CAN轉RS232接口卡的設計方案

命令幀共6個(gè)字節，傳輸方向為PC機到單片機。以0X00H作為幀起始，數據長(cháng)度為2，當數據1和數據2同為0X00時(shí)，表示啟動(dòng)接口卡，單片機接收到該信號后．會(huì )初始化SJA1000，并將結果反饋給PC機(成功或失敗)；當數據1和數據2同為0XFFH時(shí)，表示要求接口卡停止工作，單片機會(huì )讓 SJA1000進(jìn)入睡眠模式，以退出總線(xiàn)；當數據1為0X01H時(shí)，表示PC機要求只接收某個(gè)節點(diǎn)的數據，數據2則表示該接點(diǎn)的節點(diǎn)號，單片機會(huì )重新設置 SJA1000的驗收濾波器，屏蔽掉其他不需要的節點(diǎn)數據。

　　應答幀共6個(gè)字節，傳輸方向為單片機到PC機。以0X11H作為幀起始，數據長(cháng)度為2，當單片機接收到PC機的啟動(dòng)或停止命令，并設置成功后，發(fā)送兩字節數據同為0X00H給PC，若設置失敗，則發(fā)送兩字節數據同為0XFFH給PC；對于PC要求讀取特定節點(diǎn)的命令，單片機以0X10H作為應答起始，并以?xún)勺止澩瑸?X00H表示成功，兩字節同為0XFFH表示失敗。

　　數據幀為接口卡從總線(xiàn)上讀到的數據，因為總線(xiàn)上數據有標準幀、遠程幀等之分，而且每個(gè)幀中裝載的數據長(cháng)度未知，所以數據幀的長(cháng)度不定，其傳輸方向也為單片機到PC，起始字節為0X22H。SJA1000每次接收到有效數據后會(huì )讓單片機產(chǎn)生接收中斷，單片機則在中斷處理中將數據首先讀入到RAM中暫時(shí)存放，然后計算其數據長(cháng)度和校驗和，將數據封裝成幀，然后將幀通過(guò)串口送給PC處理和顯示。

　　各種類(lèi)型的幀以0X33H作為幀結束標識。校驗和字節用來(lái)保證數據的準確性，單片機在發(fā)送數據前將各個(gè)字節相加，并將結果填人校驗字節。PC端接收到數據后，重新計算校驗和，并與單片機發(fā)送的校驗和相比較，相同則正確接收，否則要求單片機重新發(fā)送。

　　2．2 協(xié)議的透明性分析

　　在同步傳輸數據的過(guò)程中，幀的起始字節和結束字節是非常重要的，它能夠保證數據幀的準確性。但因為這兩個(gè)字節的存在，同時(shí)也引出了另一個(gè)待解決的問(wèn)題，就是當數據場(chǎng)中出現了與起始字節相同的數據時(shí)，很有可能會(huì )導致PC端把它看成一個(gè)新的幀起始，從而導致數據的處理和顯示錯誤，這也就是數據傳輸的透明性問(wèn)題。針對串口的數據傳輸，有一種比較好的解決方案。該方法將數據轉換成為ASCII字符來(lái)進(jìn)行傳送，就是將每個(gè)字節的數據進(jìn)行拆分，將一個(gè)16進(jìn)制的字節拆分成兩個(gè)字節，如5AH，5BH，5CH，…，可以拆分為50H，0AH，50H，0BH，50H，OCH，…，PC機再接收到數據后，再將數據進(jìn)行兩兩相或組合。這樣，只需要32個(gè)字節就可以組合成為00H～0FFH中任一個(gè)數據。但這種辦法的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，應用它所發(fā)送的有效數據量是正常發(fā)送的兩倍，對于串口這種傳輸速度不高的通信介質(zhì)而言，在數據量較大的情況下，不是一種可取的方法。

　　在該接口卡中作者采取了另一種轉義字符的方法。首先定義一個(gè)轉義字符標識OXDBH。對于CAN總線(xiàn)而言，其每個(gè)幀的最大數據長(cháng)度為8，即使將CAN的幀信息和識別碼全部當作數據發(fā)送，其長(cháng)度最大也只有13 B。這樣可以肯定的是，正常情況下數據幀中數據長(cháng)度字節的高4位必然為0。因此在數據發(fā)送之前，首先檢查該數據中是否有與起始字節0X22H、結束字節 0X33H和轉義標識0XDBH相同的數據，如果沒(méi)有，則正常發(fā)送；如果有，則檢測出與這兩個(gè)字節相同數據的個(gè)數，并將該個(gè)數填充到數據長(cháng)度字節的高4位中；同時(shí)，將這些數據前添加轉義字符標識，并將該數據進(jìn)行轉義。如數據0X22H。0X33H，0XDBH…，則轉義成0XDBH。0XD2H。 0XDBH，0XD3H，0XDBH，0XDDH…。PC機在接收到數據幀后，首先檢查數據長(cháng)度字節，看其高4位是否為0，如果為0，說(shuō)明該數據組不存在轉義字符，可以直接處理；如果為N。則表明數據組中存在N個(gè)轉義字符，并且每個(gè)轉義字符都以0XDB開(kāi)始，需要首先將它們重新修改回原始數據。相比而言，這種辦法有很好的穩定性和接口利用率，其數據流量也不會(huì )很高。

　　2．3 CAN接口程序設計

　　CAN總線(xiàn)的接口程序主要就是進(jìn)行SJA1000的初始化過(guò)程和后面的接收中斷處理過(guò)程。CAN初始化主要是設置CAN的通信參數。需要初始化的CAN控制寄存器有：模式寄存器(MOD)、驗收代碼寄存器(ACR)、驗收屏蔽寄存器(AMR)、總線(xiàn)定時(shí)寄存器(RTR)、輸出控制寄存器(OC)、中斷寄存器(IR)和中斷使能寄存器(IER)等。這些寄存器都只能在SJA1000處于復位狀態(tài)下才可寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)。當SJA1000進(jìn)入工作模式后，就能夠自動(dòng)接收總線(xiàn)上的數據，并將其放入接收緩沖區，同時(shí)產(chǎn)生接受中斷，單片機進(jìn)入中斷后將數據從緩沖區中讀出，并釋放緩沖區。中斷返回后，再將數據封裝成幀發(fā)送給PC 機。

　　2．4 PC端程序設計

　　PC端程序使用VB 6．0進(jìn)行開(kāi)發(fā)。VB 6．O在圖形界面的制作上比較方便，使用Mscomm組件能夠輕松地制作串口的監視環(huán)境。只要在軟件設計時(shí)將上述協(xié)議添加進(jìn)行。圖5給出了使用VB 6．0開(kāi)發(fā)的軟件調試情況。

　　3 結 語(yǔ)

　　該CAN總線(xiàn)接口卡經(jīng)過(guò)實(shí)驗驗證，證明可以達到預期的要求，能夠良好地監視總線(xiàn)上的數據，而且結構簡(jiǎn)單，有較大的利用價(jià)值。當CAN總線(xiàn)系統數據流量較大時(shí)，可以考慮使用USB接口和PC機進(jìn)行通信，這樣就能夠更好地解決速度匹配和應用場(chǎng)合受限的問(wèn)題。