摘? 要： CAN總線監(jiān)控的EPP邏輯接口設(shè)計(jì)及用WinDriver實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的可視化編程設(shè)計(jì)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)主、備雙節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控。

　　關(guān)鍵詞： EPP? 邏輯設(shè)計(jì)? WinDriver? 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集? 可視化編程

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　　隨著CAN總線在通信設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的應(yīng)用，出現(xiàn)了不少CAN節(jié)點(diǎn)監(jiān)控產(chǎn)品。其中，以EPP并口為接口、以SJA1000做CAN協(xié)議控制器的微機(jī)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品更是獨(dú)樹(shù)一幟。這類產(chǎn)品硬件構(gòu)造簡(jiǎn)單、DOS監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、通信快速、操作使用方便。本文即以這類產(chǎn)品為課題對(duì)其性能做進(jìn)一步完善：(1)在EPP接口和SJA1000之間做可編程邏輯設(shè)計(jì)，使節(jié)點(diǎn)監(jiān)護(hù)通信更直截了當(dāng)。(2)在監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)上用WinDriver做底層驅(qū)動(dòng)進(jìn)行可視化編程，以增強(qiáng)人機(jī)接口界面，使監(jiān)控更加簡(jiǎn)潔方便。(3)擴(kuò)展單節(jié)點(diǎn)監(jiān)控為主、備雙節(jié)點(diǎn)監(jiān)控，使監(jiān)護(hù)全面完善。

1?系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)總體硬件構(gòu)成如圖1所示。其中，2片SJA1000分別用于實(shí)現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)和備用節(jié)點(diǎn)的CAN總線協(xié)議控制器，且為增強(qiáng)各自的驅(qū)動(dòng)能力分別使用了1片82C250收發(fā)驅(qū)動(dòng)器。2片SJA1000共用一套振蕩電路和一套復(fù)位電路，復(fù)位電路為簡(jiǎn)單的阻容形式。由于EPP接口控制線己全部用做他用，故微機(jī)不能控制SJA1000做硬件復(fù)位，但為了調(diào)試方便，加入了按鈕做意外手動(dòng)復(fù)位。1片PLD(EPM7032ST-10)用于實(shí)現(xiàn)EPP接口和SJA1000之間的通信傳輸控制；電源取自外部CAN總線系統(tǒng)的+5V電源；發(fā)光二極管用做電源和主、備節(jié)點(diǎn)的收發(fā)指示。

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2?EPP和SJA1000之間的接口邏輯設(shè)計(jì)

　　在EPP接口和SJA1000之間加入適當(dāng)?shù)倪壿嫿涌?，可以避免傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)EPP控制線的重新定義和特殊通信函數(shù)的書(shū)寫(xiě)，縮短并口通信的時(shí)間，提高數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性。這樣，通過(guò)EPP讀寫(xiě)SJA1000時(shí)只要讀寫(xiě)EPP地址和數(shù)據(jù)寄存器就可以了。

　　按照EPP并口協(xié)議和SJA1000讀寫(xiě)時(shí)序，本設(shè)計(jì)以EPP并口的3根控制線/write、/AddStrb、/DataStr的邏輯時(shí)序來(lái)產(chǎn)生SJA1000讀寫(xiě)控制的ALE、/wr、/rd邏輯和反饋回EPP的Wait信號(hào)邏輯。特別定義EPP接口的/reset控制線做主、備SJA1000的片選信號(hào)，低電平選中主SJA1000，高電平選中備用SJA1000。主、備SJA1000的中斷線相“與”后作為中斷信號(hào)輸入EPP并口中斷狀態(tài)線(EPP接口協(xié)議和SJA1000的讀寫(xiě)時(shí)序己有不少文章做過(guò)介紹，在此不再贅述)。下面給出用Altera公司的AHDL語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的邏輯設(shè)計(jì)（采用AHDL語(yǔ)言其目的是借用Altera功能強(qiáng)大的MaxplusⅡ做模擬分析）。

