目前在以計算機為上位機的應(yīng)用領(lǐng)域，都首選USB口作為計算機與外設(shè)的接口。由于CAN總線具有可靠性高、功能完善、成本合理、實時性等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各個自動化控制系統(tǒng)中，CAN總線是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。為了更好的將USB的通用性和CAN的專業(yè)性結(jié)合起來，通過計算機的USB接口接入CAN專業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)系統(tǒng)控制的便利性和應(yīng)用的高效性。本文講述了一種基于ARM7處理器實現(xiàn)USB接口與CAN總線的實例，通過其可以在PC實現(xiàn)對CAN總線上設(shè)備的監(jiān)控。

　　處理器簡介及其外圍電路

　　LPC2119是基于一個支持實時仿真和跟蹤的16／32位ARM7TDMI- STM CPU，并帶有128  KB嵌入的高速FLASH存儲器。128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。對代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用  16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30％，而性能的損失卻很小。實行流水線作業(yè)，提供Embedded  ICE邏輯，支持片上斷點和調(diào)試點，具有先進(jìn)的軟件開發(fā)和調(diào)試環(huán)境。LPC2119具有非常小的64腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、4路10位  ADC、2路CAN、PWM通道、多個串行接口，包括2個16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、高速I2C接口和2個SPI接口，46個GPIO以及多達(dá)9個外部中斷，特別適用于汽車、工業(yè)控制應(yīng)用以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯維護(hù)總線。

　　圖1 LPC2119外圍電路

　　LPC2119內(nèi)部集成2個CAN控制器，每一個CAN控制器都與獨立CAN控制器SJA1000有著相似的寄存器結(jié)構(gòu)。它的主要特性有：單個總線上的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1  Mb／s；32位寄存器和RAM訪問；兼容CAN2．0B，ISO11898-1規(guī)范；全局驗收濾波器可以識別所有的11位和29位標(biāo)識符；驗收濾波器為選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識符提供Full  CAN-style自動接收。圖1所示為LPC2119外圍電路，為保證可靠復(fù)位，采用外部復(fù)位電路STM809。

　　USB接口電路設(shè)計

　　USB接口采用沁恒電子的CH375。CH375是一個USB總線的通用接口芯片，支持USB-HOST主機方式和USB-  DEVICE／SLAVE設(shè)備方式。在本地端，CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機／DSP／MCU／MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。CH375提供了串行通信方式，通過串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機／DSP／MCU／MPU等相連接。圖2所示為CH375的接口電路。

　　圖2 USB接口電路

　　CAN總線接口電路設(shè)計

　　CAN總線收發(fā)器采用82C250，并選用6N137作隔離，LPC2119的TD和RD引腳不是直接與82C250的TX、RX引腳相連，而是通過高速光耦6N137與82C250相連，這樣可增強CAN總線節(jié)點的抗干擾能力，從而實現(xiàn)總線各節(jié)點間電氣隔離。高速光耦6N137用于保護(hù)  LPC2119內(nèi)部CAN總線控制器，該光耦兩側(cè)采用5  V的DC-DC電源，可使器件的VCC與VCC1完全隔離，提高系統(tǒng)的抗干擾能力以及節(jié)點的穩(wěn)定性和安全性。圖3所示為LPC2  119與CAN驅(qū)動器82C250的連接電路。DC-DC電源模塊采用B0505LS-2W，電路在圖4中所示。

　　圖3 CAN驅(qū)動器82C250的連接電路

　　圖4 DC-DC隔離電路

　　本系統(tǒng)設(shè)計采用內(nèi)置CAN控制器的LPC2119作為主控制器，CH375作為USB接口芯片，實現(xiàn)USBCAN轉(zhuǎn)換器，論述了LPC2119的外圍電路、CAN總線驅(qū)動電路以及LPC2119與CH375之間的接口連接，并在軟件給出LPC2119使用通用I／O模擬并口讀寫時序的方法，對  LPC2119，CH375及CAN總線的實際應(yīng)用具有一定的參考價值。