基于SJA1000的CAN总线接口电路的设计与实现
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2020-08-07
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基于基于SJA1000的的CAN总线接口电路的设计与实现总线接口电路的设计与实现
本文介绍了基于SJA1000的CAN总线接口电路的软硬件设计方法，给出了CAN总线接 口电路、SJA1000初始化
程序、接收及发送数据程序的框图。
0引言
控制器局部网（CAN———ControIIerAreaNetwork）属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行
通讯网络，其总线规范已被ISO国际标准化组织制定为国际标准，并被公认为是最有前途的现场总线之一。CAN总线的应用范
围遍及从高速网络到低成本的多线路网络，广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信。
现场总线领域中，CAN总线得到了计算机芯片商的广泛支持，他们纷纷推出直接带有CAN接口的微处理器（MCU）芯片。带
有CAN的MCU芯片总量已经达到1亿3千万片（不一定全部用于CAN总线）；因此在接口芯片技术方面，CAN已经遥遥领先于
FF、PROFIBUS、LONWORKS等其它所有现场总线。
现场总线标准及其技术日益成为国际自动控制领域关注的一大焦点，其原因是它改变了传统控制系统的结构，形成了全新的网
络集成分布式控制系统。在我国，现场总线已经发展到推广应用阶段，中国已经成为各种现场总线激烈争夺的重要战场。因此
研究现场总线技术及其产品就显得尤为重要。
l.CAN总线技术的特点
CAN总线与其它通信网的不同之处有二：
一是报文传送中不包含目标地址，它是以全网广播为基础，各接收站根据报文中反映数据性质的标识符过滤报文，该收的收
下，不该收的弃而不用。其好处是可在线上网下网、即插即用和多站接收；二是特别强化了对数据安全性的关注，满足控制系
统及其它较高数据要求的系统需求。CAN具有以下主要技术特性：
（1）CAN遵从ISO/OSI模型，
采用了其中的物理层、数据链路层与应用层。采用双绞线，通信速率最高可达到1MbpS/40m，
直接传输距离最远可达10km/5kbpS.同一段总线内最多可挂接110个设备。（2）CAN的信号传输采用短帧结构，每一帧有效
字节数为8个。因而传输时间短，受干扰的概率低。当节点发生严重错误时，具有自动关闭的功能，切断该节点与总线的联
系，使总线上其它节点不受影响，具有很强的抗干扰能力。
（3）CAN支持多主工作方式，
网络上任一节点均可在任何时候主动向其它节点发送信息，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据，而优先
级低的节点则主动停止发送，从而避免了总线冲突。
2.CAN总线接口硬件电路的设计
硬件电路的设计主要是CAN通信控制器与微处理器之间和CAN总线收发器与物理总线之间的接口电路的设计。CAN通信控制
器是CAN总线接口电路的核心，主要完成CAN的通信协议，而CAN总线收发器的主要功能是增大通信距离，提高系统的瞬间
抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰（RFI）
，实现热防护等。
2.1 CAN节点核心器件及其选择
目前广泛流行的CAN总线器件有两大类：一类是独立的CAN控制器，如82C2OO、SJAIOOO及In-tel82526/82527等，另一类
是带有在片CAN的微控制器，如P8XC582及I6位微控制器87CI96CA/CB等。本课题选取PHILIPS公司的SJAIOOOCAN控制器
以及82C25O总线收发器，主要是考虑到SJAIOOO支持CAN2.OA/B规约。而82C25O可以支持IIO个CAN节点，并且国内市场
上PHILIPS的产品型号比较多，购买比较方便。
2.2CAN总线接口电路
SJAIOOO在电路中是一个总线接口芯片，通过它实现上位机与现场微处理器之间的数据通信。该电路的主要功能是通过CAN
总线接收来自上位机的数据进行分析组态然后下传给下位机的控制电路实现控制功能，当CAN总线接口接收到下位机的上传
数据，SJAIOOO就产生一个中断，引发微处理器产生中断，通过中断处理程序接收每一帧信息并通过CAN总线上传给上位机
进行分析。AT89C5I是CAN总线接口电路的核心，其承担CAN控制器的初始化、CAN的收发控制等任务。CAN总线接口框图
见图I.
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qq_418236192022-08-25垃圾，不值得下载，随随便便都可以找到的资料，一点参考性没有
