CAN總線到Ethernet網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)研究實(shí)現(xiàn)
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CAN 控制器協(xié)議模塊
CAN 控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊程序主要由SJA1000的寄存器讀、寫(xiě)程序，初始化程序和發(fā)送、接收程序5 個(gè)子程序組成。之所以要編寫(xiě)單獨(dú)的SJA1000寄存器讀、寫(xiě)子程序，這是由SX52 芯片只有I/O端口的特點(diǎn)所決定的。
(1) 讀SJA1000 寄存器子程序CANRead()其過(guò)程為:Re引腳設(shè)為輸出；CS片選清零；Rd引腳設(shè)為輸出；輸出地址；置位ALE；延時(shí)20 ns ；ALE位清零；Rd 引腳設(shè)為輸入；/Read 位清零；讀入數(shù)據(jù)；延時(shí)20ns ；/Read 位置位；CS片選置位；返回。
(2) 寫(xiě)SJA1000寄存器子程序CANWrite()其過(guò)程為:Re引腳設(shè)為輸出；CS片選清零；置位ALE；Rd 引腳設(shè)為輸出；輸出地址；ALE位清零；/wr位清零；輸出數(shù)據(jù)；延時(shí)20ns；CS片選置位； 返回。
(3) SJA1000初始化子程序CANInit()選用CAN2.0A協(xié)議構(gòu)建CAN總線控制網(wǎng)絡(luò)，對(duì)SJA1000的初始化主要完成控制寄存器CR、驗(yàn)收代碼寄存器ACR、驗(yàn)收屏蔽寄存器AMR、總線定時(shí)寄存器BTR0，1和輸出控制寄存器OCR的設(shè)置。
(4) 發(fā)送接收子程序txdsub()，rxdsub()發(fā)送子程序負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)報(bào)文的發(fā)送，由CAN控制器SJA1000獨(dú)立完成。主控制器SX52只需將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)A中已按CAN2.0A協(xié)議格式組合成的一幀報(bào)文送入SJA1000 發(fā)送緩沖區(qū)中，然后將命令寄存器里的發(fā)送請(qǐng)求標(biāo)志置位，即可發(fā)送報(bào)文。
接收子程序負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)報(bào)文的接收。SJA1000自動(dòng)接收發(fā)往該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并將收到的數(shù)據(jù)放到它的接收緩沖器中。SJA1000 的報(bào)文接收主要有兩種方式:中斷接收方式和查詢接收方式。該系統(tǒng)采用查詢接收方式。可以發(fā)送給主控制器SX52的接收信息由狀態(tài)寄存器的接收緩沖器狀態(tài)標(biāo)志RBS和接收中斷標(biāo)志RI 標(biāo)出。SX52將會(huì)把這一幀數(shù)據(jù)包存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)B中，然后釋放接收緩沖器，再通知總調(diào)度程序，由總調(diào)度程序調(diào)用以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)發(fā)。
以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊
以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要負(fù)責(zé)從UDP數(shù)據(jù)包中解析出完整CAN協(xié)議報(bào)文，存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)A。同時(shí)，將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)B中的完整CAN協(xié)議報(bào)文封裝成UDP數(shù)據(jù)報(bào)后發(fā)送到以太網(wǎng)上。采用UDP協(xié)議是考慮到CAN 協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)為短幀形式(每個(gè)數(shù)據(jù)幀最多為8個(gè)字節(jié))，因?yàn)門(mén)CP協(xié)議要進(jìn)行3次握手建立連接，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一種資源的浪費(fèi)。而UDP是無(wú)連接的傳輸，這樣可以提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，同時(shí)，也減輕網(wǎng)關(guān)的處理任務(wù)。當(dāng)然，UDP是不可靠的傳輸協(xié)議。為了提高通信的可靠性，在應(yīng)用層建立回傳校驗(yàn)機(jī)制，通過(guò)實(shí)驗(yàn)
測(cè)試表明這種方式是行之有效的。以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要由若干個(gè)ARP、UDP協(xié)議的API函數(shù)組成。
TCP/IP應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)
基于以太網(wǎng)的高層通信協(xié)議一般采用TCP/IP協(xié)議。這里采用流行的SOCKET套接字編程，傳輸層協(xié)議選擇UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)，通過(guò)VisualC++編寫(xiě)應(yīng)用層程序。WinSock提供了對(duì)UDP的支持，通過(guò)UDP協(xié)議可以向指定IP 地址的網(wǎng)關(guān)發(fā)送CAN 協(xié)議數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以從它接收CAN協(xié)議數(shù)據(jù)，發(fā)送和接收方處于相同的地位沒(méi)有主次之分。利用CAsyncSocket類(lèi)操縱無(wú)連接的數(shù)據(jù)發(fā)送較簡(jiǎn)單，首先生成一個(gè)本地套接口，然后利用int CAsyncSocket : : SendTo ( constvoid 3 1pBuf ， int nBufLen ， UINT nHostPort ， LPCTSTR1pszHostAddress = NULL ，int nFlags = 0) 發(fā)送數(shù)據(jù)，intCAsyncSocket : : ReceiveFrom ( void 3 1pBuf ， int nBufLen ，CString rSocketAddess ，UINT rSocketPort ， intnFlags = 0) 接收數(shù)據(jù)。利用UDP 協(xié)議發(fā)送和接收都可以是雙向的，即管理主機(jī)和SX52網(wǎng)關(guān)都可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在程序設(shè)計(jì)中，創(chuàng)建了一個(gè)CAsyncSocket 派生類(lèi)CCanSocket ，該派生類(lèi)CCanSocket 有若干成員函數(shù)，通過(guò)這些類(lèi)成員函數(shù)，可以很方便地實(shí)現(xiàn)CAN總線到Internet 的通信。
結(jié) 論
隨著Internet技術(shù)的日益成熟測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)將漸漸融合。CAN總線到Internet的互聯(lián)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)研究是一項(xiàng)具有重要意義的工作，它有非常廣闊的應(yīng)用前景。
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評(píng)論