基于dsPIC30F6011單片機的CAN總線擴展技術

2 網關的硬件設計
硬件電路開發采用集成電路，開發周期短，成本低。CPU采用Microchip公司的16位單片機dsPIC30F6011作為核心部件，其內部集成了兩個CAN控制器，支持CAN 2．0A／B協議，CPU的速度可以達到30 MIPS，程序存儲器空間有132 KB，內部RAM有6 144 B，數據程序存儲器有2 048 B，集成的功能強大，體積小，性價比比較高。物理層采用兩個CAN驅動器PCA82C250。其中一組的PCA82C250的RXD，TXD引腳不是和CPUdsPIC30F6011直接連接，而在中間用光速光藕6N137隔離。
單片機dsPIC30F6011有兩個通用的UART口，可以作為和PC機或其他上位機通信的接口來用。另外，dsPIC30F6011采用TQPF封裝64引腳，利用通用I／O驅動LED燈作為指示燈，預留并行液晶顯示器和 4×4行列式鍵盤的接口。
CAN控制器和驅動器部分采用了光電隔離器，因此電源設計部分要求有兩個隔離的5 V電源。考慮到可以會用到液晶顯示器，因此一路電源設計采用輸出容量1 A的開關電源LM9076，而另外一路采用隔離DC／DC模塊電源。這樣CAN子網之間實現了電氣隔離，如果一個網絡出了問題并不影響另外一個網絡的正常工作，提高了CAN網絡的抗干擾性能。硬件電路設計外圍電路少、設計簡單、成本低。設計的CAN網關硬件設計系統框圖如圖3所示。

3 網關的軟件設計
CAN網關作為消息的轉發器，要準確、實時地接收兩個CAN發送的信息，并且要實時發出去。對于不斷發出信息的問題節點要及時屏蔽，避免錯誤信息蔓延到另一個CAN網絡。如果CAN網關被設置成透明網關則直接把一個CAN網絡的信息轉發到另外一個網絡中即可，如果CAN網關被設置成和某個區間ID相關，則要做一些信息過濾和屏蔽處理。當CAN網關檢測到總線有錯誤時，要通過備用的UART口將錯誤信息上發到上位機或其他信息處理主機。