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1、第27卷第1期武汉理工大学学报·信息与管理工程版Vol.27No.12005年2月JOURNALOFWUT(INFORMATION&MANAGEMENTENGINEERING)Feb.2005文章编号:1007-144X(2005)01-0088-04基于自动位速率检测的CAN协议网关张成才,曾春年(武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430070)摘要:针对使用不同协议的CAN网络,采用功能强大的8位微控制器P87C591设计出一种具有2个独立CAN控制器的网关,从而实现了CAN1.2与CAN2.0网络的互连。给出了该网关在软硬件上的实现方法,并阐述了如
2、何实现网关的自动位速率检测功能。关键词:自动位速率检测;CAN;网关;P87C591中图法分类号:U469.72文献标识码:A和应用层上对双方不同的协议进行翻译和解释。1引言笔者在参与研制的混合动力电动汽车光纤CAN(ControllerAreaNetwork)总线是现今CAN网中,美国Solectria公司的电机控制器流行的一种较为先进的、性能出色的现场总线技DMOC445和DC-DC变换模块DC345均使用标术。1991年9月CAN协议技术规范由标准的1.2准帧的标识符,而整车控制系统的ECU采用了版本修订为新的2.0版本。在技术规范2.0B中给扩
3、展帧的标识符。为了确保DMOC445和DC345出了标准的和扩展的2种帧格式,其间区别在于标同各个ECU能正常进行CAN通信,笔者设计出识符场的长度具有11位标识符的帧称之为标准了具有2个独立CAN控制器的网关,从而达到帧;相应地,包括29位标识符的帧称之为扩展了2个不同版本的CAN协议网络通过该网关进[1]帧。但现存的CAN1.2版本只支持标准帧格式,行互连的目的。不能识别扩展帧格式,所以在实施过程中会响应错2网关的硬件实现误信息。为了保证采用不同版本的技术规范的CAN网络能够正常通信,必须采用CAN协议网2.1硬件结构框图关使网络互连。CAN协议网
4、关实质上就是一个连网关的硬件结构框图如图1所示。该网关的接异型网络的接口装置,它综合了桥接器和路由器核心是2个独立的CAN控制器。其中一个为的功能,能在OSI参考模型的物理层、数据链路层Philips公司的单片8位微控制器P87C591片内的图1网关的硬件结构框图收稿日期:2004-09-01.作者简介:张成才(1979-),男,河南南阳人,武汉理工大学自动化学院硕士研究生.基金项目:湖北省重大科技攻关项目(2003AA103B).第27卷第1期张成才等:基于自动位速率检测的CAN协议网关89CAN控制器,另一个为外扩的独立CAN控制器存器CANADR
5、、CANDAT、CANMOD、CANS-SJA1000。网关上CAN控制器和物理总线之间的TA和CANCON就可完成对它的所有访问。因接口有2种,即采用双绞线作为传输介质的CAN此对片内CAN控制器的操作非常简单。总线接口和采用塑料光纤作为传输介质的光纤另一个CAN控制器SJA1000和P87C591的CAN总线接口。为了调试方便,微控制器还外扩接口电路如图2所示,CPU通过中断方式完成对了程序存储器。SJA1000的访问。SJA1000的片选信号通过P2口2.2P87C591及2个CAN控制器的P2.7进行控制,这样CPU对SJA1000的访问P87
6、C591是Philips公司的一款内部具有相当于访问片外数据存贮器,即P2.7为0的CPUCAN控制器的8位微控制器,该芯片以先进的片外存贮器地址就可选中SJA1000。CPU再通过CMOS工艺制造,设计用于汽车和通用工业应这些地址对SJA1000执行相应的读写操作。用。P87C591采用强大的80C51指令集,并采用了改进的1:1内部时钟预分频器,在12MHz外部时钟速率时实现500ns指令周期,在8MHz时钟可实现1Mb/sCAN总线速率。P87C591片内的CAN控制器具有取自于SJA1000的增强型PeliCAN内核,所以它包含了SJA1000
7、所具有的相同功能,这一定程度上降低了软件设计的复杂性。片内CAN控制器不需附图2P87C591与SJA1000的接口电路原理图加任何外围电路,P87C59仅通过5个特殊功能寄图3传输介质为双绞线的接口电路原理图2.3网关的通信接口选用Agilent公司的光发送器HFBR-1528以及2.3.1传输介质为双绞线的接口电路光接收器HFBR-2528。接收器配以适当的外围阻如图3所示,82C250是CAN控制器和物理容元件便可实现光到电的转换,发送器则还要相总线间的接口,该器件可以提供对总线的差动发[1]送能力和对CAN控制器的差动接收能力。82C250和C
8、AN控制器之间采用高速光隔6N137以提高系统的抗干扰能力,同时实现了总线上各CAN节点间的电
