基于单片机实现CAN总线与LIN总线间的传输设计方案
引言
现场总线技术已经广泛应用于工业控制中，尤其是can（controler area nerwork）总线由于具有可靠性高、成本低、容易实现等优点，在现场总线实际工程应用中占有了较大份额。伴随着总线技术发展，lin（local interconnect network）总线作为一种低成本串行通信网络，其目标是为现有现场总线控制网络提供辅助功能，特别是汽车控制网络中总线应用，因此必然存在一个lin总线和其它总线通信接口实现，本文以can总线为例，提出了一种基于at89c51cc03单片机can-lin网关设计方案。
lin是一种低成本串行通讯网络用于实现汽车中分布式电子系统控制，lin目标是为现有汽车网络（例如can总线）提供辅助功能，因此lin总线是一种辅助总线网络，在不需要can总线带宽和多功能场合比如智能传感器和制动装置之间通讯，使用lin总线可大大节省成本。lin通讯是基于sci（uart）数据格式，采用单主控制器/多从设备模式，仅使用一根12v信号总线和一个无固定时间基准节点同步时钟线。
网关硬件设计
整个网关模块包括lin接口、can接口、can波特率设置、lin波特率设置、电源模块、状态灯六个子模块（图1）。
图1 系统结构框图
at89c51cc03是atmel公司一款内嵌can控制器8位单片机。本设计中以at89c51cc03单片机为基础，选择tja1020作为lin总线收发器，采用单片机uart接口，在can模块设计部分选择pca82c250作为can总线收发器，具体电路连接如图2、图3、图4所示。
图2 单片机电路
图4 lin接口电路
在电路中我们设计了一个5位拨码开关，由于在各个不同工作系统中，lin总线和can总线传输是不一样，这就需要改换软件，因此在此设计中用一个5位拨码开关用于波特率设置，三位用于lin波特率设置，两位用于can波特率设置。同时为了展示网关工作状态，特意设计了工作指示灯，在接收和发送信号时分别以一定频率闪烁，当有故障出现时，两个灯同时点亮。
为增强can节点抗干扰能力，单片机txdc和rxdc引脚并不是直接与pca82c250atxd和rxd引脚相连，而是通过高速光耦6n137相连（图3）。这样很好实现了总线上各个节点间电气隔离，光耦部分电路所采用两个电源vcc和vdd必须是完全隔离，否则采用光耦也就失去了意义。
网关软件设计
网关软件设计主要包括主控程序模块和can模块软件设计以及lin模块软件设计，can模块软件设计主要有三个子函数，一个是can初始化can_init（），另外两个是can_re_isr（）和can_send（）。can_init（）主要是设置can通信波特率和can基本设置，波特率可以根据拨码开关值来设定，在系统上电之后通过自检程序自动扫描，查预先设定好波特率表格，设定can通信波特率。
can_re_isr（）负责信息接收和处理，can_send（）负责信息发送。
lin模块软件设计主要包括几个文件：lin.h、lin.c、temr0.h temro.c，其中lin.h、lin.c分别实现lin规范设定以及uart波特率设定和lin信息接收与发送，temr0.h temro.c用于产生lin总线波特率。主控程序设计主要完成整个网关信息转发功能，当can接收中断发生时，置lin发送标志位，准备转发can信息到lin网络;同样，当lin接收中断生时，置can发送标志位，准备发送lin信息到can网络。
整个软件以c51编写，并利用keil公司仿真软件进行软件调试，最后将完整程序烧写到at89c51cc01flash空间。
结语
本文提出了基于at89c51cc01单片机can-lin网关设计，解决了现场总线控制中can总线控制网络和lin总线控制网络之间信息传输问题，为现场总线灵活应用提供了基础。本设计经过现场实验，实验结果表明网关运行良好，工作可靠稳定，并已应用到实际工作中。
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图2 单片机电路
图4 lin接口电路
在电路中我们设计了一个5位拨码开关，由于在各个不同工作系统中，lin总线和can总线传输是不一样，这就需要改换软件，因此在此设计中用一个5位拨码开关用于波特率设置，三位用于lin波特率设置，两位用于can波特率设置。同时为了展示网关工作状态，特意设计了工作指示灯，在接收和发送信号时分别以一定频率闪烁，当有故障出现时，两个灯同时点亮。
为增强can节点抗干扰能力，单片机txdc和rxdc引脚并不是直接与pca82c250atxd和rxd引脚相连，而是通过高速光耦6n137相连（图3）。这样很好实现了总线上各个节点间电气隔离，光耦部分电路所采用两个电源vcc和vdd必须是完全隔离，否则采用光耦也就失去了意义。
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can_re_isr（）负责信息接收和处理，can_send（）负责信息发送。
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整个软件以c51编写，并利用keil公司仿真软件进行软件调试，最后将完整程序烧写到at89c51cc01flash空间。
结语
本文提出了基于at89c51cc01单片机can-lin网关设计，解决了现场总线控制中can总线控制网络和lin总线控制网络之间信息传输问题，为现场总线灵活应用提供了基础。本设计经过现场实验，实验结果表明网关运行良好，工作可靠稳定，并已应用到实际工作中。
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