程远楚 吕杜鹃 晋风华 钱瑞霞

     来源：《国外电子元器件》

     摘要：文中介绍了发电机状态监测仪中can智能适配卡的功能和硬件组成，针对isa和哼单片机同时对双口ram读写数据时的仲裁问题，提出了一种硬件判优的实现方法，并对适配卡的软件设计进行了总体的阐述。

     关键词：适配卡

     idt7132 双口ram sja1000

     can（controller area network）控制局域网络是一种串行通信网络。它采用了许多新技术和独特的设计，因而使其在可靠性、实时性和灵活性方面具有突出的优点。这些卓越的性能使can总线得以在全球范围内一直保持高速发展。考虑到can总线的成长性及许多单片机中集成有can总线控制器，且can总线专用控制器ic术易从市场上得到，因此，在笔者设计的发电机状态监测仪中采用can总线技术。

     1 can总线系统的组成模式

     基于现场总线的发电机状态监测仪由智能数据采集模块、工控机（ipc）、can总线三部分组成。其系统结构如图1所示。每个模块通过can总线与一台工控机系统。工控机的主要功能是对智能数据采集模块的参数进行设置，并通过现场总线网络实时获取智能数据采集模块的数据，如发电机事件记录、故障录波；监测数据的实时显示、趋势分析、异常报警和完成报表输出等功能。can总线部分主要是由can总线适配卡、通讯介质以及相应的通讯软件构成。

     2 can智能适配卡的硬件结构

     can总线的卓越性能为发电机状态监测系统的高速数据通讯提供了保障，但很多工业pc机并不带有can总线接口，为了在ipc上扩展can总线的监控和管理功能，笔者设计了一块适配卡插队ipc的扩展插槽内，以完成can接口与ipc的扩展功能。

     can总线pc适配卡的硬件电路如图2所示，它主要包括89c52单片机（内含8k

     e2prom、256字节ram）、地址译码与中断信号控制逻辑电路epm7128s、共享存储器双口ram（idt7132）、can控制器sja1000芯片和光电隔离电路（6n137）以及can驱动器82c520等部分组成。

     要实现pc机和can控制器之间的数据传送，必须在pc机和适与卡上的mpc之间建立起双向的数据交换通道。通过isa总线实现单片机系统与主机之间交换数据有以下两种实现方法：一是静态数据传送，这种方法采用并行接口器件（如8255）或锁存器（如74ls373）等构成一字节深度的fifo。该方法较为简单，但一次传输的数据量小，因而只适应数据量小、速度要求不高的场合；二是共用单片机系统外部数据存储器。此时可直接采用集成双端口ram或在通用ram加上一些控制逻辑组成双口ram电路。集成双口ram是一种性能优良的快速快通器件，适用于多cpu分布式系统及高速数字系统中。它提供了两路完全独立的端口，每个端口都有完整的地址、数据和控制线。对器件的使用者而言，它与一般ram并无大的区别，只有在两边同时读写同一地址单元时，才发生争用现象。利用双口ram提供指示信号，采用适当的通信规则就可避免争用，以实现快速数据的交换。集成双口ram不仅易于实现，而且价格也不高。can信号传输采用短帧结构（8个字节），适配卡对双口ram的容量要求并不大，故可选用idt7130、idt7132、idt71231等。本文选用2k×8位的带忙信号busy的idt7132。can通信控制器选用philips公司生产的能支持can2.0b协议并与82c200完全兼容的sja1000，如把它视为存储器映射的寄存器，则易于与89c52接口。为增强can总线的差动发送和接收能力，本设计采用了can总线收发接口电路82c250。在sja1000与从机的82c250之间接入光电耦合器可增强系统的抗干扰能力。光耦可采用高速光耦6n137。光耦两侧应用采用dc-dc隔离电源，可选用力源公司生产的ps250dc5d5s。

     3 伸裁方式

     双口ram通信方式的关键是处理好争用现象，避免因此而产生的读写错误。idt7132能够提供硬件判优方式，并可利用busy引脚的信号来提高系统的灵活性。在图2的硬件电路中，由于idt7132内含硬件判优电路且两边端口都有busy引脚。因此