一種CAN總線—PROFIBUS-DP總線網關的實現(xiàn)方法

為了增強CAN總線節(jié)點的抗干擾能力，SJA1000的TX0和RX0并不是直接與82C250的TXD和RXD相連，而是通過高速光耦6N137后與82C250相連，這樣就很好的實現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點間的電氣隔離，其中光耦部分電路所采用的兩個電源VCC和VDD完全隔離。另外82C 250與 CAN總線的接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施。82C250的CANH和CANL引腳各自通過一個5Ω的電阻與CAN總線相連電阻可起到一定的限流作用，保護82C250免受過流的沖擊。CANH和CANL與地之間并聯(lián)了2個30P的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力，另外在兩根CAN總線接入端與地之間分別反接了一個保護二極管，當CAN總線有較高的負電壓時通過二極管的短路可起到一定的過壓保護作用， 82C250的Rs腳上接有一個斜率電阻。

3.2 PROFIBUS-DP總線接口電路

PROFIBUS-DP總線接口的硬件電路也由四部分所構成，微控制器89C52（2），PROFIBUS-DP通信控制器協(xié)議芯片SPC3，光耦 HCPL7101和6N137，RS485總線驅動電路。圖2為PROFIBUS-DP通信控制器到RS485總線驅動器的硬件電路圖。

89C52（2）主要負責控制SPC3，實現(xiàn)PROFIBUS-DP總線數(shù)據(jù)的轉換與共享。

SPC3已集成了PROFIBUS-DP物理層的數(shù)據(jù)收發(fā)功能，可獨立處理PROFIBUS DP協(xié)議，另外SPC3內部還集成有1.5k的雙口RAM，作為SPC3與用戶程序之間的接口，并且AT89C52（2）可對SPC3內部RAM訪問。

盡管SPC3已經集成了物理層的數(shù)據(jù)傳輸功能，但它不具備RS-485的驅動接口，因此添加了RS-485的驅動電路。

另外為了避免總線上的信號對電路的影響，在SPC3與RS485總線驅動電路之間采用光電隔離。TxD、RxD信號的隔離器件選用Hewlett Packard公司的12M高速光耦HCPL710，RTS信號的隔離器件選用了6N137。

兩種總線數(shù)據(jù)的共享與傳遞是通過雙口RAM實現(xiàn)的，系統(tǒng)里選用了器件IDT7130。它是高速的1K雙口靜態(tài)RAM。該器件提供兩個獨立的端口，分別有獨立的控制、地址和I/O引腳，并允許獨立的異步讀寫訪問內存的任何地址，自動的電源管理特性由CE控制，允許芯片上的每一個端口電路進入一個非常低的電源模式。IDT7130的片內總線仲裁電路具有BUSY和INT兩種總線仲裁方式?；谒捎玫膯纹瑱C型號，在系統(tǒng)里采用了中斷仲裁方案，這種方式的工作原理是一個內存地址（郵箱或者信息中心）被指派給每個端口。左端口的中斷標志被宣稱當右端口寫到內存地址3FEH時，左端口通過訪問3FE內存地址清除中斷。相似的，當左端口寫內存地址3FFH時右端口標志被宣稱，為了清除這個中斷標志，右端口必須訪問內存地址3FFH，系統(tǒng)里3FE和3FF兩個單元的內容賦予新的內涵，即定義兩個碼0FFH和00H。其中0FFH代表發(fā)送命令要求對方傳送數(shù)據(jù)，而00H代表發(fā)送的是對方所要求的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)里兩個CPU與雙口RAM的連接如圖3。雙口RAM的剩余的存儲單元被分為四大部分，其中0000H-00FFH這256個單元用來存儲CAN總線上傳來的數(shù)據(jù)或地址，并且相鄰的兩個單元用于存儲一個CAN子站的數(shù)據(jù)信息;0100H-01F9H這250個單元用來存儲PROFIBUS總線上傳來的數(shù)據(jù)或地址，相鄰的兩個單元用于存儲一個PROFIBUS子站的信息，另外03FCH單元用于存放CAN總線設備所要讀的PROFIBUS站點的ID號，03FDH單元用于存放PROFIBUS總線設備所要讀的CAN站點的ID號。

由圖可知雙口RAM在負責CAN總線通信的微處理器的映射地址為0x7C00H-0x7FFFH，在負責PROFIBUS總線通信的微處理器的映射地址為0x2C00H-0x2FFFH。

4 系統(tǒng)軟件設計

網關的軟件可 分為兩大部分，一部分用于負責CAN總線的數(shù)據(jù)通信，另一部分用于負責PROFIBUS總線的數(shù)據(jù)通信。

每側的程序根據(jù)功能又可以分為三個子模塊:協(xié)議芯片初始化程序，接受數(shù)據(jù)接受子程序，數(shù)據(jù)發(fā)送子程序。其中數(shù)據(jù)接受子程序考外部中斷觸發(fā)執(zhí)行。下面以網關的CAN總線接口側程序為例，列出程序流程圖，PROFIBUS側的接口程序與之相似，就不再贅述。

CAN總線側的初始化與發(fā)送程序流程如圖4: