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·计算技术与 自动化 · 基于 AT 89S 52 和 S J A1 000 的 CAN一 232 智能通信模块软硬件设计及实现 王 国华 ， 伍忠东 f兰州交通大学电子与信息工程学院， 甘肃兰州 730070) 摘要 ：本文理论结合 实际 ，依据 R S232 串行通信标准 、 CA N2． 0 技术规 范，由浅入深的论述 了基 于 AT 89S52 和 ~ Al ooo 的 CAN一 232 智能通信模块的软硬件设计及 实现。 给出了整体设计思路 、 软件流程以及软件初始化程序。 并结合实际测试 中出现的问题 对设计中存在的优缺点以及应用前景做 了介 绍。 关键词 ： 通信模块 ； CAN - bus； ~ A IO00； A T 89S52 中图分 类 号 ： T P 302． 1 文 献 标 识码 ： A T he e A N - 232 I nt ellig en t C omm un ica t ion M odul e D e sig n a nd R e aliz at ion of S oftw a re a nd Har dw a re B as e d Oil A T 8 9 S 5 2 a n d S J A 1 0 0 0 W A N G G uo—hu a ． W U Z hon g— d ong (School of Electronic ＆ Information Engineering，Lanzhou J iaotong University，Gansu K ey w ords：Connection module ； CA N— bus ； SJ A 1000 ； A T 89S52 CAN(Controller Area Network)总线又称控制器局域网 ， 是属 于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制 的串行通讯网络。CAN 总线由于其卓越的性能广泛应用于工业 现场控制、 智能大厦小区安防、 交通工具、 医疗仪器环境监控等 众多领域数据通信。CAN一 232 智能通信模块包括 1个 RS232 通 道、 1个 CAN通道， 可以很方便地嵌入使用 RS232C 接 口通信的 节点中， 在不需改变原有硬件结构的前提下使设备获得 CAN 通 信接 口， 可以实现 CAN 总线数据与 RS232 总线数据之间互 连通 信。CAN一 232 智能通信模块 提供标 准的串行通信协议和 CAN2． 0A 通信协议， 包含有基本的控制命令。 通信参数的设置均 由简单的控制命令实现， 能使用户快速进入高效率的 CAN通信 应用 。 1 CAN 总 线的技 术特点 CAN 总线与其它通信网的不同之处有二：一是报文传送中 不包含目标地址， 它是以全网广播为基。 各接收站根据报文中 反映数据性质的标识符过滤报文， 该收的收下， 不该收的弃而不 用。其好处是可在线上网下网、 即插即用和多站接收； 二是特别 强化了对数据安全性的关注 ，满足控制系统及其它较高数据要 求的系统需求 。CAN 具有 以下主要技术特性 ： (1)CAN遵从 ISO／ OSI 模型， 采用了其中的物理层、 数据链 路层与应用层。采用双绞线 ， 通信速率最高可达到 1Mbps／ 40m， 直接传输距离最远可达 10km／ 5kbps。同一段总线内最多可挂接 110 个设备 。 (2)CAN 的信号传输采用短帧结构， 每一帧有效字节数为 8 个。 因而传输时间短， 受干扰的概率低。 当节点发生严重错误时， 具有 自动关闭的功能， 切断该节点与总线的联系， 使总线上其它 节点不受影响， 具有很强的抗干扰能力。 (3)CAN 支持多主工作方式， 网络上任一节点均可在任何时 候主动向其它节点发送信息， 支持点对点、 一点对多点和全局广 播方式接收／ 发送数据 ，而优先级低的节点则主动停止发送， 从 而避免 了总线 冲突。 2 CAN 总线接 口硬件 电路 的设计 硬件电路的设计主要是 CAN 通信控制器与微处理器之间 和CAN 总线收发器与物理总线之间的接口电路的设计。 CAN通 信控制器是 CAN 总线接口电路的核心 ，主要完成 CAN 的通信 Lanzhou 730070 ) 协议 ， 而 CAN 总线收发器的主要功能是增大通信距离 ， 提高系 统的瞬间抗干扰能力， 保护总线， 降低射频干扰(RFI)， 实现热防 护等。 2． 1CAN 节点核心器件及其选择 目前 广泛 流行的 CAN 总线器件有两大类 ：一 类是独立 的 CAN 控制器， 如PCA82C200、 SJ A1000及 Inte182526／ 82527等， 另 类是带有在片 CAN 的微控制器， 如 P8XC582 及 16 位微控制 器 87C196CA／ CB 等 。本 设 计 选 取 PHIH PS 公 司 的 SJ A 1000 CAN 控 制 器 以及 PCA 82C250 总线 收 发 器 ，主 要 是 考 虑 到 SJA 1 000 支持 CAN 2． 0A／ B规约。而 PCA82C250可以支持 110 个 CAN 节点，并且国内市场上 PHIH PS 的产品型号比较多， 购 买比较方便。 2． 2CAN 总线接 口电路 SJ A1000 是一 种独 立 CAN 控 制器 ，它是 PHIH PS 公 司的 PCA82C200 CAN 控制 器的替代 产品 SJA 1000 具 有 BasicCAN 和 PeliCAN 两种工作方式 ， PeliCAN 工作方式支持具有很多新特 性的 CAN 2． 0B 协议。SJA IO 00 在软件和引脚上都是与它的前 款 PCA82C200 独立 CAN 控制器兼容的SJ A 1000 引脚功能在 此基础上增加 了很多新 的功能．为 了实现软件兼容， SJ A 1000 采 用 了两 种工 作 方式 ， BasicCAN 方式 PCA82C200 兼 容 方式 PeliCAN 方式扩展特性方式工作方式通过时钟分频寄存器中的 CAN 方式位来选择上电复位默认工作方式是 BasicCAN。 SJA 1000 在电路中是一个总线接口芯片，通过它实现上位 机与现场微处理器之间的数据通信。该电路的主要功能是通过 CAN总线接收来自上位机的数据进行分析组态， 然后下传给下 位机的控制电路实现控制功能， 当CAN 总线接口接收到下位机 的上传数据， SJ AIO 00 就产生一个中断 ，引发微处理器产生中 断， 通过中断处理程序接收每一帧信息并通过 CAN 总线上传给 上位机进行分析。AT89S52 是 CAN 总线接口电路的核心， 其承 担 CAN控制器的初始化、 CAN 的收发控制等任务。CAN 总线接 口框图见 图 1。 在进行电路设计时应注意 以下几点 ， 否则达不到预期的 效果。 ( 1)总线两端必须接两个终端匹配电阻 RT， 忽略掉它们， 会 使数据通信的抗干扰性及可靠性大大降低。 一一