% interface_design for between EPP and SJA1000 %

SUBDESIGN interface

(?????/write，/AddStrb，/DataStrb　　　 ：INPUT=GND；

??????/intrA，/intrb??????????????????? ：INPUT=GND；

　　　cs??????????????????????????????? ：INPUT；

　　　ALE，/wr，/rd，wait?????????????? ：OUTPUT；

??????/csA，/csB，/intr???????????????? ：OUTPUT；

)?????　　　　　?????????????? %帶″/″項(xiàng)表示低電平有效%

BEGIN

　　ALE=!/AddStrb；

　　!/wr=!/write & !/DataStrb；

　　!/rd=/write & !/DataStrb；

　　wait=!(/AddStrb & /DataStrb)；

　　/csA=cs；

　　/csB=!cs；

　　/intr=!(/intrA & /intrb)；

END

　　圖2是MaxPlusⅡ模擬分析“微機(jī)通過(guò)EPP寫(xiě)SJA1000寄存器結(jié)果”的波形圖。圖中，首先進(jìn)行地址選通、傳送并鎖存地址；然后是寫(xiě)操作；最后一段是SJA1000中斷發(fā)生后，主機(jī)響應(yīng)并進(jìn)行讀操作。

?

3?WinDriver底層驅(qū)動(dòng)程序的產(chǎn)生

　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集程序的書(shū)寫(xiě)離不開(kāi)中斷的使用。為了在可視化編程中使用中斷，必須選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ邅?lái)書(shū)寫(xiě)底層驅(qū)動(dòng)程序。目前，底層驅(qū)動(dòng)程序的書(shū)寫(xiě)工具很多，如DDK、SDK、VtoolsD、WinDriver等，這里選用Jungo公司簡(jiǎn)單方便的開(kāi)發(fā)工具WinDriver。

　　打開(kāi)WinDriver的驅(qū)動(dòng)向?qū)?，?chuàng)建一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)程序。WinDriver檢測(cè)外接硬件設(shè)備，產(chǎn)生連接設(shè)備列表，從中選用parallel port，指定WinDriver在一給定目錄下用C或Pascal語(yǔ)言產(chǎn)生VB、VC++、Dephi或C++Builder工程項(xiàng)目文件。這里選用C語(yǔ)言和C++Builder開(kāi)發(fā)工具，指定LPT為文件前綴。

　　在給定目錄下，WinDriver的驅(qū)動(dòng)向?qū)Э僧a(chǎn)生幾個(gè)文件和1個(gè)C++Builder子目錄。在產(chǎn)生的文件中，LPT.wdp、LPT_lib.h和LPT_lib.c是編寫(xiě)應(yīng)用程序必不可少的。LPT.wdp是WinDriver底層驅(qū)動(dòng)程序和用戶程序溝通的關(guān)鍵樞紐，LPT_lib.h和LPT_lib.c是WinDriver提供的己包裝好的可直接使用的函數(shù)庫(kù)。在其他文件中，LPT_diag.h和LPT_diag.c是WinDriver提供的并口傳輸測(cè)試程序，可作為書(shū)寫(xiě)應(yīng)用程序的參考。下面給出產(chǎn)生的幾個(gè)主要函數(shù)。

3.1 并口開(kāi)關(guān)函數(shù)

　　BOOL LPT_Open (LPT_HANDLE*phLPT)；

　　void LPT_Close(LPT_HANDLE hLPT)；

3.2 并口讀寫(xiě)函數(shù)

　　BYTE LPT_Readstrobe_addr (LPT_HANDLE hLPT)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//用于讀并口地址

　　void LPT_Writestrobe_addr (LPT_HANDLE hLPT，BYTE data)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//用于寫(xiě)并口地址

　　BYTE LPT_Readstrobe_data_0 (LPT_HANDLE hLPT)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//用于讀并口數(shù)據(jù)

　　void LPT_Writestrobe_data_0 (LPT_HANDLE hLPT，BYTE data)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//用于寫(xiě)并口數(shù)據(jù)

