作者：彭城大学 高玉芹 来源：《单片机与嵌入式系统应用》

摘要：介绍can总线分布式系统中适配卡和控制单元的硬件组成及软件的设计方法，给出硬件原理图；详细分析sja1000的初始化方法、验收滤波器的原理和使用方法、通信程序的设计，并给出can通信中断服务程序和初始化程序流程图。 关键词：can总线 适配卡 控制单元 sja1000 双口ram 1 can总线分布式系统的结构 系统结构如图1所示。本系统由上位监控计算机、can总线适配卡和控制单元三部分构成。其中上位监控计算机采用ibm-pc兼容机，主要负责对系统数据的接收与管理、控制命令的发送以及各控制单元动态参数和设备状态实时显示。控制单元以单片机为核心，主要负责对现场环境参数和设备状态进行检测，对采集来的数据进行处理，并对sja1000进行操作和控制。can总线适配卡，可使pc机方便地连接到can总线上。它内嵌微处理器、can总线控制器、can总线收发器和双口ram。双口ram作为pc机与can总线适配卡的数据共享区，通过设备将其映射成pc机的物理内存，实现can与pc机的高速数据交换。can总线适配卡上带有光电隔离，可增强系统在恶劣环境中的抗干扰能力。总线两端各有1个电阻r（约120ω）起总线阻抗匹配作用。

2 can适配卡的设计 2.1 硬件设计

can适配卡的硬件组成框图如图2所示，由isa接口、双口ram、cpu、can通信控制器sja1000、can总线接口82c250等组成。由于带有片上can控制器的单片机都含较多的i/o线、定时/计数器、a/d等功能，往往较复杂，因此微处理器使用价廉的at89c51单片机。为了进一步提高抗干扰措施，在2个can器件之间使用了由高速隔离器件6n137构成的隔离电路。光耦两侧应采用dc-dc隔离电源。硬件电路中使用82c250的目的是为了增大通信距离。要实现pc机和can控制器之间的数据传送，必须在pc机和适配卡上的mpu之间建立起双向的数据交换通道。通过isa总线实现单片机系统与主机之间的数据交换有多种实现方法。本适配卡采用集成双口ram实现数据交换。由于can信号传输采用短帧结构（8字节数据），双口ram的容量要求并不大，本卡选用2k×8位的带中断请求信号int和忙信号busy的idt7132。具体的连接电路如图3、图4所示。上位pc机对双口ram的寻址方式采用i/o寻址方式，使用的控制线为iow和ior。为避免产生读写错误，使用双口ram的关键是处理好争用现象。idt7132提供了中断判优和硬件判优两种方式。当两端口争用同一地址单元时，由片内硬件电路，根据两边的地址、片选、读写信号到达先后顺序，裁决哪个端口有使用权。如左端口优先使用，则自动将右端口的busyr信号拉为低电平，通知右侧暂停读写操作。在本适配卡中，由于8031没有ready信号，可以将此信号接至8031的p1.0上。当8031发出读写idt7132命令时，根据p1.0口的值就可判断对idt7132读写是否存在冲突。当p1.0的值为0时，存在冲突，必须重发读写idt7132的命令。由于isa总线既没有ready信号，也没有通用的i/o引脚，因此将busyl信号通过三态门接至isa数据线的最低位d0。用isa总线的一个空闲i/o端口打开三态门，通过d0读取busyl的状态。

sja1000为can总线微控制器，是philips公司的pca82c200的替代产品，可完成can总线的物理层和数据链路层的所有功能。sja1000内部ram由寄存器组和报文缓冲区组成。发送缓冲区和接收缓冲区共用同一段can地址16h～18h，共3个单元，能存储一条将在can总线