CA總線網(wǎng)間控制器設(shè)計(jì)

1、can總線網(wǎng)間控制器設(shè)計(jì) can是現(xiàn)場(chǎng)總線的一種，由于它具有通信速率高、開放性好、糾錯(cuò)能力強(qiáng)和系統(tǒng)成本低等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)和生活中得到了廣泛的應(yīng)用，然而由于受到can收發(fā)器的限制，在一個(gè)can總線網(wǎng)絡(luò)中最多只能有110個(gè)can節(jié)點(diǎn)，最大只能達(dá)到10 km的通信距離。所以當(dāng)所需can總線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模超出以上限制時(shí)就必須進(jìn)行can總線網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，目前一般的擴(kuò)展方式是加入can總線網(wǎng)間控制器。 can網(wǎng)間控制器是系統(tǒng)組網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，在稍大型的can總線系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)用到，它是基于普通單片機(jī)的廉價(jià)現(xiàn)場(chǎng)總線轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋，同時(shí)具有中繼器的功能。使用時(shí)只需對(duì)網(wǎng)間控制器的初始化參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)配置，就能使網(wǎng)間控制器具有報(bào)文

2、轉(zhuǎn)發(fā)功能，又有報(bào)文過(guò)濾功能。本設(shè)計(jì)提出一種基于單片機(jī)的網(wǎng)間控制器的設(shè)計(jì)，主要闡述了它的結(jié)構(gòu)組成、各部分功能和軟件設(shè)計(jì)。本課題研究的意義及主要內(nèi)容硬件總體設(shè)計(jì)框圖 本設(shè)計(jì)硬件部分主要由stc89c52和兩路can網(wǎng)控器接口組成，stc89c52作為can網(wǎng)控器的微控制器，負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)控器的監(jiān)控任務(wù)。兩路can網(wǎng)間控制器接口電路基本相同，都是由can總線控制器sja1000、can總線收發(fā)器pca82c250組成。顯 示 模塊單 片 機(jī)小系統(tǒng)總線看 門 狗模塊電源模塊總線can總線控制模塊1can總線控制模塊2can總線收發(fā)模塊1can總線收發(fā)模塊2can總線控制模塊 本模塊作為can控制器與物理總

3、線間的接口，可以提供對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送和接受功能，該模塊的核心芯片是獨(dú)立控制器sja1000。can總線收發(fā)模塊 本模塊作為一個(gè)總線接口模塊，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)微處理器之間的數(shù)據(jù)通信，該模塊的核心芯片是philips公司的pca82c250 。看門狗電路 本模塊通過(guò)主控芯片單片機(jī)對(duì)該模塊的控制，可以實(shí)現(xiàn)軟件看門狗的功能，主要用于監(jiān)視程序的運(yùn)行，若程序跑飛，則看門狗電路產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，使單片機(jī)重新返回程序正常運(yùn)行狀態(tài)，該模塊的核心芯片x5045。 電源模塊 本模塊是利用穩(wěn)壓芯片為78l05，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的5v電源。 顯示模塊 本模塊設(shè)計(jì)了7個(gè)led：1個(gè)用于網(wǎng)間控制器上電指示，4個(gè)用于兩路ca

4、n接口的當(dāng)前接收和發(fā)送狀態(tài)實(shí)時(shí)，還有2個(gè)用于兩路can接口的通信 障礙（如總線關(guān)閉）指示。 總原理圖軟件系統(tǒng)總體流程圖： 為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間控制器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，本設(shè)計(jì)主要包含以下一些子程序： 初始化子程序、主監(jiān)控程序、接收中斷子程序和發(fā)送中斷子程序等。微處理器上電復(fù)位及初始化 是否接收？是否轉(zhuǎn)發(fā)？是否轉(zhuǎn)發(fā)？是否為第一路？轉(zhuǎn)發(fā)到第二路轉(zhuǎn)發(fā)到第一路ynynyynn系統(tǒng)初始化流程進(jìn)入復(fù)位模式接收碼寄存器賦值接收屏蔽碼賦值總線定時(shí)器0、1賦值選擇pelican模式輸出控制寄存器賦值進(jìn)入正常模式初始化流程指示。 本模塊包括對(duì)單片機(jī)stc89c52、總線控制器sja1000和芯片x5045的初始化，本節(jié)主要介

