CAN總線(xiàn)與USB的轉接技術(shù)

USB(Universal Serial Bus)是一種通用串行總線(xiàn)。隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展和廣泛應用，人們對串行總線(xiàn)提出了更高的要求。因此，開(kāi)發(fā)一種兼容低速和高速的技術(shù)，從而為廣大用戶(hù)提供一種可共享、可擴充、使用方便的串行總線(xiàn)已成為眾多廠(chǎng)商的共同目標。
　　USB總線(xiàn)就是一種新型、快速、雙向、同步傳輸、并可以熱插拔的數據傳輸總線(xiàn)，它滿(mǎn)足了人們對總線(xiàn)易用性、擴展能力強和低成本的要求，因此，USB在PC外設領(lǐng)域的傳輸速率從1.5Mbps的低速和12 Mbps的全速提高到如今的480 Mbps的高速數據傳輸。目前，USB總線(xiàn)已經(jīng)逐漸成為計算機領(lǐng)域中應用最廣泛的外設總線(xiàn)連接規范。

　　與此同時(shí)CAN(Controller Area Network)總線(xiàn)技術(shù)也日趨成熟，其傳輸距離遠，傳輸速率高，抗干擾能力強，易于組網(wǎng)，而且節約成本，已被公認為是最有前途的現場(chǎng)總線(xiàn)之一，并在國內外控制領(lǐng)域獲得了普遍重視。目前，德國現代汽車(chē)公司和歐洲其他幾個(gè)主要汽車(chē)公司的車(chē)內控制系統全部采用CAN總線(xiàn)，國內的很多工業(yè)控制系統，(如車(chē)載控制系統、醫療控制系統和很多智能小區中的智能控制系統)都采用了CAN總線(xiàn)技術(shù)。隨著(zhù)更加完善的CAN2.0B協(xié)議的提出，國外已有專(zhuān)家提出預言，CAN總線(xiàn)的應用壽命至少還有二十年。

　　雖然上述兩種總線(xiàn)的特點(diǎn)都比較突出，但二者在控制領(lǐng)域的應用仍有其自身局限性。USB的傳輸距離通常不超過(guò)幾十米，經(jīng)常達不到工業(yè)應用的要求；而CAN適配器與主機在傳統接口上的連接十分繁瑣和復雜，不利于CAN的應用擴展。所以，本設計考慮將傳輸距離較遠的CAN總線(xiàn)技術(shù)與即插即用的USB接口技術(shù)相結合，即利用USB接口方便的實(shí)現CAN總線(xiàn)和主機的連接，從而有力的擴展了CAN總線(xiàn)的監控和管理功能，擴大CAN總線(xiàn)的應用范圍。

　　1 接口模塊的總體設計

　　本文所介紹的USB-CAN轉接技術(shù)總體框圖如圖1所示，該設計分兩大部分：一是與主機USB接口相連的USB控制部分；二是與CAN總線(xiàn)相連的CAN控制器部分。兩者中間通過(guò)單片機聯(lián)系起來(lái)。USB控制部分用USB接口控制芯片CH372來(lái)實(shí)現數據的接收和發(fā)送；CAN控制器SJA1000用來(lái)實(shí)現CAN總線(xiàn)間的數據通信。單片機用來(lái)進(jìn)行相應的控制、協(xié)調以及系統的通信。

　　2 AT89C52在系統中的功能

　　單片機AT89C52在系統中主要起到一個(gè)橋梁和協(xié)調控制的作用。主機通過(guò)CH372把數據發(fā)送到單片機，單片機再把數據通過(guò)SJA1000發(fā)送到CAN總線(xiàn)，從而實(shí)現整個(gè)系統的通信。此外，單片機還需要對CH372和SJA1000進(jìn)行初始化，并通過(guò)地址／數據以復用的方式訪(fǎng)問(wèn)CH372和SJA1000。由于在訪(fǎng)問(wèn)其中一個(gè)芯片時(shí)，如果另一個(gè)芯片還保持有輸出，那么單片機就不能讀到正確的數據，因此，單片機要通過(guò)片選控制信號分配有效地址。單片機主要通過(guò)主循環(huán)來(lái)監控系統的通信，其主循環(huán)流程圖見(jiàn)圖2所示。