人:中國(guó)北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心