5、紹對(duì)sja1000進(jìn)行初始化，為接下來(lái)的數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送做準(zhǔn)備。 sja1000的初始化只有在復(fù)位模式下才可以進(jìn)行，初始化主要包括工作方式的設(shè)置、驗(yàn)收濾波方式的設(shè)置、驗(yàn)收屏蔽寄存器和驗(yàn)收代碼寄存器的設(shè)置和中斷允許寄存器的設(shè)置等。檢測(cè)到有復(fù)位請(qǐng)求后將終止當(dāng)前的接收/發(fā)送的報(bào)文而進(jìn)入復(fù)位模式。當(dāng)復(fù)位請(qǐng)求出現(xiàn)到了1到0的變化時(shí)，can控制器將返回操作模式 。發(fā)送子程序流程正在接收否?緩沖區(qū)釋放否?報(bào)警信息否ret讀狀態(tài)寄存器yyynnn驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警發(fā)送數(shù)據(jù)，并釋放緩沖區(qū)發(fā)送流程將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖區(qū) 發(fā)送子程序負(fù)責(zé)fifo網(wǎng)間控制器的發(fā)送，網(wǎng)間控制器軟件中共有兩個(gè)發(fā)送子程序，分別對(duì)應(yīng)兩路can總線控制

6、器。 發(fā)送子程序的調(diào)用是在主監(jiān)控程序中進(jìn)行的，當(dāng)主監(jiān)控程序發(fā)現(xiàn)某一路can控制器對(duì)應(yīng)的fifo非空時(shí)，就會(huì)調(diào)用發(fā)送子程序向另一路發(fā)送數(shù)據(jù)。 接收中斷子程序流程圖關(guān)中斷保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)誤警告中斷？總線關(guān)閉？接受子網(wǎng)報(bào)文并存入緩沖區(qū)內(nèi)網(wǎng)控器狀態(tài)查詢?can復(fù)位置請(qǐng)求狀態(tài)標(biāo)志y讀入can中斷寄存器接受中斷？讀入can狀態(tài)寄存器計(jì)算接受數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與緩沖區(qū)剩余空間比較ynnn緩沖區(qū)是否溢出？讀入命令字節(jié)n置請(qǐng)求狀態(tài)標(biāo)志釋放接收器緩沖區(qū)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，開中斷中斷返回yyy取出命令字節(jié)n網(wǎng)控器狀態(tài)查詢？n緩沖區(qū)參數(shù)調(diào)整y 接收中斷子程序負(fù)責(zé)can總線數(shù)據(jù)的接收，網(wǎng)間控制器軟件中共有兩個(gè)接收中斷子程序，分別對(duì)應(yīng)兩路can總

7、線控制器。當(dāng)任一路can總線控制器從總線上接收到數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)向cpu提出中斷申請(qǐng)，cpu響應(yīng)中斷執(zhí)行中斷程序完成數(shù)據(jù)接收。 看門狗電路軟件流程 初始化喂狗程序程序體強(qiáng)制復(fù)位程序正常？ny 看門狗電路是一個(gè)定時(shí)器電路, 來(lái)監(jiān)控主程序的運(yùn)行，在主程序中加入喂狗指令, 可以實(shí)現(xiàn)程序發(fā)生死循環(huán)，或者說(shuō)程序跑飛或者說(shuō)死機(jī)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位的功能。小結(jié) 本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)其各要功能模塊進(jìn)行的，在實(shí)際的應(yīng)用及開發(fā)中可以在pca82c250與can總線的接口部分采用一定的安全和抗干擾措施：82c250的canh和canl引腳各自通過(guò)一個(gè)5 的電阻與can總線相連，電阻可起到一定的限流作用，保護(hù)82c250免受過(guò)流的沖擊。canh和canl與地之間并聯(lián)