基于Cortex—M3的Ethernet—CAN总线转换器.pdf

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1、2013正仪表技术与传感器2013第10期InstrumentTechniqueandSensorNo．10基于Cortex—M3的Ethernet—CAN总线转换器朱文杰，王广龙，高凤岐，乔中涛(军械工程学院纳米技术与微系统实验室，河北石家庄050003)摘要：设计了一种Etheruet—CAN总线转换器。该转换器采用Cortex—M3微处理器作为主处理器，可实现2种网络之间的数据交换，进而实现CAN总线接入因特网的目的。设计了硬件电路，移植了uIP小型TCP／IP协议栈，介绍了软件控制流程，在Vc++环境下开发了相应的通信

2、测试软件。测试结果表明：该转换器能有效地收发数据，同时具有连接简单、系统可靠及易于实现等优点。关键词：Codex—M3；以太网；CAN总线；ulP中图分类号：TH89文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)10—0016—04DesignofEthernet-CANBUSConverterBasedonCortex．．M3ZHUWen-jie，WANGGnang—long，GAOFeng—qi，QIAOZhong—tao(LabofNanotechnologyandMicroSystem，CollegeofMec

3、hanicalEngineering，Shijiazhuang050003，China)Abstract：AconverterbetweenEthernetandCANbuswasdesignedandrealized．TheconverterusedtheCortex—M3micro—processorasthemainprocessoranditrealizeddataexchangebetweenthetwonetworksaswellasinterconnectionbetweenCANbusandIntemet．It

4、designedthehardware，transplantedtheulP，aminimalTCP／IPprotocolstack，andintroducedthesoftwareflowchart．ItalsodesignedtestsoftwarewithVC++．Thetestresultsshowthattheconvertercaneffectivelytransmitandreceivedata，andit’Ssimpletoconnect，morereliableandeasiertorealize．Keywo

5、rds：Cortex—M3；Etheruet；CANbus；ulP0引言该协议转换器只涉及到了TCP／IP协议的物理层和数据链路CAN(ControllerAreaNetwork)是被广泛使用的一种现场总层；CAN规范2．0只定义了数据链路层(DLC)中的介质访问控线通讯协议，并成为ISO国际标准化协议⋯，具有可靠性高、成制层(MAC)和一部分逻辑链路层(LLC)及部分物理层。该协本低、实时性好、易于进行分布式组网控制等优点，被广泛地应议转换器对TCP／IP协议的数据链路层数据和CAN总线协议用于汽车电子、工业自动化、船舶、医

6、疗设备、工业设备等方数据进行相互转换。Ethernet—CAN总线网络互联模型如图1面。Ethernet是当前广泛应用的网络信息传输媒体。将分布所示。式CAN网络与因特网相结合，既能满足现代控制网络的实时性又能够满足控制系统的分布性，为实现这一目标需要各种Ethemet—CAN总线转换器来完成不同网络之间的协议转换。文中采用Cortex—M3控制器为核心，移植小型嵌入式TCP／代隹圉审媚L———一IP协议栈uIP编写协议转换程序，设计了一种Ethernet—CAN协．—议转换器。该转换器可以降低CAN总线的应用复杂性，为不带图

7、1Ethernet—CAN总线互联模型CAN控制器的设备，如Pc机等提供CAN通信接口，进而实现在设计的Ethemet—CAN总线转换器由微控制器、CAN总线管理、监控层采用Etheruet，而在数据采集与监控现场则采用接口、Etheruet网络接口等组成，转换器系统框图如图2所示。CAN，将设备的联网问题与因特网接入总线问题合二为一。CAN总线与一般采用单片机或其他ARM芯片的转换器相比，文中CAN设计的转换器硬件连接简单，外接元件很少，体积小，便于嵌入CPU控(LPCl766)制其他设备；使用的控制器芯片性价比较高，且便于

8、扩展升级；移器植的uIP协议栈以很小的系统开销方便地实现了复杂的TCP通信功能，实现了低功耗与高传输速率的统一，系统稳定可靠，图2转换器系统框图通用性好。2转换器硬件设计1转换器总体设计控制器采用ARMCortex—M3系列LPC1766芯片，ARMTCP／IP协议定义了物理