CAN总线与USB的转接技术
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2020-08-13
15:43:10
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CAN总线与总线与USB的转接技术的转接技术
本文介绍的USB-CAN转接系统可以实现预期的目标。它能够实现数据的传输，从而为CAN总线和PC机的连接
提供了一个方便实用的USB接口。
USB(Universal Serial Bus)是一种通用串行总线。随着计算机技术的发展和广泛应用，人们对串行总线提出了更高的要求。因
此，开发一种兼容低速和高速的技术，从而为广大用户提供一种可共享、可扩充、使用方便的串行总线已成为众多厂商的共同
目标。
USB总线就是一种新型、快速、双向、同步传输、并可以热插拔的数据传输总线，它满足了人们对总线易用性、扩展能力强
和低成本的要求，因此，USB在PC外设领域的传输速率从1.5Mbps的低速和12 Mbps的全速提高到如今的480 Mbps的高速数
据传输。目前，USB总线已经逐渐成为计算机领域中应用最广泛的外设总线连接规范。
与此同时CAN(Controller Area Network)总线技术也日趋成熟，其传输距离远，传输速率高，抗干扰能力强，易于组网，而且
节约成本，已被公认为是最有前途的现场总线之一，并在国内外控制领域获得了普遍重视。目前，德国现代汽车公司和欧洲其
他几个主要汽车公司的车内控制系统全部采用CAN总线，国内的很多工业控制系统，(如车载控制系统、医疗控制系统和很多
智能小区中的智能控制系统)都采用了CAN总线技术。随着更加完善的CAN2.0B协议的提出，国外已有专家提出预言，CAN总
线的应用寿命至少还有二十年。
虽然上述两种总线的特点都比较突出，但二者在控制领域的应用仍有其自身局限性。USB的传输距离通常不超过几十米，经
常达不到工业应用的要求；而CAN适配器与主机在传统接口上的连接十分繁琐和复杂，不利于CAN的应用扩展。所以，本设
计考虑将传输距离较远的CAN总线技术与即插即用的USB接口技术相结合，即利用USB接口方便的实现CAN总线和主机的连
接，从而有力的扩展了CAN总线的监控和管理功能，扩大CAN总线的应用范围。
1 接口模块的总体设计
本文所介绍的USB-CAN转接技术总体框图如图1所示，该设计分两大部分：一是与主机USB接口相连的USB控制部分；二是
与CAN总线相连的CAN控制器部分。两者中间通过单片机联系起来。USB控制部分用USB接口控制芯片CH372来实现数据的
接收和发送；CAN控制器SJA1000用来实现CAN总线间的数据通信。单片机用来进行相应的控制、协调以及系统的通信。
2 AT89C52在系统中的功能
单片机AT89C52在系统中主要起到一个桥梁和协调控制的作用。主机通过CH372把数据发送到单片机，单片机再把数据通过
SJA1000发送到CAN总线，从而实现整个系统的通信。此外，单片机还需要对CH372和SJA1000进行初始化，并通过地址／
数据以复用的方式访问CH372和SJA1000。由于在访问其中一个芯片时，如果另一个芯片还保持有输出，那么单片机就不能
读到正确的数据，因此，单片机要通过片选控制信号分配有效地址。单片机主要通过主循环来监控系统的通信，其主循环流程
图见图2所示。
3 USB控制部分
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