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接口,总线,驱动相关技术文章基于C8051F120的支持多协议总线集成器的设计方案
由于工业现场总线在工业控制、智能仪器仪表、数据采集等方面得到了广泛的应用，因此对于总线集成的需求也应运而生。不同种类的现场总线协议侧重于各自的应用领域，导致基于各种现场总线的产品由于协议的不同而无法相互通信。而一些传统的总线集成方法采用总线桥级连的方式来完成协议之间的通信，存在通信延时大、稳定性差、节点通信困难等缺点。针对以上问题，本文提出一套总线集成器的设计方案。该系统同时支持LonWorks、PPI、CANOpen和TCP／IP协议，C8051F120作为主控制芯片，采用模块化结构，提供实时监测数据功能，具有成本低、实时性高、可移植能力强等特点，有较高的组态性和灵活性。
1、 系统总体设计与工作流程
1.1 系统的总体设计
系统结构框图如图1所示。C8051F120是整个系统的主控制芯片，负责对数据的处理和交换，包括通过RTL8019与以态网的通信，通过UART口与PPI总线通信，通过RS232口与LonWorks总线通信以及和CAN总线控制器SJA1000通信等。CAN模块和LON模块分别完成对CAN和LON数据的收发处理。一方面，系统分别作为LonWorks、PPI、CANOpen总线的一个节点，完成相应通信协议的通信及数据解析；另一方面，系统又要能够完成各总线之间的数据转发与共享。同时，为了支持远程监控能力，系统必须提供以太网接口以支持Internet功能。为了在现场提供监测环境，系统设计了人机界面。
1.2 各模块工作流程
主控制芯片C8051F120与RTL8019之间的接口是通过并行方式扩展的，为避免RTL8019A在C8051F120上的映射地址空间与C8051F120内部的8KB RAM地址空间（0X0000～0X3FFF）重迭，扩展的外部设备被放到最高端（0X8000～0XFFFF），并采用非复用方式连接。模块中还包括RS232与RS485之间的转换。SN75LBC176是RS485差分总线收发器芯片。RS232数据由TX0通过光隔传送到SN75LBC176的发送端，同时驱动发送控制端，数据就由SN75LBC176发送到RS485总线。当SN75LBC176接收数据时，数据传送到RS232的RX0端。这样就完成RS485到RS232的转换。在系统中，为了提供人机交互的功能，设计了T6963C点阵式液晶图形显示控制器，在设计时，需要用一根地址线来实现液晶的数据通道和指令通道的区分。T6963C外接114x64的液晶显示屏，可以提供监测数据显示的实例。