摘要：提出了一種用MCU自帶的雙CAN接口實(shí)現(xiàn)CAN總線中繼器的設(shè)計(jì)方法，并給出了基于STM32F105的CAN總線中繼器的軟硬件實(shí)現(xiàn)方案。采用單CPU的設(shè)計(jì)可以很好地解決兩個(gè)CAN接口的主從狀態(tài)轉(zhuǎn)換，使系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、實(shí)時(shí)性高等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：CAN總線；中繼器：STM32F105；CAN控制器；

0 引言
CAN總線最初是為了解決汽車內(nèi)部的信號(hào)傳輸問(wèn)題而提出來(lái)的，目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制單元、智能樓宇單元、礦業(yè)控制通訊、遠(yuǎn)程通訊節(jié)點(diǎn)等控制領(lǐng)域。受到CAN收發(fā)器的閑宣，總線上掛接的節(jié)點(diǎn)不能超過(guò)110個(gè)，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的最大通訊距離為10km，掛在總線上的節(jié)點(diǎn)要通訊必須具有相同的波特率。
為了能夠在總線上掛接更多的節(jié)點(diǎn)，增加通信距離以及使具有不同波特率的節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行通信，本文提出了一種使用具有雙CAN口的MCU實(shí)現(xiàn)的CAN總線中繼器。該中繼器可大大縮短采用兩個(gè)CPU時(shí)CAN接口的主從狀態(tài)切換和CPU間通信的時(shí)間，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

1 CAN中繼器硬件的設(shè)計(jì)
1．1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
本文設(shè)計(jì)的CAN總線中繼器的系統(tǒng)框圖如圖1所示。此中繼器以帶有雙CAN接口的STM32F105為核心，外圍電路主要由光電隔離電路、DC ／DC電路、CAN收發(fā)器、狀態(tài)顯示電路、波特率設(shè)置電路、ID設(shè)置電路和電源電路組成。光電隔離電路采用高速光耦將主控電路CPU的I／O口和收發(fā)器進(jìn)行電氣隔離，可消除總線上的噪聲對(duì)主控電路的干擾；為了能使總線和主控電路完全的電氣隔離，用DC／DC隔離電源單獨(dú)對(duì)CAN收發(fā)器電路部分供電；狀態(tài)顯示電路指示當(dāng)前各個(gè)CAN口的收發(fā)狀態(tài)；波特率設(shè)置電路可分別設(shè)置兩個(gè)CAN接口的波特率；ID設(shè)置電路可根據(jù)用戶需求設(shè)置當(dāng)前CAN中繼器的ID；電源電路主要將輸入的9～36V的直流電壓轉(zhuǎn)成5V和3．3V兩種電壓，分別給DC／DC電路和主控電路供電。CAN總線A上的各節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息經(jīng)過(guò)CAN收發(fā)器將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL電平的報(bào)文，經(jīng)過(guò)隔離后進(jìn)入主控CPU，主控CPU將收到的CAN報(bào)文進(jìn)行ID過(guò)濾后由另一個(gè)CAN接口經(jīng)過(guò)光電隔離傳送到另一路的CAN收發(fā)器，CAN收發(fā)器將TTL電平的報(bào)文轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)后發(fā)送到CAN總線B上。
圖1 CAN總線中繼器系統(tǒng)框圖