基于ATmega16的CAN總線轉(zhuǎn)RS232設(shè)計
一、簡述CAN總線與RS232協(xié)議
CAN作為一種多主方式的串行通訊總線,其基本設(shè)計規(guī)范要求高位速率和較高的抗電磁干擾性能,而且要能夠檢測出通訊總線上產(chǎn)生的任何錯誤。當(dāng)信號傳輸距離達(dá)10km時,CAN仍可提供高達(dá)5kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。表1為CAN總線上任意兩個節(jié)點之間最大傳輸距離
與其位速率之間的對應(yīng)關(guān)系。
由此可見,無論從實時性、適應(yīng)性、靈活性,還是可靠性上來看,CAN總線都是一種比較優(yōu)秀的串行總線。當(dāng)兩臺串口設(shè)備的相距較遠(yuǎn),不能直接用RS-232把它們連接起來時,就可以把RS-232轉(zhuǎn)換為CAN,通過CAN總線來實現(xiàn)串口設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互連。
表1 CAN總線系統(tǒng)任意兩節(jié)鼎足之勢之間的最大距離
RS-232和CAN在電平和幀格式上都是很大的不同。具體表現(xiàn)如下:RS-232標(biāo)準(zhǔn)電平±(3V~15V)之間。而CAN信號則使用差分電壓傳送,兩條信號線稱為“CAN_H”和“CAM_L”,靜態(tài)時均為2.5V左右;RS-232串口的幀格式為:一位起始位,八位數(shù)據(jù)位,一位可編程的第九位,一位停止位。而CAN的數(shù)據(jù)幀格式為:幀信息+ID+數(shù)據(jù)。
二、CAN總線轉(zhuǎn)RS232總體設(shè)計
CAN總線轉(zhuǎn)2 3 2 的接口硬件電路, 主要選用MAX232、ATMega16、SJAl000和MCP2551設(shè)計實現(xiàn)。
其原理框圖如圖1所示。
三、轉(zhuǎn)換器硬件設(shè)計
3.1 主控制器設(shè)計
主控制器選擇ATMEL公司的ATMega16作為主處理器,該芯片是一個低電壓,高性能單片機(jī),片內(nèi)含可反復(fù)擦寫的EEPROM和隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)。
ATMega16有44個引腳,32個外部雙向I/0端口,同時內(nèi)含3個外中斷口,2個8位和1個16位可編程定時計數(shù)器,1個全雙工串行通信口,ATMega16可按常規(guī)方法進(jìn)行編程,也可在線編程。ATMega16的4腳接復(fù)位電路,低電平有效;9,10腳接MAX232的數(shù)據(jù)接收/發(fā)送端;PD口腳接SJAl000的控制端端;7,8腳接晶振電路;PB口接SJAl000的復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線。
3.2 MAx232電路設(shè)計
選擇MAX232芯片作為RS232與CAN總線的電平轉(zhuǎn)換器。MAX232是一種電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動器,提供TTL與RS232電平的轉(zhuǎn)換。其13、14腳接到232接口的2、3針;11、12腳接到單片機(jī)的接收、發(fā)送端。
評論