利用CAN总线实现PC机的远程通信

【摘要】介绍了一种在工业测控系统中具有通用性的，基于cAN总线控制器SIAl000的，CAN总线与PC机通过RS-232互连的串口网络通信接口适配器的设计。本文详细说明了该适配器的硬件配置，电路结构和软件设计。并且利用该适配器可实现两个计算机之间的通信，充分体现can总线的灵活性和可扩展性，其实际应用结果表明：该适配器可靠性高，运行稳定，具有很强的实用推广价值。

【关键词】CAN总线；RS-232；SJAl000；适配器

引言

CAN是控制器局域网Controller Area Network的简称，最早由德国BOSCH公司提出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。其总线规范现已被IS0国际标准组织制订为国际标准，其应用已经遍及高速网络和低成本的多线路网络。

本文将对Rs 232转CAN适配器的硬件和软件设计及其应用做详细介绍。

1 总体应用设计

在实际应用中可以利用此适配器把处于远距离的两台或多台带有RS-232接口的系统连接起来，进行通讯或组成分布式系统。2硬件设计

计算机利用适配器进行通信的详细结构框图如图2所示。（两个适配器之间采用CAN方式连接）

RS-232电平转换采用美国MAXIM公司生产的内部具有双充电泵电压变换器的MAX232，把+5V变换成±10V，作为驱动器的电源，具有两路发送器及两路接收器。

单片机采用ATMEL公司的AT89S52，利用AT89S52单片机内含的可编程串行通用异步收发器通道（RXD、TXD管脚），加上RS-232驱动芯片（MAX232），就可以构成半双工RS-232串行通信接口，可以实现和MAX232的通信。

CAN控制器采用SJAl000，SJAlOOO是一种符合CAN2.0协议的独立总线控制器，可完成CAN，总线物理层和数据链路层的所有功能，而且，它增加了一种新的工作模式（PeliCAN），这种模式支持具有很多新特点的CAN2.0B协议。

CAN收发器选用pcA82C250。PCA82C250收发器是协议控制器和物理传输线路之间的接口。此器件对总线提供差动发送能力，对CAN控制器提供差动接收能力。

作为主动发送数据的计算机（1）通过串行接口发送数据，产生RS-232电平信号，由电平转换电路将该Rs 232电平信号转换成单片机能够接受的TTL/CMOS电平信号，并传到协议转换单元的单片机，单片机将收到的数据打包，转换后，通过CAN控制器、CAN收发器发送至CAN总线上，挂在CAN总线上的CAN收发器收到数据后，传到另一个转换适配器的单片机，从而把数据送到计算机（2）。

CAN总线数据的接收、发送通过CAN控制器和CAN收发器完成，Rs 232数据的接收、发送由单片机完成。同时，单片机还负责根据转换协议实现对数据的打包，转换和控制。

复位电路采用的芯片IMP708，具有两个复位输出RESET和RESET，分别接至AT89S52单片机和SJA1000 CAN通信控制器。当按下按键S时，为手动复位。

3 软件设计

本设计的程序由初始化程序、串行中断接收程序、串行发送子程序、CAN中断接收程序和CAN发送子程序5部分组成。

初始化程序包括单片机串行接口初始化和CAN控制器SJAl000初始化两部分。串行接口初始化主要是设定串行接口的通信方式、传输速率；对SJAl000的初始化主要通过单片机对其内部寄存器的工作方式进行设定。其SJAl000的初始化流程图如图4所示。

串口中断就是完成串行通信数据的接收，其流程图如图5所示。由于串行接口每次通信只能传送一个字节数据，因此要经过多次串行中断才能把上位机的数据帧完整地接收下来。接收完数据后要进行校验，如果接收地数据不能通过校验，则舍弃已经接收的数据。返回等待状态。

CAN中断接收程序是另一个转换适配器的接收程序，对接收的数据进行打包，然后通过串口向PC机发送数据。在进入中断程序后，要马上把向CAN发送数据的标志清0，避免接收和发送发生冲突。并且在要关闭所有中断，避免数据传输的时候发生错误。

4 结束语

按这种设计完成的计算机远程通信体现了CAN总线的优点，具有高抗电磁干扰性，高的位速率，实际应用效果很好。作为一种技术先进，可靠性高、功能完善、成本合理的远程通信控制方式，CAN总线网络能很好的替代现行的RS-232、RS-485网络，被广泛应用到各个自动化控制系统中，从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN总线。例如在自动控制、智能大厦、电力系统、安防监控等各领域，CAN总线都具有不可比拟的优越性。