lon总线多点i-o智能节点的开发

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1、Lon总线多点I/O智能节点的开发

2、第1内容显示中关键词：Lonel公司生产的AT29C256（FLASH存储器）。AT29C256共有32K字节的地址空间，其中低16K字节空间用来存放神经元芯片的固件（包括LonTalk协议等）。高16字节空间作为节点应用程序的存储区。采用ISSI公司生产的IS61C256作为神经元芯片的外部RAM.。（3）主、背板接口电路用于主板与多点I/O模块的电气连接。3.1.2通信电路通信电路的核心——收发器是智能节点与Lon网之间的接口。目前，Echelon公司和其他开发商均提供了用于多种通信介质的收发器模块。本智能节点采用Ec

3、helon公司生产的适用于双绞线传输介质的FTT-10A收发器模块。3.1.3附加电路附加电路主要包括晶振电路、复位电路和Service电路等。晶振电路为3150神经元芯片提供工作时钟。复位电路用于在智能节点上电时产生复位操作。另外，节点还将一个低压中断设备与3150的Reset管脚相连，构成对神经元芯片的低压保护设计，提高节点的可靠性和稳定性。Service电路是专为下载应用程序的电路，Service指示灯对诊断神经元芯片固件状态有指示作用。3.2I/O扩展电路设计3150神经元芯片包含11个通用口，用户可根据不同的需求进行灵活配置，以便于同外部设备进行接

4、口。对于输入和输出（I/O）数量需求较大的外围设备，11个I/O口显然不能满足。虽然可以依靠增加节点数量来满足外围要求，但是这样做不仅成本价格高而且增加了安装的工作量，维护也不方便。因此，通过增加外围电路实现I/O扩展，成为多点I/O智能节点开发的重要部分。I/O扩展设计包括多点模拟模块设计和多点数字模块设计。3.2.1多点模块模块设计多点模拟模块主电路图如图2。TLC2543是支持SPI串行总线的11路模拟通道的12位逐次逼近型模/数转换器。CS（Pin15）片选信号端接IO0；DATAINPUT（Pin17）为串行数据输入，其中四位串行地址用来选择下一个

5、被转换的模拟通道或测试电压寄存器；DATAOUTPUT（Pin16）输出模/数转换的结果；CLK是维持模/数转换正常工作的时钟。值得注意的是，时钟信号频率较高，任何一点干扰都可能影响模块的正常工作。在CLK上串联或并联一支电阻可以起到明显的抗干扰效果，保证模/数模块的稳定。（本模块中，CLK接IO8，DATAINPUT接IO9，DATAOUTPUT接IO10）。TLC2543还有一个特点：IO9输入数据的同时，IO10输出的是上一次模/数转换的值，因此在编写NeuronC源程序时要注意模/数转换的时序。选通两支旁路电路：一支47μF电解电容，对低频起滤波作用

6、；另一支为0.1μF，对高频起滤波作用。此模/数模块没有选用电压基准，故在模/数芯片的参考电压边上接了一支0.1μF电容，用以去除高频干扰。3.2.2多点数字模块设计多点数字模块主要包括：输入部分、输出部分、双向I/O三部分。通过扩展，模块具16路数字输入通道、15路数字输出通道和3路双向I/O通道。（1）输入部分采用两片8选1数据选择器74LS151级联，并将NeuronC3150的IO0～IO3定义为NibbleOutput方式，即半字节输出方式；IO4定义为BitInput方式，即位输入方式。IO0～IO3作为16路输入通道的地址选通信号，与74LS1

7、51的地址输入端（E、A、B、C管脚）相连。IO4作为数字信号入口，与74LS151的输出端连接。（具体电路如图3）下面的NeuronC源程序可完成对16路数字通道的定时扫描，定时时间为1s：IO_0outputnibbleio_mselect://定义半字节输出IOIO_4inputbitio_tmp;//定义位输入IOStimerrepeatingt_circle=1;//定义并初始化定时器er_expires(t_circle)){inti;bitI_num,temp[15];//定义循环变量通道状态数组初始化通道号for(i=0;i<16;i+

8、+){io_out(io_mselect,I_num)//写通道号temp[i]=(io_in(io_tmp)==ON)?1:0)}}//读通道状态并存入状态数组（2）输出部分如图4，输出部分由两片8位移位寄存器74LS164和两片74LS373锁存器组成。164的功能是将NeuronCI/O口的15位串行帧输出转化为15路并行信号输出。373锁存器的作用是使164的15路输出在电平转换后加以保持，直到下一次电平转换。为了满足15路并行输出的要求，在时序上需要使两片373严格同步。因此在硬件上增加了非门和RC电路，对两片373的使能信号加以协调。通过实验，证

9、明此电路能够完全满足设计要求。在NeuronC源程序