汽车辅助系统CAN总线接口电路设计
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2020-08-09
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汽车辅助系统汽车辅助系统CAN总线接口电路设计总线接口电路设计
本文是基于控制器 SJA1000和82C250收发器的基础上，外接上看门狗电路芯片X5045P及高速光耦合器
6N137，设计CAN总线接口电路，该电路理论上很好的实现了设计原理要求。
总体方案设计
CAN 总线接口电路主要包括：单片机、控制器接口、总线收发器和看门狗电路等。采用Philips公司生产的SJA1000控制器和
与其配套的 82C250CAN收发器。按照CAN总线物理层协议选择总线介质，设计布线方案，连接成CAN网络。双绞屏蔽线可
设两套，在两套介质上同时进行信息传输，接收方只用一个介质。在冗余和非冗余段的连接临界点处进行总线切换。
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。看门狗电路主要是实现对电路的监控和复位作用。
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82C200、SJA1000及 Intel82526/82527等，另一类是
带有在片CAN的微控制器，如P8XC582及16位微控制器87C196CA/CB等。本课题选取 PHILIPS公司的SJA1000 CAN控制器
以及82C250总线收发器，主要是考虑到SJA1000支持CAN 2.0A/B规约。而82C250可以支持110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。
单片机最小系统
本设计中，应用到单片机为ATMEL公司51系列的89C51，该型号的单片机应用广泛，技术成熟，市场上价格便宜，而且在学
习中所学到的多为该型号，在本次设计中是首选的芯片。89C51单片机作为系统的核心控制部分，但在本设计中不是重点讲解
内容，其相关技术应用和引脚特点功能等，可参照其他相关资料。设计的电路原理方框大致如下图所示。设计中为避免出现时
钟信号的冲突，对单片机的外接晶振引脚XTAL1、XTAL2不接上外围电路，而是通过控制器SJA1000的时钟信号脚反馈给单
片机。同时，对单片机的复位信号处理，RST引脚接上X5045P的RST脚，复位信号可由X5045P输出，在X5045P芯片看门狗
外围电路的作用下，减少了以往由电阻、电容组成的简易复位电路造成的不精确、延时高等不良作用，使单片机回复到初始状
态，完成复位操作。由于在该电路中要用到单片机的存储作用，存储由SJA1000传输过来的处理数据。因此，脚/EA接上高电
平，选用片内ROM。对ALE脚，也即地址锁存有效信号除数端是和控制器 SJA1000的ALE脚接通。
图2-2 单片机最小系统
基于SJA1000的控制电路设计
控制器SJA1000作为本接口电路中的控制部分，应用本设计中，对于SJA1000和单片机的连接，引脚AD0~AD7是和89C51的
输出输入脚 P0.0～P0.7相接；SJA1000的片选信号脚/CS必须由微控制器的P2.7口控制否则这个片选输入必须接到VSS 也可
以通过地址解码控制例如当地址/数据总线用于其他外围器件，ALE对应ALE，读/写输入脚/WR、/RD，/INT和单片机的/INT0
连接，由于在该系统中要用到相同的时钟频率，所以我们要时钟信号引脚CLKOUT和单片机的XTAL1脚相连，达到频率一致
的目的；而在复位信号的处理，可以在看门狗外围电路的RST信号输出后再通过和非门电路的相连，很好的实现了电路的复位
作用。而对于控制器的收发引脚TX0，TX1与RX0，RX1，在本系统中 TX0、RX0可和收发器82C250的TXD、RXD接通。同
时，在和CPU接口中SJA1000 支持对两个著名的微型控制器系列的直接连接80C51 、68xx 。通过SJA1000 的MODE 引脚可
选择接口模式Intel 模式 MODE 高；Motorola 模式 MODE 低。在Intel 模式和Motorola 模式里地址/数据总线和读/写控制信号的
连接。本设计中，正是使用Intel模式。对SJA1000的Vdd1～Vdd3电源输入脚，外接上驱动+5V电压；而Vss1～Vss3输出接
地。设计中，对SJA1000提供16Mkz的晶振。
资源评论
色空空色2023-07-26文中对于CAN总线接口电路设计进行了深入剖析，满足了读者对于技术细节的需求。
申增浩2023-07-26文件中的设计方案紧密结合实际应用场景，具有较高的可行性，并给出了实操建议。
艾苛尔2023-07-26这篇文件详细介绍了汽车辅助系统CAN总线接口电路设计的关键要点，很有实用价值。
是因为太久2023-07-26通过阅读这份文件，读者可以更好地理解汽车辅助系统CAN总线接口电路设计的重要性与实施步骤。
思想假2023-07-26作者在文中用简洁而贴切的语言，准确地解释了CAN总线接口电路设计的基本原理和关键方法。
