摘  要： CAN总线监控的EPP逻辑接口设计及用WinDriver实现的实时数据采集的可视化编程设计技术，以实现主、备双节点的监控。

　　关键词： EPP  逻辑设计  WinDriver  实时数据采集  可视化编程

　　随着CAN总线在通信设计系统中的应用，出现了不少CAN节点监控产品。其中，以EPP并口为接口、以SJA1000做CAN协议控制器的微机监控节点的产品更是独树一帜。这类产品硬件构造简单、DOS监控软件设计简洁、通信快速、操作使用方便。本文即以这类产品为课题对其性能做进一步完善：(1)在EPP接口和SJA1000之间做可编程逻辑设计，使节点监护通信更直截了当。(2)在监控软件设计上用WinDriver做底层驱动进行可视化编程，以增强人机接口界面，使监控更加简洁方便。(3)扩展单节点监控为主、备双节点监控，使监护全面完善。

1 系统总体硬件设计

　　系统总体硬件构成如图1所示。其中，2片SJA1000分别用于实现主节点和备用节点的CAN总线协议控制器，且为增强各自的驱动能力分别使用了1片82C250收发驱动器。2片SJA1000共用一套振荡电路和一套复位电路，复位电路为简单的阻容形式。由于EPP接口控制线己全部用做他用，故微机不能控制SJA1000做硬件复位，但为了调试方便，加入了按钮做意外手动复位。1片PLD(EPM7032ST-10)用于实现EPP接口和SJA1000之间的通信传输控制；电源取自外部CAN总线系统的+5V电源；发光二极管用做电源和主、备节点的收发指示。

2 EPP和SJA1000之间的接口逻辑设计

　　在EPP接口和SJA1000之间加入适当的逻辑接口，可以避免传统设计中对EPP控制线的重新定义和特殊通信函数的书写，缩短并口通信的时间，提高数据采集的实时性。这样，通过EPP读写SJA1000时只要读写EPP地址和数据寄存器就可以了。

　　按照EPP并口协议和SJA1000读写时序，本设计以EPP并口的3根控制线/write、/AddStrb、/DataStr的逻辑时序来产生SJA1000读写控制的ALE、/wr、/rd逻辑和反馈回EPP的Wait信号逻辑。特别定义EPP接口的/reset控制线做主、备SJA1000的片选信号，低电平选中主SJA1000，高电平选中备用SJA1000。主、备SJA1000的中断线相“与”后作为中断信号输入EPP并口中断状态线(EPP接口协议和SJA1000的读写时序己有不少文章做过介绍，在此不再赘述)。下面给出用Altera公司的AHDL语言书写的逻辑设计（采用AHDL语言其目的是借用Altera功能强大的MaxplusⅡ做模拟分析）。

% 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；

)     　　　　　               %带″/″项表示低电平有效%

BEGIN

　　ALE=!/AddStrb；

　　!/wr=!/write & !/DataStrb；

　　!/rd=/write & !/DataStrb；

　　wait=!(/AddStrb & /DataStrb)；

　　/csA=cs；

　　/csB=!cs；

　　/intr=!(/intrA & /intrb)；

END

　　图2是MaxPlusⅡ模拟分析“微机通过EPP写SJA1000寄存器结果”的波形图。图中，首先进行地址选通、传送并锁存地址；然后是写操作；最后一段是SJA1000中断发生后，主机响应并进行读操作。

3 WinDriver底层驱动程序的产生

　　实时数据采集程序的书写离不开中断的使用。为了在可视化编程中使用中断，必须选择适当的工具来书写底层驱动程序。目前，底层驱动程序的书写工具很多，如DDK、SDK、VtoolsD、WinDriver等，这里选用Jungo公司简单方便的开发工具WinDriver。

　　打开WinDriver的驱动向导，创建一个新的驱动程序。WinDriver检测外接硬件设备，产生连接设备列表，从中选用parallel port，指定WinDriver在一给定目录下用C或Pascal语言产生VB、VC++、Dephi或C++Builder工程项目文件。这里选用C语言和C++Builder开发工具，指定LPT为文件前缀。

　　在给定目录下，WinDriver的驱动向导可产生几个文件和1个C++Builder子目录。在产生的文件中，LPT.wdp、LPT_lib.h和LPT_lib.c是编写应用程序必不可少的。LPT.wdp是WinDriver底层驱动程序和用户程序沟通的关键枢纽，LPT_lib.h和LPT_lib.c是WinDriver提供的己包装好的可直接使用的函数库。在其他文件中，LPT_diag.h和LPT_diag.c是WinDriver提供的并口传输测试程序，可作为书写应用程序的参考。下面给出产生的几个主要函数。

3.1 并口开关函数

　　BOOL LPT_Open (LPT_HANDLE*phLPT)；

　　void LPT_Close(LPT_HANDLE hLPT)；

3.2 并口读写函数

　　BYTE LPT_Readstrobe_addr (LPT_HANDLE hLPT)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//用于读并口地址

　　void LPT_Writestrobe_addr (LPT_HANDLE hLPT，BYTE data)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//用于写并口地址

　　BYTE LPT_Readstrobe_data_0 (LPT_HANDLE hLPT)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//用于读并口数据

　　void LPT_Writestrobe_data_0 (LPT_HANDLE hLPT，BYTE data)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//用于写并口数据

　　BYTE LPT_Readcontrol (LPT_HANDLE hLPT)；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//读并口控制寄存器

　　void LPT_Writecontrol (LPT_HANDLE hLPT，BYTE data)；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//写并口控制寄存器

