多路UART總線與CAN總線通訊系統設計

摘要：主要利用TI公司的多路異步收發(fā)器TL16C554和PHILIPS公司的SJA1000設計一個多路總線協議轉換通訊系統。為了實現4路UART總線與CAN總線之間的相互轉換過程，采用微控制器AT89S51來控制通訊數據轉換，通過硬件電路實驗和軟件調試算法，得到了4路串行總線與CAN總線之間的相互透明轉換過程。該電路系統大大方便了具有UART接口的設備進行遠距離、多節(jié)點傳輸，增強了系統的通訊可靠性。
關鍵詞：UART；CAN；總線協議；協議轉換

由于在消費類電子產品、計算機外設、汽車和工業(yè)應用中增加了嵌入式功能，對低成本、高速和高可靠通信介質的要求也不斷增長，以滿足這些應用，其結果是越來越多的處理器和控制器用不同類型的總線集成在一起，實現與PC軟件、開發(fā)系統或網絡中其他設備的通信。微處理器中常用的集成串行總線是通用異步接收器傳輸總線、串行通信接口以及車用串行總線，包括控制器局域網(CAN)。這些總線在速度、物理接口要求和通信方法學上都有所不同。本文主要利用TI公司的多路異步收發(fā)器TL16C554和PHILIPS公司的SJA1000實現一個4路UART總線與CAN總線之間的相互通訊過程。

1 UART與CAN介紹
UART模塊采用TI公司的TL16C554，它是含有4路16C550的增強型異步通訊電路，每路通道能從外圍設備或MODEM接收數據，實現串并轉換；同時，也可以從CPU端接收數據，實現并串轉換。TL16C554內部具有16 B的接收和發(fā)送FIFO，在FIFO模式下，通過使用RTS和CTS輸入信號可以自動控制串行數據流，可選的自動流控制特性大大降低了軟件規(guī)模，提高了系統效率。TL16C554也可以通過FIFO觸發(fā)點與TXRDY或RXRDY信號實現DMA模式的數據傳輸，片內的狀態(tài)寄存器為用戶提供錯誤指示、器件的工作狀態(tài)和調制解調器接口控制?？赏ㄟ^調整系統中斷來滿足用戶的要求，內部的環(huán)回模式實現了片內的故障診斷。TL16C554電路的串行數據格式為：

這些數據格式主要通過電路的線控制寄存器來進行控制，其中起始位為低電平“0”；數據位長度可選擇5～8位；奇偶校驗位可選擇為奇校驗、偶校驗或無校驗；停止位可選擇1位、2位或1／2位。
CAN模塊采用一種獨立的CAN控制器SJA1000，主要用于移動目標和一般工業(yè)環(huán)境中的區(qū)域網絡控制，是PHILIPS公司半導體PCA82C200CAN控制器的替代產品。SJA1000具有BasicCAN和PeliCAN 2種工作方式。BasicCAN模式是上電后默認的操作模式，而PeliCAN模式是新的操作模式，它能夠處理所有CAN2．0B規(guī)范的幀類型，而且它還提供一些增強功能，使SJA1000能應用于更寬的領域。
其中SJA1000的數據幀格式為：