CA总线网间控制器设计

1、can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

2、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2can总线控制模块 本模块作为can控制器与物理总

3、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。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理器之间的数据通信，该模块的核心芯片是philips公司的pca82c250 。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。 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。 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ca

4、n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。 总原理图软件系统总体流程图： 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

5、绍对sja1000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 。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

6、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。 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

7、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。 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，或者说程序跑飞或者说死机时,系统自动复位的功能。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