Структурное проектирование

На основе схемы электрической структурной при дальнейшем проектировании будет построена схема электрическая принципиальная, как детальная реализация схемы электрической структурной.

Структурная схема разрабатываемого устройства может быть представлена как совокупность функциональных блоков, соединённых между собой. Программно-аппаратный терминал с CAN-шиной предназначен для передачи информации, от компьютера по интерфейсу RS232, в память подключенного устройства по интерфейсу CAN-bus, и обратно.

Согласно техническому заданию, программно-аппаратный терминал выполнен в виде самостоятельного устройства, снабжённого микроконтроллером, осуществляющим связь между интерфейсами.

На рисунке 2.1 показана структурная схема разрабатываемого устройства.

В структуре преобразователя можно выделить следующие блоки:

- микроконтроллер;

- контроллер CAN-bus;

- приемопередатчик CAN-bus;

- подключенные устройства CAN-bus;

- приемопередатчики RS232;

- ПЭВМ;

- блок питания +5V.

Рисунок 2.1 - Структурная схема разрабатываемого устройства

Рассмотрим каждый из структурных блоков, входящих в состав системы, отдельно. ПЭВМ, к которой подключается разрабатываемый терминал, будет осуществлять передачу информации в подключенные устройства. К подключенным устройствам терминал подключается через интерфейс CAN-bus.

Контроллер CAN-bus необходим для связи приемопередатчика CAN-bus с микроконтроллером и наоборот. Сам контроллер CAN-bus соединен с микроконтроллером посредством шины SPI. Интерфейс SPI - синхронный последовательный интерфейс - предназначен для организации обмена между двумя устройствами, причем одно из них является инициатором обмена (master), второе - пассивное (slave ).

Основные характеристики SPI интерфейса:

- полнодуплексный 3-проводный синхронный обмен данными;

- режим работы ведущий или ведомый;

- обмен данными с передаваемыми первыми старшим или младшим битами;

- четыре программируемые скорости обмена данными;

- флаг прерывания по окончании передачи.

Структурная схема SPI интерфейса показана на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Структурная схема SPI интерфейса

Вывод PB1(SCK) является выходом тактового сигнала ведущего микроконтроллера и входом тактового сигнала ведомого. По записи ведущим CPU данных в SPI регистр начинает работать тактовый генератор SPI и записанные данные сдвигаются через вывод выхода PB2(MOSI) ведущего микроконтроллера на вывод входа PB2 (MOSI) ведомого микроконтроллера. После сдвига одного байта тактовый генератор SPI останавливается, устанавливая флаг окончания передачи (SPIF). Если в регистре SPCR будет установлен бит разрешения прерывания SPI (SPIE), то произойдет запрос прерывания. Вход выбора ведомого PB0(SS), для выбора индивидуального SPI устройства в качестве ведомого, устанавливается на низкий уровень. При установке высокого уровня на выводе PB0(SS) порт SPI деактивируется и вывод PB2(MOSI) может быть использован в качестве вывода входа. Режим ведущий/ведомый может быть установлен и программным способом установкой или очисткой бита MSTR в регистре управления SPI.

Два сдвиговых регистра ведущего и ведомого микроконтроллеров можно рассматривать как один разнесенный 16-разрядный циклический сдвиговый регистр. При сдвиге данных из ведущего микроконтроллера в ведомый одновременно происходит сдвиг данных из ведомого микроконтроллера в ведущий, т.е. в течение одного цикла сдвига происходит обмен данными между ведущим и ведомым микроконтроллерами.

Приемопередатчик CAN-bus необходим для преобразования последовательного потока данных от микроконтроллера в дифференциальный сигнал и наоборот. Структурная схема приемопередатчика CAN показана на рисунке 2.3.

Перейти на страницу: 1 2

Другое по теме:

Проектирование активных фильтров на операционных усилителях
В активных фильтрах, или фильтрах с обратными связями, используется параллельное соединение и другие виды соединений четырехполюсников. Четырехполюсник, по которому сигнал проходит с входа на выход, является неселективной цеп ...

Разработка конструкторской документации на изделие USB-термометр
Развитие в конструировании электронной техники происходит с каждым годом. Это связано в первую очередь с развитием полупроводниковых элементов. Замена электронных ламп на полупроводниковые транзисторы и диоды открыло новый эта ...

©  www.techvarious.ru - 2019