基于PIC單片機的RS-232轉CAN通信適配卡設計

1、    基于PIC單片機的RS-232轉CAN通信適配卡設計摘要：實現了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導放大器-電容(OTAC)連續(xù)時間型濾波器的結構、設計和具體實現，使用外部可編程電路對所設計濾波器帶寬進行控制，并利用ADS軟件進行電路設計和仿真驗證。仿真結果表明，該濾波器帶寬的可調范圍為126 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內波紋小于05 dB，采用18 V電源，TSMC 018m CMOS工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關鍵詞：ButteCAN總線-控制器局部網(CAN)國際標準(ISO11898)。

2、CAN總線與一般的通信總線相比，它的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。其特點可概括如下：CAN為多主方式工作。在報文標識符上，各節(jié)點分成不同的優(yōu)先級。采用非破壞總線仲裁技術。只需通過對報文的標識符濾波即可實現點對點、一點對多點方式傳送接收數據。直接通信距離最遠可達零10km(速率5kbps以下)；通信速率最高可達到1Mbps(此時通訊距離最長為40m)。CAN上的節(jié)點數主要取決于總線驅動電路，目前可達110個。報文采用短幀結構，傳輸時間短，受到干擾的概率低。每幀信息都有CRC校驗及其他檢錯措施，具有極好的檢錯效果。通信介質可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有

3、自動關閉輸出功能，使得其他節(jié)點的操作不受影響。它具有較高的性能價格比。CAN協(xié)議是建立在國際標準組織的開放系統(tǒng)互聯模式基礎上的，由于CAN的數據結構簡單，又是范圍較小的局域網，因此不需要其他中間層，應用層數據直接取自數據鏈路層或直接向鏈路層寫數據。結構層次少，有利于系統(tǒng)中實時控制信號的傳送。本實驗通信網絡通過CAN總線傳輸數據，設計的CAN-RS-232通信適配卡，可掛接在通信網絡的任一節(jié)點位置，對于通過RS-232總線連入CAN網絡的PC，可用WINDOWS自帶的超級終端或者我們用VC編寫的串口操作程序來接收和發(fā)送數據，可以實現點對點，及一點對多點的通信，實現CAN協(xié)議里的數據幀和遠程請求幀

4、的傳送所謂遠程請求幀就是接收端通過發(fā)送遠程幀啟動其資源節(jié)點傳送它們各自的數據，板卡還可實現10位精度的A/D轉換并將得到的數據通過CAN總線上傳給上位機CAN總線系統(tǒng)結構如圖1所示：       1系統(tǒng)硬件設計板卡電路主要由四部分組成：PIC16F877A單片機、獨立CAN通信控制器SJA1000T、CAN總線驅動器TJA1050和RS-232總線驅動器MAX232。主要實現基于CAN總線的數據傳輸，同時通過RS-232把Pc作為終端接人CAN總線以及采集模擬信號并通過CAN總線上傳給上位機。SJA1000T是集成的獨立CA

5、N控制器(與PHILIPS早期的CAN控制器PCA82C200完全兼容)，它負責完成CAN總線通信協(xié)議的物理層和數據鏈路層的功能。對于微處理器來說，它相當于一個存儲器I/O 映象設備。由于CAN控制器和微控制器內部都有自己的時鐘產生電路，為了讓兩者之間協(xié)調，外加了10M 晶振在微控制器上作為整個系統(tǒng)的時鐘，并將微控制器的時鐘輸出作為CAN控制器的時鐘輸入；SJA1000T的中斷輸出信號/INT接到單片機的INT中斷，但也可通過查詢方式實現單片機與CAN控制器的通信；為了使CAN控制器和微控制器能同時可靠的復位，外加了手動復位電路。PIC16F877A單片機是目前使用非常廣泛的中端單片機，在本系

6、統(tǒng)中，它主要是用于控制CAN控制器SJA1000T，對SJA1000T進行初始化和讀/寫操作以及將從CAN總線或從RS-232總線傳來的數據進行打包處 后再轉傳到RS-232總線或CAN總線上，即對兩個總線上的數據流按照協(xié)議進行處理和傳送。下位機的單片機主要是采集模擬信號并實現A/D轉換，并通過CAN總線上傳給上位機。1.1 CAN通信模塊SJA1000T的AD0AD7是地址、數據復合總線，與PIC16F877A的PORTD端口相連，即單片機通過SJA1000T的這個并口來傳遞數據和地址；需要注意的是51系列的單片機有專門的讀、寫和地址鎖存的引腳，而PIC16F877A并沒有，所以我們只能用其

7、他端口來模擬控制，在本系統(tǒng)中SJA1000T的ALE、CS、RD 、WR分別與單片機的RC0-RC3引腳相連，即用RC0-RC3來控制SJA1000T的地址鎖存、片選和讀/寫操作。TJA1050是CAN 協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，主要應用在波特率范圍從60kbps到1Mbps。TJA1050可以為總線提供差動的發(fā)送功能，為CAN控制器提供差動的接收功能，而且完全符合ISO11898標準。CAN控制器SJA1000T通過一條串行數據輸出線TxD 和一條串行數據輸人線RxD 連接到CAN總線驅動器TJA1050，而TJA1050則通過兩個有差動接收和發(fā)送能力的總線終端連接到CAN總線。總線終端為120歐的電阻，其作用為匹配總線阻抗，提高數據通信的抗干擾性及可靠性。CAN通信模塊的原理圖見圖2。       1.2 RS-232模塊RS-232標準是美國EIA電子工業(yè)聯合會制定的一種串行物理接口標準，廣泛用于汁算機與終端或外設之間的近端連接 完整的RS-232接口有25根線，一般在計算機串口采用簡化的9芯插頭座：工作時，應保證電平在±(5-15)V之問。因此為了能夠同計算機或控制器的TTL器件連接，必須在RS-232與TTL電路之問進行電平和邏輯關系的變換。