CAN總線／RS232智能電平轉(zhuǎn)換器的設計

1 引言

CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是一種國際標準的，高性價的現(xiàn)場總線，在自動控制領域具有重要作用。CAN是一種多主方式的串行通訊總線，具有較高的實時性能，因此，廣泛應用于汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制、安全防護等領域。

由于PC機無CAN接口，因此，PC機與智能節(jié)點構成CAN總線系統(tǒng)可采用RS232／CAN、并口／CAN、USB／CAN、ISA卡／CAN以及PCI卡／CAN方式接入。而采用RS232／CAN接入時，需采用CAN／RS232接口標準轉(zhuǎn)換。針對這一問題，提出了CAN／RS232智能電平轉(zhuǎn)換器設計方案，以SJAl000作為獨立CAN控制器，完成CAN通信協(xié)議。并在SJAl000與驅(qū)動器之間連接高速光耦，從而實現(xiàn)總線各點間的電氣隔離。

2 硬件電路設計

CAN／RS232智能電平轉(zhuǎn)換器硬件電路主要由微處理器AT89C52、獨立CAN通訊控制器SJAl000、CAN總線驅(qū)動器82C250、高速光電耦合器6N136、TTL電平與RS232電平轉(zhuǎn)換器ICL232、LED數(shù)碼管顯示電路以及為SJAl000提供初始地址的撥碼電路組成，其結構框圖如圖1所示。



3 CAN控制器SJAlOOO

SJAl000是一款獨立CAN控制器，應用于移動目標和工業(yè)局域區(qū)域網(wǎng)控制領域。該器件是Philips公司CAN控制器PCA82C200的替代產(chǎn)品。SJAl000具有兩種工作模式，本設計采用PeliCAN工作模式。

3．1 SJAl000與AT89C52的接口設計

SJAl000與AT89C52的接口電路如圖2所示。AT89C52負責sJAl000的初始化，控制SJAl000來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通訊任務。SJAl000的ADO~AD7連接至AT89C52的P0端口，CS連接至AT89C52的P3．4(AT89C52的定時器T0不起作用)。當P3．4為0時，AT89C52選中SJAl000，并通過訪問外部RAM低地址區(qū)實現(xiàn)P0端口的讀／寫操作，從而對SJAl000相應寄存器執(zhí)行讀／寫操作。SJAl000的RD、WR、ALE引腳分別與AT89C52的對應引腳相連，SJAl000的INT引腳接AT89C52的INTO引腳。AT89C52還可通過中斷方式訪問SJAl000。為了增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采用雙晶體振蕩器，AT89C52采用11．059 2 MHz的晶體振蕩器，SJAl000選用16 MHz的晶體振蕩器。復位電路可選用DSl232，其輸出引腳ARES與SRES分別與AT89C5l的RESET引腳和SJAl000的RESET引腳相連。



3．2 SJAl000與驅(qū)動器的連接

SJAl000的TX0、RX0引腳不是直接與82C250的TXD、RXD引腳相連，而是通過高速光耦6N136與82C250相連，這樣可增強CAN總線節(jié)點的抗干擾能力，從而實現(xiàn)總線各節(jié)點間電氣隔離。高速光耦6N136用于保護SJAl000型CAN總線控制器，該光耦兩側(cè)采用5 V的DC—DC電源．可使器件的VCC與VCCl完全隔離，提高系統(tǒng)的抗干擾能力以及節(jié)點的穩(wěn)定性和安全性。圖3所示為SJAl000與CAN驅(qū)動器82C250的連接電路。