3.3 并口中断函数

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

　　BOOL LPT_IntAEnable (LPT_HANDLE hLPT，LPT_IntA_

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

       　　　　　　　　　　　　　　　//funcIntHandler是中断处理函数，其函数原型如下：

　　void (*LPT_IntA_HANDLER)(LPT_HANDLE hLPT，LPT_IntA_

　　RESULT*intResult)

4  可视化应用程序的设计

　　设计可视化应用程序时，要在人机界面窗口中做主、备CAN总线选择和接收对象选择。下面给出采用C++Builder5.5开发的部分程序片段(为简化叙述,这里给出的是总线活动全部接收，按1次接收按钮只接收1帧数据的程序，若总线无活动则定时自动退出)。

4.1 数据通信函数的构造

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

{LPT_Writestrobe_addr(hLPT，addr)；

 LPT_Writestrobe_data_0 (hLPT，data)；

} 　　　　    //通过并口向指定外部地址写数据

char TForm1∷take(char addr)

{ LPT_Writestrobe_addr (hLPT，addr)；

 return (LPT_Readstrobe_data_0 (hLPT))；

}     　　　　//通过并口从指定外部地址读数据

4.2 接收数据程序的设计

void __fastcall TForm1∷Button1Click

       (TObject*Sender)

{

　　char cc；

　　cc=StrToInt(ComboBox1->Text)；//选择主或备CAN_设备

　　port=cc&0x040；

　　LPT_Open(&hLPT)；　　　　　　　//打开并口驱动程序

　　LPT_IntAEnable(hLPT，LPT_IntAHandlerRoutine)；

　　　　　　　　　　　　　　　　//开放并口中断，指明中断服务地址

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

　　　　　　　　　　　　　　　　//开放并口中断

/*------------初始化底层CanBus--------------*/

　　bring(0x00，0x01)；　　　　　　//使SJA1000进入复位模式

　　if((take(0x00)&0xdf)!=0x01)

　　　　       {ShowMessage(″进入复位设置失败！″)；exit；}

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

　　bring(0x07，0x14)；

　　bring(0x04，0x0)；    //指定总线活动全部接收

　　bring(0x05，0xff)；

　　bring(0x08，0xfa)；   //Tx输出控制设置

　　take(0x03)；        //清SJA1000所有中断

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

　　if((take(0x00)&0xdf)!=0x00)

    　　   {ShowMessage(″退回工作模式失败！″)；exit；}

　　bring(0x00，0x01)；   //开放CAN接收中断

　　bring(0x01，0x04)；   //释放接收缓冲区

　　Timer1->Enabled=true；     //使能超时接收定时器

}

4.3 接收超时程序段的设计

　　这里使用定时器完成总线上无数据活动时的定时自动退出。

void __fastcall TForm1∷Timer1Timer(TObject*Sender)

{

　　Timer1->Enabled=false；　　　//关闭定时器

　　LPT_IntADisable(hLPT)；　　　//关闭并口中断

　　bring(0x00，0x00)；　　　　　//关闭SJA1000中断

　　LPT_Writecontrol(hLPT，

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

　　Label4->Caption=″没有接收到任何数据!″；

　　LPT_Close(hLPT)；　　　　　　　　//关闭底层驱动程序

}

4.4 中断服务程序的设计

void LPT_IntAHandlerRoutine(LPT_HANDLE hLPT，LPT_IntA_

RESULT*intResult)

{char t，m[16]；

　　int i；

　　Form1->Timer1->Enabled=false；　　//关闭定时器

　　t=Form1->take(0x03)；　　　　　　　//读取并判断接收中断

　　if(!(t&0x01)) goto EE；　　　　　　//读取接收识别码

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

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

　　for(i=0；i<8；i++)　　　　　　　　//读取接收数据字节

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

　　m[16]=′.′；

　　Form1->Edit3->Text=m；

　　Form1->Label4->Caption=″1帧数据接收完毕!″；

　　EE：

　　Form1->bring(0x00，0x00)；//关闭SJA1000中断

　　LPT_Writecontrol(hLPT，

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

 　 LPT_IntADisable(hLPT)；　　　//关闭并口中断

　　LPT_Close(hLPT)；　　　　//关闭底层驱动程序

}　

4.5 程序的编译与发行

　　程序编译前，为建立起与WinDriver底层驱动程序的链接，必须做到：

　　(1)在工程项目.cpp文件开始嵌入：

　　#include

　　USEUNIT(″..\lpt_lib.c″)；

　　(2)在unit.cpp文件开始嵌入：

　　#include

　　(3)在unit.cpp文件开始定义变量：

　　LPT_HANDLE hLPT；

　　程序分发使用前，对于Windows NT/2000/98/ME，必须把WINDRVR.SYS文件拷贝到C:\WINNT\SYST- EM32\DRIVERS下；对于98/ME，也可以把windrvr.vxd程序拷贝到用户windows\system\vmm32下，并使用wdreg.exe安装运行该程序，格式为：wdreg -vxd install。

参考文献

1 蔡琳洁.DSP和计算机并口的高速数据通讯.国外电子测量技术，2001；(1)

2 姚振东.Windows95下基于EPP的ECG信号采集系统.电子工程师，2000；(9)(10)

3 梁再信.增强性并行口协议及其在CAN监控节点中的应用.PHYLIPS单片机世界，1999；(2)

4 刘正权.关于CAN控制器SJA1000新特性的一些应用.电子技术，2000；(11)

5 黄讯.利用WinDriver开发设备驱动程序.电子技术应用， 2001；(3)