电源控制 CAN总线 USB串行口.ppt

电源控制CAN总线USB串行口 张俊东杜鹏奎王蕴腾张宇婷吕邵窕王灿 一 电源控制 STM32的工作电压 VDD 为2 0 3 6V 通过内置的电压调节器所提供所需的1 8V电源 当主电源VDD掉电后 通过VBAT脚为实时时钟 RTC 和备份寄存器提供电源 电源结构框图如下 1 ADC电源为了提高转换的精确度 ADC使用一个独立电源供电 过滤和屏蔽来自印制电路板上的毛刺干扰 1 ADC的电源引脚为VDDA 2 独立的电源地VSSA如果有VREF 引脚 根据封装而定 它必须连接到VSSA 2 电池备份电源使用电池或其他电源连接到VBAT脚上 当VDD断电时 可以保存备份寄存器的内容和维持RTC的功能 当备份区由VDD供电时 下述功能可用 1 PC14和PC15可以用于GPIO或LSE引脚 2 PC13可以作为通用I O口 TANPER引脚 RTC校准时钟 RTC闹钟或秒输出 当后备区域由VBAT供电时 可用下述工能 1 PC14和PC15只能用于LSE引脚 2 PC13可以作为TANPER引脚 RTC闹钟或秒输出 3 上电复位 POR 和掉电复位 PDR STM32内部有一个完整的上电复位 POR 和掉电复位 PDR 电路 当供电电压达到2V是系统就能正常工作 当VDD VDDA低于指定的限位电压VPOR VPDR时 系统保持复位状态 而无须外部复位电路 波形图如下 4 可编程电压监测器 PVD 在STM32中用户可以利用PVD对VDD电压与电源控制寄存器中的PLS 2 0 位进行比较来监控电源 这几位选择监控电压的阈值 通过设置PVDE位来使能PVD电源控制 状态寄存器中的PVDO标志用来表明VDD是高于还是低于PVD的电压阈值 该事件在内部连接到外部中断的第16线 如果该中断在外部中断寄存器中是使能的 该事件就会中断 当VDD下降到PVD阈值以下和 上升到以上 根据外部中断第16线的上升 下降边沿触发设置 就会产生PVD中断 如图 5 应用实例 6 低功耗模式 7 睡眠模式 1 进入睡眠模式通过执行WFI和WFE指令进入睡眠状态 2 退出睡眠模式如果执行WFE指令进入睡眠模式 则一旦发生唤醒事件时 微处理器都将从睡眠模式退出 8 停止模式 如何进入和退出停止模式见书P147表6 4 2 CAN总线 1 简介 CAN是控制器局域网络 CAN是国际标准化的串行通信协议 由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同 由多条总线构成的情况很多 线束的数量也随之增加 为适应 减少线束的数量 通过多个LAN 进行大量数据的高速通信 的需要 CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化 CAN的高性能和可靠性已被认同 并被广泛地应用于工业自动化 船舶 医疗设备 工业设备等方面 2 CAN的特点 1 多主控制在总线空闲时 所有的单元都可开始发送消息 多主控制 最先访问总线的单元可获得发送权 CSMA CA方式 1 多个单元同时开始发送时 发送高优先级ID消息的单元可获得发送权 2 消息的发送在CAN协议中 所有的消息都以固定的格式发送 总线空闲时 所有与总线相连的单元都可以开始发送新的消息 两个以上的单元同时开始发送消息时 根据标识符 Identifier以下称为ID 决定优先级 ID并不是表示发送的目的地址 而是表示访问总线的消息的优先级 两个以上的单元同时开始发送消息时 对各消息ID的每个位进行逐个仲裁比较 仲裁获胜 被判定为优先级最高 的单元可继续发送消息 仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作 3 系统的柔软性与总线相连的单元没有类似于 地址 的信息 因此在总线上增加单元时 连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变 4 通信速度 根据整个网络的规模 可设定适合的通信速度 在同一网络中 所有单元必须设定成统一的通信速度 即使有一个单元的通信速度与其它的不一样 此单元也会输出错误信号 妨碍整个网络的通信 不同网络间则可以有不同的通信速度 5 远程数据请求可通过发送 遥控帧 请求其他单元发送数据 6 错误检测功能错误通知功能 错误恢复功能 所有的单元都可以检测错误 错误检测功能 检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元 错误通知功能 正在发送消息的单元一旦检测出错误 会强制结束当前的发送 强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止 错误恢复功能 7 故障封闭CAN可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误 如外部噪声等 还是持续的数据错误 如单元内部故障 驱动器故障 断线等 由此功能 当总线上发生持续数据错误时 可将引起此故障的单元从总线上隔离出去 8 连接CAN总线是可同时连接多个单元的总线 可连接的单元总数理论上是没有限制的 但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制 降低通信速度 可连接的单元数增加 提高通信速度 则可连接的单元数减少 3 CAN总线协议 4 CAN总线拓扑图 三 USB串行接口及其应用 USB是通用串行总线 简称为 通串线 是一个外部总线标准 用于规范电脑与外部设备的连接和通讯 是应用在PC领域的接口技术 USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能 1 USB系统 2 USB接口器件主要分为3大类 USB主机接口器件 USB接口器件和USB集成器器件 其中USB设备接口器件在嵌入式系统设计中应用最多 种类也最多 常用的 8位并口 USB设备接口 器件有TI的USB9602 4 Philips的PDIUSB12 ISP1181 ISP1581 讯通的USB100等 这些器件的协议和传输速度如下图 3 STM32USB功能描述 1 USB主要特征 符合USB2 0全速设备的技术规范可配置1到8个USB端点CRC 循环冗余校验 生成 校验 反向不归零 NRZI 编码 解码和位填充支持