基于雙AT89C52單片機的CAN總線(xiàn)中繼器設計

引 言
CAN總線(xiàn)以其開(kāi)發(fā)維護成本低、總線(xiàn)利用率高、傳輸距離遠(最遠可達10 km)、傳輸速率高(最高可達1 Mbps)使用戶(hù)能組建穩定、高效的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。CAN總線(xiàn)已被廣泛應用到各個(gè)自動(dòng)化控制系統中，例如汽車(chē)電子、自動(dòng)控制、智能大廈、電力系統、安防監控等領(lǐng)域。隨著(zhù)CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )區域的擴大，2個(gè)節點(diǎn)之間的直接數據傳輸將難以滿(mǎn)足遠距離通信要求。CAN中繼器是延長(cháng)CAN總線(xiàn)通信距離的中轉站，其通信效率和通信可靠性直接影響CAN總線(xiàn)的通信能力。傳統的基于單MCU的CAN中繼器難以滿(mǎn)足大量數據的中轉要求，本文基于雙MCU設計高性能的CAN總線(xiàn)中繼器。

1 系統總體設計
CY7C136是2 KB高速CMOS靜態(tài)RAM。同一片RAM上有2組數據線(xiàn)和2組地址線(xiàn)，對每個(gè)端口的控制是相互獨立的，可分別在存儲器的任意位置存取數據。
雙口RAM作為2個(gè)MCU的共享資源，一個(gè)端口與MCUl相連，另一個(gè)端口與MCU2相連。從SJAlOOOCAN總線(xiàn)接口1接收來(lái)的數據送入雙口RAM，這些數據被MCU2取走并送到SJAl000 CAN總線(xiàn)接口2上；從SJAl000 CAN總線(xiàn)接口2接收來(lái)的數據也送入雙口RAM，并被MCUl取走送到SJAl000 CAN總線(xiàn)接口1上。由于MCU的地址總線(xiàn)和數據總線(xiàn)是復用的，因此采用鎖存器進(jìn)行地址鎖存，硬件總體結構如圖1所示。

2 硬件電路實(shí)現
電路中使用的2片MCU為8051系列單片機AT89C52，成本低、開(kāi)發(fā)周期短、易于實(shí)現、可靠性高。MCUl與MCU2之間通過(guò)P1口的P1．5、P1．6、P1．7進(jìn)行聯(lián)絡(luò )與應答，保證系統存儲空間訪(fǎng)問(wèn)的安全性。
2．1 MCU主控制電路
MCUl(AT89C52片1)連接的外圍設備有雙口RAM和CAN總線(xiàn)控制器。為了防止地址沖突，采用74LS138譯碼器進(jìn)行地址譯碼。AT89C52的PO為地址／數據復用口，采用74HC573作為地址鎖存器。由于MCUl和MCU2電路原理相同，本文只介紹MCUl控制電路。MCUl電路原理如圖2所示。

2．2 雙口RAM接口電路
雙口RAM電路接口如圖3所示。雙口RAM芯片CY7C136作為2個(gè)MCU數據的中轉站，分別與2個(gè)MCU的相應引腳相連。其中CY7C136引腳I／O0L～1／O7L與第1片AT89C52(MCUl)的PO相連，引腳I／OOR～I／O7R與第2片AT89C52(MCU2)相連。YOAOUT為MCU1讀寫(xiě)雙口RAM的片選信號，Y1AOUT為MCU2讀寫(xiě)雙口RAM的片選信號，并將MCU的讀寫(xiě)控制信號線(xiàn)與雙口RAM的相應讀寫(xiě)控制信號線(xiàn)相連。

2．3 CAN總線(xiàn)控制器接口電路
CAN總線(xiàn)控制器采用sJAl000。74LSl38譯碼器的YO引腳輸出作為SJAl000的片選信號。中斷引腳連接MCUl的INTO，作為處理CAN接收中斷的觸發(fā)信號。電路原理如圖4所示。