CAN总线与RS.docx
CAN总线与RSmahaiyan导语：本文设计的CAN-RS485通讯接口电路可以很好地解决这两种串行数据总线之间的互相转换问题，并已成功应用于某地区的智能交通控制系统1CAN总线及RS-485总线简介CAN总线ControllerAreaNetwork是由德国Bosch公司于20世纪80年代专门为汽车电子控制系统开发的一种串行数据通讯协议，十分合适应用于分布式控制或者实时控制领域。它的应用范围普及高速网络和低本钱的分布式控制系统。CAN具有以下特点:1无破坏的根据优先权的仲裁;2多主站点根据优先级进展总线访问;3严格的错误检测和界定;4支持远程数据恳求;5借助接收滤波的多地址帧传送;6通讯介质多样，组合方式灵敏;7全系统数据兼容，系统灵敏;8最远传输间隔为10Km总线传输速率为5kbps，最大传输速率为1Mbps总线传输间隔为40m。RS-485标准是美国EIA电子工业结合会公布的串行通讯协议。它比RS-232C标准信号传输间隔长、速度快、抗干扰性能好，广泛应用于各种工业、楼宇、能源等领域。在实际应用中，很多工业控制设备如PLC都带有RS-485接口。因此，有必要设计CAN总线与RS-485总线的通讯接口电路。2硬件设计整个通讯接口电路由单片机AT89C52、CAN控制器SJA1000、CAN收发器82C250、高速光电耦合器6N137和RS-485收发器MAX485组成。如图1所示。单片机AT89C52主要完成SJA1000的初始化，及CAN总线和RS-485总线之间的数据通讯任务。SJA1000是CAN控制器82C200的替换产品。它主要由以下功能模块构成:接口治理逻辑、发送缓冲器、接收缓冲器、接收过滤器、位流处理器、位时序逻辑和错误治理逻辑。除了与82C200兼容之外，它增加了很多新功能:PeliCAN工作形式、读/写访问的错误计数器、标准和扩展构造信息的接收和发送、可编程的错误限制报警、只听形式和仲裁丧失中断。单片机对SJA1000内部存放器的控制是以访问外部存放器的方式进展的。CAN收发器82C250是CAN总线控制器和物理总线之间的接口，主要负责提供对总线的差分发送才能和对CAN控制器的差分接收才能。它的引脚8RS控制3种不同的工作方式的选择:待机、斜率控制和高速。1给RS接上高电平，那么82C250以低电流待机方式工作;2假设RS通过连接电阻接地，那么进入斜率控制方式，该方式可以通过改变电阻的阻值来调节斜率，适用于低速和较短的总线长度的应用场合;3假如RS接地，就选择了高速工作方式。高速光电耦合器6N137实现了CAN控制器和收发器之间的电气隔离，增强了系统的稳定性和抗干扰才能。RS-485收发器MAX485是一种差分平衡型的小功率收发器，包含一个驱动器和一个接收器，使用单+5V电源供电，专门用于TTL协议即通用于各型CPU的通讯协议和485标准之间的互相转换，使微控制器可以利用RS-485串行通讯协议直接进展串行通讯。整个转换经过可分为:CAN总线转换到RS-485总线和RS-485总线转换到CAN总线。CAN总线转换到RS-485总线的流程如下:微控制器接收到CAN总线节点发送的报文，根据CAN总线规定的数据格式取出报文的有用信息，然后由微控制器通过MAX485将信息发送到RS-485总线。而RS-485总线转换到CAN总线那么是上述流程的逆经过。3软件设计软件设计的主要任务是实现数据和控制命令在CAN总线网络和RS-485总线之间的传输。它主要包括RS-485和CAN接口的初始化程序、报文发送和接收程序、中断效劳程序和错误处理程序等。其中，SJA1000的初始化程序是软件设计中的难点，需要完成各种工作参数的设置。其中，控制存放器用来改变CAN控制器的行为，包括进入复位状态，激活不同类型的中断源，如接收中断、发送中断和数据溢出中断等。验收代码存放器和验收屏蔽存放器共同作用定义了能被节点所接收报文的条件:所收信息的标识符的相应位与验收代码存放器验收码的相应位相等。验收屏蔽存放器的作用是确定验收码的哪些位对于验收滤波是相关的或者不相关的。总线时序存放器0定义了波特率的预设值及同步跳转宽度;总线时序存放器1那么定义了位周期的长度、采样点的位置和采样数目。输出控制存放器可以设置不同的输出形式如正常输出形式、双相输出形式和时钟输出形式等。时钟分频存放器不仅可以控制SJA1000的输出频率及屏蔽CLKOUT引脚，而且还可以对BasicCAN和PeliCAN形式进展选择。详细的SJA1000初始化程序流程如图2所示。CAN总线转换到RS-485总线的程序如下:CAN-RS485_TRANSITION:MOVDPTR,#SR;状态存放器MOVXA,DPTR;JNBACC.0,CAN_QUIT;是否接收到信息，无数据那么退出转换程序CAN-RS485_HANDLE:MOVDPTR,#CANR;接收缓冲区首地址MOVXA,DPTR;接收帧的格式JNBACC.6,RECEIVE_FRAME;RTR=1那么报文是远程恳求帧LCALLTRANSMIT_DATA;发送对方恳求的数据LJMPCAN_QUIT;退出转换程序RECEIVE_FRAME:MOVXA,DPTR;ANLA,#0FH;ADDA,#05H;获得接收数据的长度MOVR7,AMOVR0，#43H;设定MCU接收数据缓冲区DATAFRAME:MOVXA,DPTR;接收数据MOVR0,ALCALLRS485_SEND;将有效信息通过MAX485转发到RS-485总线INCDPTRINCR0DJNZR7,DATAFRAME;判定接收是否完毕RECOUT:MOVDPTR,#CMRMOVA,#04H;释放接收缓冲区MOVXDPTR,ACAN_QUIT:RET;退出转换程序4完毕语CAN总线是当前应用最为广泛的现场总线之一，而RS-485总线那么是常用的串行总线，两者之间的互相转换具有很高的实用价值。本文设计的CAN-RS485通讯接口电路可以很好地解决这两种串行数据总线之间的互相转换问题，并已成功应用于某地区的智能交通控制系统。
