一種CAN總線(xiàn)—PROFIBUS-DP總線(xiàn)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現方法

為了增強CAN總線(xiàn)節點(diǎn)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(guò)高速光耦6N137后與82C250相連，這樣就很好的實(shí)現了總線(xiàn)上各CAN節點(diǎn)間的電氣隔離，其中光耦部分電路所采用的兩個(gè)電源VCC和VDD完全隔離。另外82C 250與 CAN總線(xiàn)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(guò)一個(gè)5Ω的電阻與CAN總線(xiàn)相連電阻可起到一定的限流作用，保護82C250免受過(guò)流的沖擊。CANH和CANL與地之間并聯(lián)了2個(gè)30P的小電容，可以起到濾除總線(xiàn)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(xiàn)接入端與地之間分別反接了一個(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， 82C250的Rs腳上接有一個(gè)斜率電阻。

3.2 PROFIBUS-DP總線(xiàn)接口電路

PROFIBUS-DP總線(xiàn)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(xiàn)驅動(dòng)電路。圖2為PROFIBUS-DP通信控制器到RS485總線(xiàn)驅動(dòng)器的硬件電路圖。

89C52（2）主要負責控制SPC3，實(shí)現PROFIBUS-DP總線(xiàn)數據的轉換與共享。

SPC3已集成了PROFIBUS-DP物理層的數據收發(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(hù)程序之間的接口，并且AT89C52（2）可對SPC3內部RAM訪(fǎng)問(wèn)。

盡管SPC3已經(jīng)集成了物理層的數據傳輸功能，但它不具備RS-485的驅動(dòng)接口，因此添加了RS-485的驅動(dòng)電路。

另外為了避免總線(xiàn)上的信號對電路的影響，在SPC3與RS485總線(xiàn)驅動(dòng)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(xiàn)數據的共享與傳遞是通過(guò)雙口RAM實(shí)現的，系統里選用了器件IDT7130。它是高速的1K雙口靜態(tài)RAM。該器件提供兩個(gè)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(xiě)訪(fǎng)問(wèn)內存的任何地址，自動(dòng)的電源管理特性由CE控制，允許芯片上的每一個(gè)端口電路進(jìn)入一個(gè)非常低的電源模式。IDT7130的片內總線(xiàn)仲裁電路具有BUSY和INT兩種總線(xiàn)仲裁方式?；谒捎玫膯纹瑱C型號，在系統里采用了中斷仲裁方案，這種方式的工作原理是一個(gè)內存地址（郵箱或者信息中心）被指派給每個(gè)端口。左端口的中斷標志被宣稱(chēng)當右端口寫(xiě)到內存地址3FEH時(shí)，左端口通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)3FE內存地址清除中斷。相似的，當左端口寫(xiě)內存地址3FFH時(shí)右端口標志被宣稱(chēng)，為了清除這個(gè)中斷標志，右端口必須訪(fǎng)問(wèn)內存地址3FFH，系統里3FE和3FF兩個(gè)單元的內容賦予新的內涵，即定義兩個(gè)碼0FFH和00H。其中0FFH代表發(fā)送命令要求對方傳送數據，而00H代表發(fā)送的是對方所要求的數據。系統里兩個(gè)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(gè)單元用來(lái)存儲CAN總線(xiàn)上傳來(lái)的數據或地址，并且相鄰的兩個(gè)單元用于存儲一個(gè)CAN子站的數據信息;0100H-01F9H這250個(gè)單元用來(lái)存儲PROFIBUS總線(xiàn)上傳來(lái)的數據或地址，相鄰的兩個(gè)單元用于存儲一個(gè)PROFIBUS子站的信息，另外03FCH單元用于存放CAN總線(xiàn)設備所要讀的PROFIBUS站點(diǎn)的ID號，03FDH單元用于存放PROFIBUS總線(xiàn)設備所要讀的CAN站點(diǎn)的ID號。

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

4 系統軟件設計

網(wǎng)關(guān)的軟件可 分為兩大部分，一部分用于負責CAN總線(xiàn)的數據通信，另一部分用于負責PROFIBUS總線(xiàn)的數據通信。

每側的程序根據功能又可以分為三個(gè)子模塊:協(xié)議芯片初始化程序，接受數據接受子程序，數據發(fā)送子程序。其中數據接受子程序考外部中斷觸發(fā)執行。下面以網(wǎng)關(guān)的CAN總線(xiàn)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(xiàn)側的初始化與發(fā)送程序流程如圖4: