基于Infineon單片機的CAN網(wǎng)關(guān)研究

2 CAN總線(xiàn)通信硬件實(shí)現
通常，1個(gè)完整的CAN節點(diǎn)應該包括以下3個(gè)部分：微控制器(MCU)、CAN控制器、CAN收發(fā)器。在本系統中，由于XC2200單片機內部集成了CAN控制器，因此在外圍電路設計上只需考慮CAN收發(fā)器[3]。
本系統CAN收發(fā)器采用PCA82C250，PCA82C250與CAN總線(xiàn)的接口部分采用了安全和抗干擾措施。CANH和CANL與地之間并聯(lián)了2個(gè)30 pF的小電容,可以濾除總線(xiàn)的高頻干擾。另外,在2根CAN總線(xiàn)接入端與地之間分別反接1個(gè)保護二極管,當CAN總線(xiàn)有較高的負電壓時(shí),通過(guò)二極管的短路可起到一定的過(guò)壓保護作用。PCA82C250的Rs腳上接有1個(gè)斜率電阻,電阻大小可根據總線(xiàn)通信速度適當調整,一般在16～140 kΩ之間。
用光電隔離芯片6N137將CAN控制器和收發(fā)器PCA82C250隔離, 以便有效地增加通信距離和抗干擾能力。CAN 總線(xiàn)物理層接口電路如圖2所示，隔離器把單片機的TXD、RXD與PCA82C250的TXD、RXD分別連接，然后把PCA82C250的CANH和CANL腳分別接到CAN 總線(xiàn)的CANH和CANL上。

3 MultiCAN模塊及網(wǎng)關(guān)功能實(shí)現
3.1 MultiCAN模塊[4]
本方案采用XC2267單片機，該單片機MultiCAN模塊擁有5個(gè)CAN節點(diǎn)和128個(gè)信息對象。本方案只使用其中4個(gè)CAN節點(diǎn),每個(gè)節點(diǎn)都連接獨立的CAN收發(fā)器，構成CAN通道。在MultiCAN模塊中，每個(gè)CAN節點(diǎn)可以被獨立地配置,且每個(gè)節點(diǎn)所在的CAN總線(xiàn)波特率可以不同。
利用該模塊的Gateway模式可方便地實(shí)現CAN網(wǎng)關(guān)功能，完成不同CAN總線(xiàn)上的數據交換[5]。這個(gè)過(guò)程無(wú)需CPU參與，有效減輕了CPU負荷，而使硬件承接了更多的工作量，改進(jìn)了CAN網(wǎng)關(guān)設備的實(shí)時(shí)性能。
　 網(wǎng)關(guān)模式以信息對象為基礎，在該模式下，數據在2個(gè)信息對象之間傳遞，從而實(shí)現信息對象所隸屬的CAN節點(diǎn)之間的數據交換。利用信息對象之間的交換機制可以在任意2個(gè)CAN節點(diǎn)之間建立起網(wǎng)關(guān),通常需要指明信息對象的具體傳輸方向（接收或發(fā)送）。
該單片機MultiCAN模塊擁有多達128個(gè)信息對象,所有的CAN節點(diǎn)共享有這些信息對象，每個(gè)對象都可獨立地分配給MultiCAN模塊內任1個(gè)CAN節點(diǎn)。每個(gè)CAN節點(diǎn)都有1個(gè)相應的雙向信息對象列表，通過(guò)這個(gè)列表來(lái)管理該節點(diǎn)的信息對象，每個(gè)CAN節點(diǎn)只能把CAN信息儲存在位于自身列表中的信息對象中。
3.2 CAN網(wǎng)關(guān)軟件設計
3.2.1 PC端網(wǎng)關(guān)配置軟件
利用MFC編寫(xiě)PC端網(wǎng)關(guān)配置軟件。PC機通過(guò)異步串行通信接口連接到網(wǎng)關(guān)設備，對其進(jìn)行配置，配置即時(shí)生效。其配置界面如圖3所示。