CAN中繼器設計及其應用

摘要：闡述了ＣＡＮ中繼器的重要作用，詳細分析了ＣＡＮ中繼器的軟、硬件設計方法，并對其在食堂售飯系統(tǒng)中的應用作了分析說明。

    關鍵詞：ＣＡＮ總線 ＣＡＮ控制器 ＣＡＮ中繼器

ＣＡＮ總線是Ｂｏｓｃｈ公司為現代汽車應用而推出的一種總線，與一般的通信總線相比，ＣＡＮ總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。ＣＡＮ 總線現已廣泛應用于工業(yè)現場控制、小區(qū)安防、環(huán)境監(jiān)控等眾多領域中。ＣＡＮ總線為多主方式工作，網絡上任一節(jié)點均可在任意時刻主動地向網絡上其它節(jié)點發(fā)送信息而不分主從，通信方式靈活，且無需站地址等節(jié)點信息。

ＣＡＮ中繼器是ＣＡＮ總線系統(tǒng)組網的關鍵設備之一，在稍大型的ＣＡＮ總線系統(tǒng)中經常會用到中繼器。本文所討論的中繼器除了具有中繼功能以外，還具有一定的網橋功能。因為只要對中繼器的初始化參數進行適當配置，就能使中繼器既具有報文轉發(fā)功能，又具有報文過濾功能，這里只是借用了中繼器的名稱而已。

使用中繼器的優(yōu)點主要表現在以下幾方面：

（１）過濾通信量。中繼器接收一個子網的報文，只有當報文是發(fā)送給中繼器所連的另一個子網時，中繼器才轉發(fā)，否則不轉發(fā)。

（２）擴大了通信距離，但代價是增加了一些存儲轉發(fā)延時。

（３）增加了節(jié)點的最大數目。

（４）各個網段可使用不同的通信速率。

（５）提高了可靠性。當網絡出現故障時，一般只影響個別網段。

（６）性能得到改善。

當然，使用中繼器也有一定的缺點，例如：

（１）由于中繼器對接收的幀要先存儲后轉發(fā)，增加了延時。

（２）ＣＡＮ總線的ＭＡＣ子層并沒有流量控制功能。當網絡上的負荷很重時，可能因中繼器中緩沖區(qū)的存儲空間不夠而發(fā)生溢出，以致產生幀丟失的現象。

（３）中繼器若出現故障，對相鄰兩個子網的工作都將產生影響。

１ ＣＡＮ中繼器硬件電路設計

圖１所示為ＣＡＮ中繼器硬件結構框圖。ＣＡＮ中繼器主要由８９Ｃ５２和兩路ＣＡＮ控制器接口組成。８９Ｃ５２作為ＣＡＮ中繼器的微控制器，負責整個中繼器的監(jiān)控任務。兩路ＣＡＮ控制器接口電路基本相同，都是由ＣＡＮ通信控制器ＳＪＡ１０００、光電耦合電路和ＣＡＮ總線驅動器８２Ｃ２５０組成。ＣＡＮ總線驅動器都采用帶隔離的ＤＣ／ＤＣ模塊單獨供電。這樣，不僅實現了兩路ＣＡＮ接口之間的電氣隔離，也實現了中繼器與ＣＡＮ總線的隔離。雖然這在一定程度上增加了中繼器硬件的復雜

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