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現場控制、小區安防、環境監控等眾多領域中。ＣＡＮ總線為多主方式工作，網絡上任一節點均可在任意時刻主動地向網絡上其它節點發送信息而不分主從，通信方式靈活，且無需站地址等節點信息。

ＣＡＮ中繼器是ＣＡＮ總線系統組網的關鍵設備之一，在稍大型的ＣＡＮ總線系統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，只有當報文是發送給中繼器所連的另一個子網時，中繼器才轉發，否則不轉發。

（２）擴大了通信距離，但代價是增加了一些存儲轉發延時。

（３）增加了節點的最大數目。

（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，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的存儲空間不夠而發生溢出，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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