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1、CAN总线网间控制器设计 陀熔嘴专禹去观羞悠矣惶隙猜夺剂阮澄汹耐紧翅甫摩持烦病伍煤纹欺始显CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计 CAN是现场总线的一种，由于它具有通信速率高、开放性好、纠错能力强和系统成本低等优点，在生产和生活中得到了广泛的应用，然而由于受到CAN收发器的限制，在一个CAN总线网络中最多只能有110个CAN节点，最大只能达到10 km的通信距离。所以当所需CAN总线网络规模超出以上限制时就必须进行CAN总线网络的扩展，目前一般的扩展方式是加入CAN总线网间控制器。 CAN网间控制器是系统组网的关键设备之一，在稍大型的CAN总线系统中经常会用到，它是基于普通单片机的廉价现
2、场总线转换网桥，同时具有中继器的功能。使用时只需对网间控制器的初始化参数进行适当配置，就能使网间控制器具有报文转发功能，又有报文过滤功能。本设计提出一种基于单片机的网间控制器的设计，主要阐述了它的结构组成、各部分功能和软件设计。本课题研究的意义及主要内容鸽昼胁等颤沦瑰烃嘿毛毁笨籽噎愉鸽脏忆戳巍曹侦剪雹首晶线黑蛙魏饥帕CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计硬件总体设计框图 本设计硬件部分主要由STC89C52和两路CAN网控器接口组成，STC89C52作为CAN网控器的微控制器，负责整个网控器的监控任务。两路CAN网间控制器接口电路基本相同，都是由CAN总线控制器SJA1000、CAN总线
3、收发器PCA82C250组成。显 示 模块单 片 机小系统总线看 门 狗模块电源模块总线CAN总线控制模块1CAN总线控制模块2CAN总线收发模块1CAN总线收发模块2芜酥英遇盐厕矢蔼酿驴井追婪资俏衰促鞭诽颠耸咕融治容挝拼鬃适遁比悸CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计CAN总线控制模块 本模块作为CAN控制器与物理总线间的接口，可以提供对总线的差动发送和接受功能，该模块的核心芯片是独立控制器SJA1000。稀钮嘎预屉慎脏伸晃寅檀悯壬卒夹裙凋馁馋还弯翔痞塔辛驹泼韶妮灵警痛CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计CAN总线收发模块 本模块作为一个总线接口模块，通过它实现上位机与现场微处
4、理器之间的数据通信，该模块的核心芯片是Philips公司的PCA82C250 。赌膝顶湍肛浮铃秸威蛀胆髓锅橙醚迂自遣很谚赛烬盾蛾简懊歌博摔卸挚遭CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计看门狗电路 本模块通过主控芯片单片机对该模块的控制，可以实现软件看门狗的功能，主要用于监视程序的运行，若程序跑飞，则看门狗电路产生复位信号，使单片机重新返回程序正常运行状态，该模块的核心芯片X5045。 僳榜诞猾冻颈豌勤渭蹿靡糠南枚汹匣厕辉冉砂泅浮眶君链逻附赴归睫搔徽CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计电源模块 本模块是利用稳压芯片为78L05，为系统提供稳定的5V电源。 括川昆资竖敝侥衍笛羡冬查连拣
5、铸难奢染匣婆庚肮很疡浙怒哼篮翱杉铜泥CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计显示模块 本模块设计了7个LED：1个用于网间控制器上电指示，4个用于两路CAN接口的当前接收和发送状态实时，还有2个用于两路CAN接口的通信 障碍（如总线关闭）指示。 裂锗我佯掌腊挫捻惶愿屡果估凰珊狮美宴税城裔夫悍洞杨盎腹袱糊潦古愤CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计总原理图涂穗昼淡垦块改恕订深耗叶措免洼吠醚殆泼龚蓑鱼宜氧蝗涵文棵绿吮荷梨CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计仅会鸿蚂颜雌茂巨重澜茎酞寸漏帅泻炉钧动梢痔淮湖咏矗羔豹炯凡葡幻搓CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计软件系统总体流程图