　　BYTE LPT_Readcontrol (LPT_HANDLE hLPT)；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//讀并口控制寄存器

　　void LPT_Writecontrol (LPT_HANDLE hLPT，BYTE data)；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//寫(xiě)并口控制寄存器

3.3 并口中斷函數(shù)

　　void LPT_IntADisable (LPT_HANDLE hLPT)；　　//用于禁止并口中斷

　　BOOL LPT_IntAEnable (LPT_HANDLE hLPT，LPT_IntA_

　　HANDLER funcIntHandler)；　　　　//用于使能并口中斷

?????? 　　　　　　　　　　　　　　　//funcIntHandler是中斷處理函數(shù)，其函數(shù)原型如下：

　　void (*LPT_IntA_HANDLER)(LPT_HANDLE hLPT，LPT_IntA_

　　RESULT*intResult)

4? 可視化應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)可視化應(yīng)用程序時(shí)，要在人機(jī)界面窗口中做主、備CAN總線選擇和接收對(duì)象選擇。下面給出采用C++Builder5.5開(kāi)發(fā)的部分程序片段(為簡(jiǎn)化敘述,這里給出的是總線活動(dòng)全部接收，按1次接收按鈕只接收1幀數(shù)據(jù)的程序，若總線無(wú)活動(dòng)則定時(shí)自動(dòng)退出)。

4.1 數(shù)據(jù)通信函數(shù)的構(gòu)造

　　void TForm1+∷bring(char addr，char data)

{LPT_Writestrobe_addr(hLPT，addr)；

?LPT_Writestrobe_data_0 (hLPT，data)；

}?　　　　??? //通過(guò)并口向指定外部地址寫(xiě)數(shù)據(jù)

char TForm1∷take(char addr)

{ LPT_Writestrobe_addr (hLPT，addr)；

?return (LPT_Readstrobe_data_0 (hLPT))；

}???? 　　　　//通過(guò)并口從指定外部地址讀數(shù)據(jù)

4.2 接收數(shù)據(jù)程序的設(shè)計(jì)

void __fastcall TForm1∷Button1Click

?????? (TObject*Sender)

{

　　char cc；

　　cc=StrToInt(ComboBox1->Text)；//選擇主或備CAN_設(shè)備

　　port=cc&0x040；

　　LPT_Open(&hLPT)；　　　　　　　//打開(kāi)并口驅(qū)動(dòng)程序

　　LPT_IntAEnable(hLPT，LPT_IntAHandlerRoutine)；

　　　　　　　　　　　　　　　　//開(kāi)放并口中斷，指明中斷服務(wù)地址

　　LPT_Writecontrol(hLPT，LPT_Readcontrol(hLPT)|0x10)；

　　　　　　　　　　　　　　　　//開(kāi)放并口中斷

/*------------初始化底層CanBus--------------*/

　　bring(0x00，0x01)；　　　　　　//使SJA1000進(jìn)入復(fù)位模式

　　if((take(0x00)&0xdf)!=0x01)

　　　　?????? {ShowMessage(″進(jìn)入復(fù)位設(shè)置失??！″)；exit；}

　　bring(0x06，0x01)；??　　　　　//波特率=500Kbps(16MHz晶振)

　　bring(0x07，0x14)；

　　bring(0x04，0x0)；??? //指定總線活動(dòng)全部接收

　　bring(0x05，0xff)；

　　bring(0x08，0xfa)；?? //Tx輸出控制設(shè)置

　　take(0x03)；??????? //清SJA1000所有中斷

　　bring(0x00，0x00)；?? //使SJA1000回到工作模式

　　if((take(0x00)&0xdf)!=0x00)

????　　?? {ShowMessage(″退回工作模式失?。　?；exit；}

　　bring(0x00，0x01)；?? //開(kāi)放CAN接收中斷

　　bring(0x01，0x04)；?? //釋放接收緩沖區(qū)

