基于CAN和CCll00的嵌入式远程测控系统的设计

基于S3C2410A扩展了CAN接口模块、sD卡等，CPU采用$3C2410A微处理器作为整个系统的控制核心。S3C2410A是基于ARM920内核开发的32位RISC微处理器，集成了丰富的外围功能模块，如以太网接121，便于低成本设计嵌入式应用系统。S3C2410A主要功能就是通过控制以太网接口芯片CS8900A及CAN通信接口芯片MCP2510的工作，实现CAN通信协议与以太网通信协议的转换，使远端用户借助浏览器经由Intemet对现场设备实施远程监控。

　　2.2 CAN通信接口模块设计

　　由于多数嵌入式处理器都不带CAN总线控制器，在嵌入式处理器的外部总线上扩展CAN总线接口芯片是通用的解决方案。设计采用了MCP2510芯片作为CAN总线的控制器，该芯片支持CAN2.0B标准。TJAl050作为CAN总线的收发器。

　　MCP2510可在3-5.5 V范围内供电，因此能直接与3.3V I／0口的嵌入式处理器连接。系统结构简单，与处理器之间的SPI串行接口，减少了总线的物理连接，提高了系统的可靠性。

　　S3C2410A带有SPI总线控制器，可直接与MCP2510连接。如图3所示。

图3 嵌入式节CAN节电设计方案

　　相关的资源有：在电路中使用了2410的一个扩展的L／O口作为片选信号，低电平有效；使用了2410的外部中断0作为中断引脚，低电平有效；16 MHz晶体作为输入时钟，MCP2510内部有振荡电路，用晶体可直接起振。

　　中心模块端，可对C,8051F310采用模拟SPI口的方式与MCP2510连接。

　　2.3 无线测控模块设计

　　典型的无线结构包括一个无线发射器(包括数据源、调制器、RF源、RF功率放大器、天线、电源)和一个无线接收器BJ(包括数据接收电路、RF解调器、译码器、RF低噪声放大器、天线、电源)。发射器的数据通过无线发射出去，接收器天线接收后进行处理，得到经过校验的正确数据。

　　系统中选用了CCll00射频芯片作为无线收发器，理由如下：

　　(1) 该器件有着极为优秀的传输能力，空旷传输距离可以达到500m，加了PA的模块则可以达到1200m，完全满足了一般的工厂测控距离要求。

　　(2) 2-FSK，GFSK和MSK支持，抗干扰能力极强，适用于工厂环境恶劣的生产车间。

　　(3) CCll00是一种低成本、真正单片的UHF收发器，可以根据自己的需要配置MCU，使用灵活，且功耗很低，完全可以采用电池供电。

　　(4) 它具有433／868／915 MHz3个波段载波频率，也可以容易地设置在300—348 MHz、400—464 MHz和800—928 MHz的其他频率上。

　　该系统选用了C8051F310作为CCI 100的微控制器。它具有一个增强型外设接口(SPIO)，具有访问一个全双工同步串行总线的能力，具有29个I／O端口、lO位逐次逼近型的ADC和一个25通道差分输入多路选择器，满足了作为数据采集的通常需求。

　　CCll00模块与CPU是采用SPI口进行通信的，只需把CCll00的SPI口接到CPU的硬件SPI口上，另外，再将CCll00的GD00或GD02也接在CPU的任意引脚上。如果想要用中断处理收发数据或是想做无线唤醒的话，该引脚必须接在CPU的外部中断引脚上。如图4所示。

图4 现场测控C8051F310与CC1100连接示意图

　　微控制器除了完成基本的芯片初始化工作、数据的发送和接收之外，还需要根据需要在CCll00的引脚产生中断，并由所编写的中断管理程序进行状态检测以及切换，并执行相应的中断操作，使得无线通信可以在发射和接收以及待机之间切换。