原標(biāo)題：CAN總線適配卡的功能特點(diǎn)及如何實(shí)現(xiàn)軟硬件設(shè)計(jì)

CAN總線適配卡是一種插在PC機(jī)ISA插槽內(nèi)的智能通訊卡，它使得PC機(jī)能夠方便地連接到CAN總線上，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。以下是CAN總線適配卡的功能特點(diǎn)及其軟硬件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方式：

功能特點(diǎn)

1. 高性能微處理器：

• 適配卡通常采用高性能的微處理器，如89C52（12MHz），以減輕PC主機(jī)的通信負(fù)擔(dān)，并能運(yùn)行復(fù)雜的用戶通信任務(wù)。

2. 高速數(shù)據(jù)交換：

• 卡上帶有高速雙口RAM存儲(chǔ)器（如lkB），可直接映射到主機(jī)內(nèi)存空間，實(shí)現(xiàn)CAN總線與主機(jī)PC的高速數(shù)據(jù)交換。同時(shí)，用戶可設(shè)置雙口RAM在ISA總線中的基地址。

3. 高通訊速率：

• 當(dāng)采用高頻率的CAN控制器（如16MHz的SJAl000）時(shí)，通訊速率可高達(dá)1Mbps，滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/span>

4. 實(shí)時(shí)處理能力：

• 中斷申請(qǐng)電路能夠確保PC機(jī)和適配卡上的微處理器實(shí)時(shí)處理對(duì)方的處理要求，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

5. 光電隔離保護(hù)：

• 適配卡上帶有光電隔離，可保護(hù)PC機(jī)避免因地環(huán)流而造成的損壞，增強(qiáng)系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中的使用可靠性。

6. 狀態(tài)指示：

• 為方便系統(tǒng)調(diào)試，適配卡通常配備LED指示燈，用于指示系統(tǒng)狀態(tài)和CAN的接收、發(fā)送狀態(tài)。

7. 多節(jié)點(diǎn)支持：

• CAN總線系統(tǒng)支持多主節(jié)點(diǎn)工作，任一節(jié)點(diǎn)均可設(shè)為主節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，且報(bào)文傳輸不含目標(biāo)地址，以全網(wǎng)廣播為基礎(chǔ)。

8. 錯(cuò)誤處理和故障界定：

• CAN總線具有非破壞性總線仲裁和錯(cuò)誤界定功能，能自動(dòng)解決總線矛盾和出錯(cuò)界定，并對(duì)用戶透明，同時(shí)能區(qū)別臨時(shí)和永久故障，并自動(dòng)關(guān)閉故障節(jié)點(diǎn)。

軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

硬件設(shè)計(jì)

1. 微控制器電路：

• 選擇與MCS51系列CPU兼容的微控制器（如89C52），并擴(kuò)展必要的RAM和EEPROM以滿足通信需求和數(shù)據(jù)保存。

2. 雙口RAM電路：

• 利用雙口RAM（如IDT7130）建立雙向數(shù)據(jù)交換通道，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和CAN控制器之間的數(shù)據(jù)傳送。采用內(nèi)存映射的存儲(chǔ)器尋址方式，提高數(shù)據(jù)訪問速度。

3. CAN通信控制電路：

• 選擇合適的CAN通信控制器（如SJAl000），并配置CAN總線收發(fā)接口電路（如82C250），以增強(qiáng)總線的差動(dòng)發(fā)送和接收能力。在控制器和收發(fā)器之間接入光電耦合器，增加系統(tǒng)的抗干擾能力。

4. 電源和復(fù)位電路：

• 設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠的電源電路，并為適配卡提供多種復(fù)位方式（如上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位、軟件復(fù)位），以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護(hù)性。

軟件設(shè)計(jì)

1. PC機(jī)端應(yīng)用程序：

• 開發(fā)虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（VxD）來完成對(duì)雙口RAM的讀寫、中斷處理以及與應(yīng)用程序的通信。

2. 單片機(jī)端程序設(shè)計(jì)：

• 編寫單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與雙口RAM以及CAN控制器之間的通信。程序需處理CAN總線的通信協(xié)議，包括數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收和錯(cuò)誤處理。

3. 參數(shù)配置和存儲(chǔ)：

• 設(shè)計(jì)參數(shù)配置子程序，允許用戶通過PC機(jī)對(duì)CAN適配卡的通信參數(shù)進(jìn)行重新配置，并將配置參數(shù)保存在EEPROM中，以備下次適配卡啟動(dòng)時(shí)調(diào)用。

綜上所述，CAN總線適配卡通過高性能的硬件設(shè)計(jì)和完善的軟件支持，實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)與CAN總線之間的高效、可靠的數(shù)據(jù)通信。