　　Timer1->Enabled=true；???? //使能超時(shí)接收定時(shí)器

}

4.3 接收超時(shí)程序段的設(shè)計(jì)

　　這里使用定時(shí)器完成總線上無(wú)數(shù)據(jù)活動(dòng)時(shí)的定時(shí)自動(dòng)退出。

void __fastcall TForm1∷Timer1Timer(TObject*Sender)

{

　　Timer1->Enabled=false；　　　//關(guān)閉定時(shí)器

　　LPT_IntADisable(hLPT)；　　　//關(guān)閉并口中斷

　　bring(0x00，0x00)；　　　　　//關(guān)閉SJA1000中斷

　　LPT_Writecontrol(hLPT，

　　LPT_Readcontrol(hLPT)&0xef)；??? //禁止并口中斷

　　Label4->Caption=″沒(méi)有接收到任何數(shù)據(jù)!″；

　　LPT_Close(hLPT)；　　　　　　　　//關(guān)閉底層驅(qū)動(dòng)程序

}

4.4 中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)

void LPT_IntAHandlerRoutine(LPT_HANDLE hLPT，LPT_IntA_

RESULT*intResult)

{char t，m[16]；

　　int i；

　　Form1->Timer1->Enabled=false；　　//關(guān)閉定時(shí)器

　　t=Form1->take(0x03)；　　　　　　　//讀取并判斷接收中斷

　　if(!(t&0x01)) goto EE；　　　　　　//讀取接收識(shí)別碼

　　Form1->Edit1->Text=Form1->take(0x14)；

　　Form1->Edit2->Text=Form1->take(0x15)；

　　for(i=0；i<8；i++)　　　　　　　　//讀取接收數(shù)據(jù)字節(jié)

????　　?? {m[2*i]=Form1->take(0x16+i)；m[2*i+1]=′，′；}

　　m[16]=′.′；

　　Form1->Edit3->Text=m；

　　Form1->Label4->Caption=″1幀數(shù)據(jù)接收完畢!″；

　　EE：

　　Form1->bring(0x00，0x00)；//關(guān)閉SJA1000中斷

　　LPT_Writecontrol(hLPT，

　　LPT_Readcontrol(hLPT)&0xef)；??? //禁止并口中斷

?　 LPT_IntADisable(hLPT)；　　　//關(guān)閉并口中斷

　　LPT_Close(hLPT)；　　　　//關(guān)閉底層驅(qū)動(dòng)程序

}　

4.5 程序的編譯與發(fā)行

　　程序編譯前，為建立起與WinDriver底層驅(qū)動(dòng)程序的鏈接，必須做到：

　　(1)在工程項(xiàng)目.cpp文件開(kāi)始嵌入：

　　#include

　　USEUNIT(″..\lpt_lib.c″)；

　　(2)在unit.cpp文件開(kāi)始嵌入：

　　#include

　　(3)在unit.cpp文件開(kāi)始定義變量：

　　LPT_HANDLE hLPT；

　　程序分發(fā)使用前，對(duì)于Windows NT/2000/98/ME，必須把WINDRVR.SYS文件拷貝到C:\WINNT\SYST- EM32\DRIVERS下；對(duì)于98/ME，也可以把windrvr.vxd程序拷貝到用戶windows\system\vmm32下，并使用wdreg.exe安裝運(yùn)行該程序，格式為：wdreg -vxd install。

參考文獻(xiàn)

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2?姚振東.Windows95下基于EPP的ECG信號(hào)采集系統(tǒng).電子工程師，2000；(9)(10)

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4?劉正權(quán).關(guān)于CAN控制器SJA1000新特性的一些應(yīng)用.電子技術(shù)，2000；(11)

5?黃訊.利用WinDriver開(kāi)發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序.電子技術(shù)應(yīng)用， 2001；(3)