基于双51单片机的CAN总线中继器设计

　  引 言

　　CAN总线以其开发维护成本低、总线利用率高、传输距离远(最远可达10 km)、传输速率高(最高可达1 Mbps)使用户能组建稳定、高效的现场总线网络。CAN总线已被广泛应用到各个自动化控制系统中，例如汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统、安防监控等领域。随着CAN总线网络区域的扩大，2个节点之间的直接数据传输将难以满足远距离通信要求。CAN中继器是延长CAN总线通信距离的中转站，其通信效率和通信可靠性直接影响CAN总线的通信能力。传统的基于单MCU的CAN中继器难以满足大量数据的中转要求，本文基于双MCU设计高性能的CAN总线中继器。

　　1 系统总体设计

　　CY7C136是2 KB高速CMOS静态RAM。同一片RAM上有2组数据线和2组地址线，对每个端口的控制是相互独立的，可分别在存储器的任意位置存取数据。

　　双口RAM作为2个MCU的共享资源，一个端口与MCUl相连，另一个端口与MCU2相连。从SJAlOOOCAN总线接口1接收来的数据送入双口RAM，这些数据被MCU2取走并送到SJAl000 CAN总线接口2上;从SJAl000 CAN总线接口2接收来的数据也送入双口RAM，并被MCUl取走送到SJAl000 CAN总线接口1上。由于MCU的地址总线和数据总线是复用的，因此采用锁存器进行地址锁存，硬件总体结构如图1所示。

图1

　　2 硬件电路实现

　　电路中使用的2片MCU为8051系列单片机AT89C52，成本低、开发周期短、易于实现、可靠性高。MCUl与MCU2之间通过P1口的P1.5、P1.6、P1.7进行联络与应答，保证系统存储空间访问的安全性。

　　2.1 MCU主控制电路

　　MCUl(AT89C52片1)连接的外围设备有双口RAM和CAN总线控制器。为了防止地址冲突，采用74LS138译码器进行地址译码。AT89C52的PO为地址/数据复用口，采用74HC573作为地址锁存器。由于MCUl和MCU2电路原理相同，本文只介绍MCUl控制电路。MCUl电路原理如图2所示。

图2

　　2.2 双口RAM接口电路

　　双口RAM电路接口如图3所示。双口RAM芯片CY7C136作为2个MCU数据的中转站，分别与2个MCU的相应引脚相连。其中CY7C136引脚I/O0L～1/O7L与第1片AT89C52(MCUl)的PO相连，引脚I/OOR～I/O7R与第2片AT89C52(MCU2)相连。YOAOUT为MCU1读写双口RAM的片选信号，Y1AOUT为MCU2读写双口RAM的片选信号，并将MCU的读写控制信号线与双口RAM的相应读写控制信号线相连。

图3

　　2.3 CAN总线控制器接口电路

　　CAN总线控制器采用sJAl000。74LSl38译码器的YO引脚输出作为SJAl000的片选信号。中断引脚连接MCUl的INTO，作为处理CAN接收中断的触发信号。电路原理如图4所示。

图4

　　3 软件设计实现