基于神經(jīng)元芯片和單片機(jī)雙處理器結(jié)構(gòu)LON節(jié)點(diǎn)的研究.pdf

1、LonWorks技術(shù)是美國(guó)Echelon公司于90年代初推出的一種完全開放的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，但是僅僅憑借單一的處理器Neuron芯片無法完成實(shí)時(shí)性高的多進(jìn)程、多任務(wù)的并行處理，不能滿足采集量和控制量要求較多的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的要求，探討了一種基于神經(jīng)元芯片MC143150和單片機(jī)AT89S51的雙處理器結(jié)構(gòu)LON節(jié)點(diǎn)的開發(fā)與設(shè)計(jì)，減少了Neuron芯片在外部事件上的開銷，充分發(fā)揮它在通訊上的優(yōu)越性，利用AT89S51與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間快速地交換信息，

2、滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求。 對(duì)開發(fā)節(jié)點(diǎn)所需的技術(shù)理論進(jìn)行了分層次的論述，主要涉及了LonWorks技術(shù)的神經(jīng)元芯片和LonTalk協(xié)議，單片機(jī)技術(shù)的硬件和軟件資源。以此為基礎(chǔ)，重點(diǎn)闡述了數(shù)字量輸入/輸出控制節(jié)點(diǎn)和模擬量輸入/輸出控制節(jié)點(diǎn)的硬軟件開發(fā)過程，涵蓋了電源模塊、輸入/輸出通道、存儲(chǔ)器擴(kuò)展、通訊接口、神經(jīng)元芯片MC143150和單片機(jī)AT89S51兩控制器的接口、時(shí)鐘，復(fù)位，晶振等其他外圍電路、神經(jīng)元芯片MC143150的程

3、序設(shè)計(jì)、單片機(jī)AT89S51的程序設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程充分考慮了使節(jié)點(diǎn)達(dá)到性能最優(yōu)的各種因素，采用MAX1677、MAX8876提供穩(wěn)定的電源供給；采用AT29C512外擴(kuò)32KB的存儲(chǔ)空間；采用光電隔離器、MAX197和MAX527作為輸入/輸出通道，不僅交換信息準(zhǔn)確迅速，還具有很高的抗干擾性；FTT-10A自由拓?fù)潆p絞線收發(fā)器作為通訊接口滿足系統(tǒng)的高性能、高共模隔離的要求。為設(shè)計(jì)出一個(gè)體積小、性價(jià)比高、工作可靠的節(jié)點(diǎn)，MC143150和A

4、T89S51兩控制器的接口采用一種新型串行總線SPI和I2C，它占用端口較少，為節(jié)點(diǎn)PCB的布局節(jié)省空間，減少芯片硬件資源的占用，適應(yīng)了系統(tǒng)集成化、小型化的發(fā)展要求；MC143150用Neuron C語(yǔ)言聲明的Neurowire和I2C輸入/輸出對(duì)象與AT89S51利用C51語(yǔ)言模擬的SPI和I2C總線接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。最后對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的優(yōu)化措施進(jìn)行了論述。 通過實(shí)驗(yàn)表明，基于神經(jīng)元芯片MC143150和單片機(jī)AT89S51的雙處