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另外,上述擴(kuò)展方法還可以進(jìn)一步引申：1）若有未使用的I/O口（如W77E58的P1口）,則可用來直接輸出高8位數(shù)據(jù),從而可以去掉圖4中的U4;2）若對成本不太敏感,則可把圖4中的邏輯器件用CPLD實現(xiàn),從而使設(shè)計更為靈活,布線更為方便,結(jié)構(gòu)更為緊湊,基本實現(xiàn)原理仍然如圖4所示。
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3 在車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用
8位單片機(jī)擴(kuò)展16位外部總線的方法已應(yīng)用于車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),圖5為該系統(tǒng)的原理框圖。汽車廠商在開發(fā)新車型或者關(guān)鍵零部件升級時,必須經(jīng)過樣品試制、產(chǎn)品鑒定、小批試制和大批生產(chǎn)等必要階段。每個階段中,都伴隨著大量的可靠性試驗,車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正是為這些試驗而設(shè)計的。鑒于其特殊的使用條件,必須滿足如下基本要求：能夠進(jìn)行連續(xù)、長時間數(shù)據(jù)采集、時間有可能是幾天或者一個月;因為有可能很多臺車輛的試驗同時進(jìn)行,因而要求系統(tǒng)成本低且安全可靠,具有CAN總線數(shù)據(jù)采集接口。在圖5中,8位單片機(jī)上掛有3個8位總線器件（USB Slave器件,RAM和CAN總線器件）和1個16位總線接口設(shè)備（IDE硬盤）。
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單片機(jī)采用前面提到的W77E58;為保證較高的數(shù)據(jù)傳輸速率,便于與外部串口設(shè)備（LCM顯示屏）通信,外部晶振頻率使用33M赫茲。
USB Slave器件采用PDIUSBD12,使用模塊化的方法實現(xiàn)一個USB接口,本次設(shè)計通過該器件把IDE硬盤映射成一個可移動硬盤,從而實現(xiàn)了大容量存儲類（MassStorage Class）。
RAM采用HY62WT08081E。該器件提供32KB的數(shù)據(jù)空間,用于數(shù)據(jù)采集以及FAT32文件系統(tǒng)操作的緩存。
CAN總線接口器件采用SJA1000＋TLE6250的組合,SJA1000是獨立的CAN控制器,用于汽車和工業(yè)環(huán)境中的控制器局域網(wǎng)絡(luò),TLE6250是針對汽車環(huán)境設(shè)計的CAN收發(fā)器。
IDE硬盤使用經(jīng)過防震處理的工業(yè)用硬盤,也可使用CF卡加IDE轉(zhuǎn)接線的方式。
圖6為車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡要軟件流程圖�？紤]到USB端口和CAN總線上的數(shù)據(jù)一般不會同時向系統(tǒng)發(fā)出請求,故軟件采用查詢方式工作,主要包括以下幾部分：主流程、USB協(xié)議實現(xiàn)[2]、CAN總線數(shù)據(jù)[3]和其他車輛狀態(tài)信號采集,以及FAT32協(xié)議實現(xiàn)。
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4 小結(jié)
本設(shè)計在8位單片機(jī)上實現(xiàn)了16位外部總線,可對16位設(shè)備進(jìn)行高速存取,并且保留了原8位總線的功能,這種8位/16位總線共存的方式,較之端口模擬總線方式,極大地提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率,該16位總線擴(kuò)展方式已成功應(yīng)用于車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),在汽車的道路可靠性試驗中,安裝了多套該系統(tǒng),試驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)使用方便,工作穩(wěn)定、可靠,數(shù)據(jù)傳輸率高、完全滿足汽車動態(tài)采集數(shù)據(jù)的需要,該16位總線的擴(kuò)展方式,可應(yīng)用于具有8位外部總線的單片機(jī),在一定程度上,擴(kuò)大了該類單片機(jī)的使用范圍。
