基于雙51單片機的CAN總線中繼器設計

3 軟件設計實現(xiàn)
3．1 存儲空間分配思想
為使雙口RAM實現(xiàn)最高效率的應用，將2 KB的存儲空間設計成2個1 KB大小的環(huán)形隊列形式，每一個環(huán)形隊列的結構如圖5所示(圖中陰影部分為存有數(shù)據(jù)的區(qū)域，非陰影區(qū)域為空閑區(qū)域)。

3．2 程序控制流程
中繼器只是中轉來自總線上的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)是隨機的，因此接收采用中斷的方式。某一時刻只要SJAl000成功接收一幀數(shù)據(jù)，就會向負責本端口的MCU申請中斷，進行數(shù)據(jù)接收，并將數(shù)據(jù)送入環(huán)形隊列queue。
當環(huán)形隊列中有待發(fā)送的數(shù)據(jù)時，程序的處理流程如圖6所示(其中，tail和bead分別為環(huán)形隊列的尾指針和頭指針)。MCU首先獲取對方環(huán)形隊列中的信息，主要是查看環(huán)形隊列信息是否為空，如果為空則不對其操作。如果不為空，則隊列中有待發(fā)送的信息，于是啟動一次信息發(fā)送。如果發(fā)送成功，則通過聯(lián)絡信號通知對方修改環(huán)形隊列指針。

4 測 試
對基于雙口RAM的雙MCU中繼器進行壓力測試(高數(shù)據(jù)負載率下測試)。短距離內(nèi)向2個CAN口加載10 000幀數(shù)據(jù)，測試中繼器成功中轉情況，其結果如表1所列(表身數(shù)據(jù)為成功中轉幀數(shù))。根據(jù)CAN總線規(guī)定，其平均負載率不超過65％，傳統(tǒng)的單MCU CAN中繼器平均負載率很難達到60％。從表1可以看出，引入雙MCU后CAN中繼器的性能大大提高，能在負載率超過60％的情況下穩(wěn)定工作。環(huán)形隊列queue溢出的情況可以通過增加雙口RAM的大小來解決。

結 語
采用雙MCU配合雙口RAM設計CAN總線中繼器，解決了單MCU無法快速處理CAN總線負載過重的問題，使其性能和效率得到了很大提高，為CAN中繼器在工程領域的優(yōu)化設計提供了良好的技術平臺和解決方案。