基于雙51單片機的CAN總線中繼器設計

3 軟件設計實現
3．1 存儲空間分配思想
為使雙口RAM實現最高效率的應用，將2 KB的存儲空間設計成2個1 KB大小的環形隊列形式，每一個環形隊列的結構如圖5所示(圖中陰影部分為存有數據的區域，非陰影區域為空閑區域)。

3．2 程序控制流程
中繼器只是中轉來自總線上的數據，而這些數據是隨機的，因此接收采用中斷的方式。某一時刻只要SJAl000成功接收一幀數據，就會向負責本端口的MCU申請中斷，進行數據接收，并將數據送入環形隊列queue。
當環形隊列中有待發送的數據時，程序的處理流程如圖6所示(其中，tail和bead分別為環形隊列的尾指針和頭指針)。MCU首先獲取對方環形隊列中的信息，主要是查看環形隊列信息是否為空，如果為空則不對其操作。如果不為空，則隊列中有待發送的信息，于是啟動一次信息發送。如果發送成功，則通過聯絡信號通知對方修改環形隊列指針。

4 測 試
對基于雙口RAM的雙MCU中繼器進行壓力測試(高數據負載率下測試)。短距離內向2個CAN口加載10 000幀數據，測試中繼器成功中轉情況，其結果如表1所列(表身數據為成功中轉幀數)。根據CAN總線規定，其平均負載率不超過65％，傳統的單MCU CAN中繼器平均負載率很難達到60％。從表1可以看出，引入雙MCU后CAN中繼器的性能大大提高，能在負載率超過60％的情況下穩定工作。環形隊列queue溢出的情況可以通過增加雙口RAM的大小來解決。

結 語
采用雙MCU配合雙口RAM設計CAN總線中繼器，解決了單MCU無法快速處理CAN總線負載過重的問題，使其性能和效率得到了很大提高，為CAN中繼器在工程領域的優化設計提供了良好的技術平臺和解決方案。