CAN總線與USB的轉(zhuǎn)接技術(shù)

USB(Universal Serial Bus)是一種通用串行總線。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和廣泛應用，人們對串行總線提出了更高的要求。因此，開發(fā)一種兼容低速和高速的技術(shù)，從而為廣大用戶提供一種可共享、可擴充、使用方便的串行總線已成為眾多廠商的共同目標。
　　USB總線就是一種新型、快速、雙向、同步傳輸、并可以熱插拔的數(shù)據(jù)傳輸總線，它滿足了人們對總線易用性、擴展能力強和低成本的要求，因此，USB在PC外設領域的傳輸速率從1.5Mbps的低速和12 Mbps的全速提高到如今的480 Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸。目前，USB總線已經(jīng)逐漸成為計算機領域中應用最廣泛的外設總線連接規(guī)范。

　　與此同時CAN(Controller Area Network)總線技術(shù)也日趨成熟，其傳輸距離遠，傳輸速率高，抗干擾能力強，易于組網(wǎng)，而且節(jié)約成本，已被公認為是最有前途的現(xiàn)場總線之一，并在國內(nèi)外控制領域獲得了普遍重視。目前，德國現(xiàn)代汽車公司和歐洲其他幾個主要汽車公司的車內(nèi)控制系統(tǒng)全部采用CAN總線，國內(nèi)的很多工業(yè)控制系統(tǒng)，(如車載控制系統(tǒng)、醫(yī)療控制系統(tǒng)和很多智能小區(qū)中的智能控制系統(tǒng))都采用了CAN總線技術(shù)。隨著更加完善的CAN2.0B協(xié)議的提出，國外已有專家提出預言，CAN總線的應用壽命至少還有二十年。

　　雖然上述兩種總線的特點都比較突出，但二者在控制領域的應用仍有其自身局限性。USB的傳輸距離通常不超過幾十米，經(jīng)常達不到工業(yè)應用的要求；而CAN適配器與主機在傳統(tǒng)接口上的連接十分繁瑣和復雜，不利于CAN的應用擴展。所以，本設計考慮將傳輸距離較遠的CAN總線技術(shù)與即插即用的USB接口技術(shù)相結(jié)合，即利用USB接口方便的實現(xiàn)CAN總線和主機的連接，從而有力的擴展了CAN總線的監(jiān)控和管理功能，擴大CAN總線的應用范圍。

　　1 接口模塊的總體設計

　　本文所介紹的USB-CAN轉(zhuǎn)接技術(shù)總體框圖如圖1所示，該設計分兩大部分：一是與主機USB接口相連的USB控制部分；二是與CAN總線相連的CAN控制器部分。兩者中間通過單片機聯(lián)系起來。USB控制部分用USB接口控制芯片CH372來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送；CAN控制器SJA1000用來實現(xiàn)CAN總線間的數(shù)據(jù)通信。單片機用來進行相應的控制、協(xié)調(diào)以及系統(tǒng)的通信。

　　2 AT89C52在系統(tǒng)中的功能

　　單片機AT89C52在系統(tǒng)中主要起到一個橋梁和協(xié)調(diào)控制的作用。主機通過CH372把數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機，單片機再把數(shù)據(jù)通過SJA1000發(fā)送到CAN總線，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的通信。此外，單片機還需要對CH372和SJA1000進行初始化，并通過地址／數(shù)據(jù)以復用的方式訪問CH372和SJA1000。由于在訪問其中一個芯片時，如果另一個芯片還保持有輸出，那么單片機就不能讀到正確的數(shù)據(jù)，因此，單片機要通過片選控制信號分配有效地址。單片機主要通過主循環(huán)來監(jiān)控系統(tǒng)的通信，其主循環(huán)流程圖見圖2所示。