基于LONWORKS总线的智能楼宇空调系统的设计(4)
Lonworks技术主要有Lonworks节点和路由器，LonTalk协议，Lonworks收发器，Lonworks网络和节点开发器几部分组成。
2.2神经元芯片
神经元芯片是LonWorks技术的核心器件。它是由美国Echelon公司研制的一种集通信、控制和数据传输支持为一体的高级集成电路芯片。该器件只授权美国摩托罗拉和日本东芝公司生产，机构和性能完全一致，其型号前分别加上MC 14和TMPN符号。通过对硬件和固件(firmware)的硬件连接，芯片可以提供LON网络节点需要的主要功能。即处理所有LonTalk通信协议消息，传感信号输入和控制信号输出，存储和安装指定的参数及程序，实现各种应用功能等。
对使用者而言，神经元芯片的优势在于它的完整性。它的通信协议参考了ISO/OSI参考模型，内嵌的处理器避免了在这些方面的任何设计与编程。这能够更统一的实现开发、配置更加容易。
大部分LonWorks系统将用神经元芯片作为它的控制器，它专门为低成本控制设备提供智能化和联网能力而设计。神经元芯片包括三个能够提供通信和应用处理能力的8位处理器。设备制造商只需提供运行在神经元芯片上的应用程序代码和连接神经元芯片的I/O设备。
神经元芯片包含3150和3120两大系列，3150芯片支持外接EPROM，可进行软件的扩展，适用于大型的复杂系统；3120则是小型系统，它支持小型的应用程序，适用于简单的低成本系统。
两系列的神经元芯片都有11只I/O引脚，这些引脚可通过不同的连接与程序设定产生多样的功能，用户可根据需求灵活地配置，11只引脚它可分为单输入、单输出和双向传输三大类别可以组成34种不同的I/O功能。在前11只引脚中，具有高电流吸收能力(20mA, 0.8V ), I/O4~I/O7具有片内可选择上拉电阻，所有引脚信号均为带滞后的TTL电平，其中 I/O0~I/O7还带有低电平检测锁存器。
如下图2.1所示，神经元芯片片内两个定时/计数器是多路选择的，它的输入可通过一个多路选择开关，从前8号管脚中中选择一个通道，输出为IO0的专用定时/计数器，它的输入是IO4,输出是IO1。
图2.1 神经元芯片内部框图
神经元芯片通过CPO~CP4这五只引脚与所有硬件及网络收发器连接，完成通信传输功能。为适合不同的通信介质可将5个管脚配置为3种不同的接口模式:单端模式、差分模式和专用模式。在单端模式和差分模式工作时，通信端口通过专业差分编码技术对发送和接收的数据进行编码和解码。这种编码模式是在脉冲信号的起始时刻总有一次跳变，而“1”和、"0”的差别在于“0”在脉冲中间位置多一次跳变，有利于不需专用时钟线下，接受端从数据流中直接提取发送端的时钟信息。差分模式主要用于连接带隔离变压器的双绞线网络收发器。单端模式则可用于光纤、同轴电缆或无线射频收发器。专用模式时，CP2和CP4分别输出位和帧的同步信号，可用于和用户设计的智能型网络收发器连接，便于用户任意的构成自己所需要的方式，这样就大大提高了神经元芯片在通信方式上的灵活性。
表2.1 三种通讯模式下各个引脚的功能
引脚 驱动电流 单端模式 差分模式 特殊模式
CP0 1.4MA 数据输入 数据输入（＋） 数据输入
CP1 1.4MA 数据输出 数据输入（－） 数据输出