基于LPC11C14的服装工位机设计

　基于LPC11C14的服装工位机设计

 

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　　一种基于LPC11C14单片机、可读取RFID标签的服装生产工位机。该工位机通过读取RFID标签来采集生产物流信息。利用单片机片内CAN控制器，通过CAN总线实现与服务器的通讯。此文描述了该工位机的软硬件设计方案，并在实际生产过程中进行了测试，结果表明该工位机达到了设计目标，将大幅提高服装生产及物流管理的自动化程度和智能水平。

　　文中使用NXP公司的32位内置CAN控制器的ARM单片机，加上RFID读卡模块及CAN收发器，省去了CAN控制器芯片。CAN通讯采用单片机内部CAN控制器，通讯协议由单片机软件实现，从而简化了应用电路，提高了电路的实用性。

　　恩智浦半导体LPC11C14单片机简述

　　LPC11C14采用ARM公司的Cortex—M0内核，具有能耗极低、门数量少、代码占用空间小等特点。由于其低廉的价格和强大的控制、运算性能，被广泛运用于嵌入式网络。其具体性能指标如下：1)工作频率：最高50MHz；工作温度范围：-40～+85°；宽电压供电：1．8～3．6V；2)32k字节的闪存存储器和8k的SRAM；3)2个16位通用定时器和2个32位通用定时器；4)CAN控制单元，内部ROM集成供CAN和CANOpen标准使用的初始化和通信的API函数，用户可直接调用；兼容CAN2．0A／B，传输速率高连1Mbit／s；支持32個消息对象，且每個消息对象有自己的掩码标识；提供可屏蔽中断。

　　基于LPC11C14的工位机硬件部分主要由射频读卡模块、电源输入端、CAN通讯模块组成。总体硬件图如图2所示。

　　

　　读卡芯片采用瑞士EM公司的专用读卡芯片EM4095，其特点如下：不需要外部时钟，载波频域100～150kHz，兼容多种应答模式，睡眠模式电流1μA。如图3所示，使用这款读卡芯片外围电路简单，只需外加一个天线接收电路和少量的外围元件就能在微处理器的控制下读取IC卡上的信息。

　　射频标签采用的是瑞士EM公司提供的非接触式只读RFID芯片H4001，其内部具有64位一次性可编程(OneTimesProgrammable)的存储器，除了10个同步位和14个校验位外，其余的40个位在应用系统作为识别码使用。其典型的工作频率为125kHz，数据传输编码采用曼彻斯特编码，传输速率为718kbps。它具有各种外型封装，如ISO薄卡、ISO厚卡、钥匙扣等，是目前市场上性价比最好的非接触式只读RFID卡。

　　

　　由于IPC11C14单片机片内已经集成了CAN控制器，所以只需要外接一个CAN收发器就可以实现CAN通讯，这样就简化了电路并节省了电路成本。本设计采用的是飞利浦公司的高速收发器TJA1050。TJA1050是CAN控制器和物理总线之间的接口，可以提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的羞动接收能力。特点如下：具有高速率最高达1Mbit／s；电磁抗干扰EMI性极高；不上电的节点不会对总线造成扰动；TXD引脚有防止箝位在显性总线电平的超时功能；保护总线引脚防止工业环境中的瞬态干扰；至少可以连接110个节点等。

　　工位机与服务器PC通讯的架构

　　实现CAN通讯之后，工位机还无法实现与服务器的通讯。本设计采用的是ZLG公司的CAN接口卡USBCAN-I。USBCAN-I符合CAN2．0A／B规范，支持5kbps～1Mbps之间的任意波特率，单通道最高数据流量达3000fps(标准帧)，能满足服装生产中工位机与服务器通讯的需求。