基于CAN总线的大容量汉字火灾楼层显示器设计

　　汉字液晶模块接口协议为请求/应答（REQ/BUSY）握手方式。应答BUSY高电平（BUSY =1）表示液晶模块忙于内部处理，不能接收用户命令;BUSY低电平（BUSY =0）表示液晶模块空闲，等待接收用户命令。发送命令到液晶模块可在BUSY =0后的任意时刻开始，先把用户命令的当前字节放到数据线上，接着发高电平REQ信号（REQ =1）通知液晶模块处理当前数据线上的命令或数据。液晶模块在收到外部REQ高电平信号后立即读取数据线上的命令或数据，同时将应答线BUSY 变为高电平，表明模块已收到数据并正在忙于对此数据的内部处理。此时用户对模块的写操作已经完成，用户可以撤消数据线上的信号并可作模块显示以外的其他工作，也可不断地查询应答线BUSY是否为低（BUSY=0 ?），如果BUSY=0，表明模块对用户的写操作已经执行完毕，可以再送下一个数据。如向模块发出一个完整的显示汉字的命令，包括坐标及汉字代码在内共需5个字节。模块在接收到最后一个字节后才开始执行整个命令的内部操作，因此最后一个字节的应答BUSY 高电平（BUSY =1）持续时间较长。对液晶模块写汉字时序图如图4所示。

图4 对液晶模块写汉字时序图

　　3.4 CAN总线通讯模块设计

　　我们选择Microchip公司的MCP2510CAN控制器和Philips公司的PCA82C250CAN收发器构建CAN总线通讯模块。 MCP2510支持CAN2.0A/B协议，可接收和发送2.0协议下的标准帧、扩展帧和远程帧。MCP2510拥有三个发送缓冲区和两个接收缓冲区，可以进行接收滤波和消息管理，防止过度发送和过度接收形成拥塞。其最大的优点是拥有传输速率可达5Mb/S的SPI端口，节省MCU端口，提高通信速度。 Philips公司的82C250CAN总线收发器可与MPC2510无缝连接，它有高速模式，斜率控制模式和延时模式。经过多次的实验证实其工作在斜率控制模式下最为稳定，速度也能构满足系统10Kbps的传输速率。

图5 CAN总线通信电路

　　CAN 总线通讯模块电路如图5所示，单片机通过I/O口直接和MCP2510的SPI口相连，用软件模拟实现SPI接口协议。PCA82C250作为 MCP2510与物理CAN总线的接口。如果需要进一步提高系统的抗干扰能力，可在MCP2510和PCA82C250之间加一个光电隔离器。

4 系统软件设计

　　汉字楼层显示器软件功能主要是1.将串口发送下来的汉字信息文件写入FLASH存储。2.和火灾报警控制器进行CAN通信，如果发现有火警信息，则查找FLASH中的汉字地址信息，予以显示在汉字液晶上报警，如有多条火警信息，则滚动显示各条信息。

图6 汉字楼层显示器软件流程图

　　图 6是汉字楼层显示器软件流程图。用page（值为0-7）表示读写的FLASH页，用count（值为0-65535）表示每页页内地址。其中 page0-page6用来存储通过串口下载的汉字信息，page7用来存储接收到的火警等动态信息。一旦接收到新火警，即查询FLASH中相应的汉字信息，并在液晶上滚动显示。

　　为了快速定位所查询的火警汉字地址信息，我们采用数组结构存储。尽管这样会因为实际火警地址不等长，而造成存储中出现一些空地址，存储效率不高，但是由于我们对数组的查找是一种可以直接定位的快速查找，不用采用链表之类的复杂数据结构，也避免了二分检索之类复杂的搜索算法。对于单片机而言，实质上是以比较小的空间为代价换来了比较高的时间效率，还是十分值得的。

5 结语

　　本文提出的基于CAN总线的大容量汉字火灾楼层显示器，较好的解决了现有火灾楼层显示器的缺陷。对大于51单片机ROM 64K寻址空间的数据存储需求，采取分页存储的访问方式可以很好的解决这个问题。通过在FLASH中存储大容量数据信息，可以避免因为CAN总线上通讯数据流量过大而导致火警不能及时传达，延误报警时机。而且FLASH中的汉字信息可以通过串口在线擦写，便于现场调试。目前产品已经投入实用，用户反应运行良好。

参考文献

　　[1] 朱明，王殊.一种基于CAN总线的大型火灾报警系统下位网络的设计与实现. 消防技术与产品信息，2003，（12）：5～8

　　[2] 王立峰，王晓平，耿庆波，彭熙伟. 基于CAN总线的客房通信控制器的设计.微计算机信息，2005，（16）：3～7

　　[3] 徐爱钧，彭秀华编著. Keil Cx51 V7.0单片机高级语言编程与uVision2应用实践. 电子工业出版社，2004