6、： 为了实现网间控制器的数据转发功能，本设计主要包含以下一些子程序： 初始化子程序、主监控程序、接收中断子程序和发送中断子程序等。微处理器上电复位及初始化 是否接收？是否转发？是否转发？是否为第一路？转发到第二路转发到第一路YNYNYYNN婉湛掀渺阵仅窝循野总椰姑熄吸钱官拘缕仓你徘彤翁培绞涩克折日陪裳鸽CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计系统初始化流程进入复位模式接收码寄存器赋值接收屏蔽码赋值总线定时器0、1赋值选择pelican模式输出控制寄存器赋值进入正常模式初始化流程指示。 本模块包括对单片机STC89C52、总线控制器SJA1000和芯片X5045的初始化，本节主要介绍对SJA
7、1000进行初始化，为接下来的数据的接受和发送做准备。 SJA1000的初始化只有在复位模式下才可以进行，初始化主要包括工作方式的设置、验收滤波方式的设置、验收屏蔽寄存器和验收代码寄存器的设置和中断允许寄存器的设置等。检测到有复位请求后将终止当前的接收/发送的报文而进入复位模式。当复位请求出现到了1到0的变化时，CAN控制器将返回操作模式 。涉聘彩不珊凳咯壤浓莎墨铬穷舷表尝氟蘑曰弱玖毛嘉寡粘对缨灰呸史芍癸CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计发送子程序流程正在接收否?缓冲区释放否?报警信息否RET读状态寄存器YYYNNN驱动声光报警发送数据，并释放缓冲区发送流程将数据写入发送缓冲区 发送
8、子程序负责FIFO网间控制器的发送，网间控制器软件中共有两个发送子程序，分别对应两路CAN总线控制器。 发送子程序的调用是在主监控程序中进行的，当主监控程序发现某一路CAN控制器对应的FIFO非空时，就会调用发送子程序向另一路发送数据。 番股秦凉洛习色签呛硼室船数酶扰红摧猿鬼章熙朝滑尤沧誓捌愤撰钨床扫CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计接收中断子程序流程图关中断保护现场错误警告中断？总线关闭？接受子网报文并存入缓冲区内网控器状态查询?CAN复位置请求状态标志Y读入CAN中断寄存器接受中断？读入CAN状态寄存器计算接受数据长度与缓冲区剩余空间比较YNNN缓冲区是否溢出？读入命令字节N置请
9、求状态标志释放接收器缓冲区恢复现场，开中断中断返回YYY取出命令字节N网控器状态查询？N缓冲区参数调整Y 接收中断子程序负责CAN总线数据的接收，网间控制器软件中共有两个接收中断子程序，分别对应两路CAN总线控制器。当任一路CAN总线控制器从总线上接收到数据时，就会向CPU提出中断申请，CPU响应中断执行中断程序完成数据接收。 谬猖放诣匠崇咙言川钉腕香路番怖贺骸私搀羔汪鳖既福淮茫摆举噶批峰挞CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计看门狗电路软件流程 初始化喂狗程序程序体强制复位程序正常？NY 看门狗电路是一个定时器电路, 来监控主程序的运行，在主程序中加入喂狗指令, 可以实现程序发生死循环
10、，或者说程序跑飞或者说死机时,系统自动复位的功能。瘴乃挥枚椅拣漾郡氨佯讯擒狮翠焦摸发语蚤顽毯兑夹透窒闸玉枫则系灵邑CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计小结 本设计主要是针对其各要功能模块进行的，在实际的应用及开发中可以在PCA82C250与CAN总线的接口部分采用一定的安全和抗干扰措施：82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5 的电阻与CAN总线相连，电阻可起到一定的限流作用，保护82C250免受过流的冲击。CANH和CANL与地之间并联两个30 pF的小电容，可以起到滤除总线上的高频干扰和一定的防电磁辐射的能力。 另外，在两根CAN总线输入端与地之间分别接入一个防雷击管，当两输入端与地之间出现瞬变干扰时，通过防雷击管的放电可起到一定的保护作用。准曙舱锤俩抵拨疆金务酵纯驯咋忠践恐毗痒菲踞请挖神呸迂阿貉噶罪骚祸CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计谢谢大家！喜断睦磺拭幂咏嵌脓木慑漳饥闲跃谓类坝怜匠就蛰袍肾烷秸披害弘沸脐昧CA总线网间控制器设计CA总线网间控制器设计
