说说以太网转can的设计原理与理念

上一篇给大家讲述了WiFi转can模块的原理和相关知识,还有它和以太网转can模块简单的对比分析,今天接着为大家介绍以太网转CAN模块相关知识。

在工业信息化系统中,企业管理层和生产管理层采用的都是以太网和PC机,而在生产车间、现场都是采用现场总线(如RS-485、CAN、USB)和单片机测控设备。要想实现管理层与现场生产层的沟通,通常采用工业控制机加以太网卡,再加上PC机插槽上的转换接口卡来实现。这种连接方式提高了生产现场的计算机数量的使用,成本高,开发周期长。所以诸多工程师经过多年精心研发的以太网转can模块,使以太网与can总线连接,大大提高了熟悉采集处理的工作效率,它能对can总线远程控制,进一步拓展了can总线网络的应用范围。

下面我带大家介绍下以太网转can模块的原理

1. 系统组成框图:

在工业自动化系统中,可直接利用以太网-CAN接口模块,将各种测控设备直接接入局域网,形成与局域网络互通的网络控制系统。如上图所示,采用转换接口卡,使网络结构成功地实现了以太网和现有CAN总线网的直接连接,实现管理监控层(以太网)和生产测控层(CAN总线网)之间的连接。上下层数据能方便地进行交流。而其它通讯则使用PC机器人局域网实现数据交互。

2. 转换转换接口组成原理:

接口由以太网接口A和微处理器组成。在此基础上增加CAN接口B就组成了以太网-CAN网关。如图所示:

(1)以太网接口A

以太网接口A可选用符合IEEE802.3协议的10Base-T通用接口芯片,如UM9003、RTL8019等,完成与以太网在物理层和数据链路层的连接。使用RJ-45插口,可以直接挂接到以太网上。

(2)微处理器

微处理器负责对以太网接口A芯片和CAN接口B芯片进行控制。微处理器内设有TCP/IP通信协议和CAN协议,完成以太网协议和CAN总线协议转换,实现接口A和接口B通信数据的透明传输。

由于CAN总线传输的数据量不大,数据传输速率不高,远小于以太网的数据传输速率,所以在以太网-CAN接口模块中,数据的传送瓶颈在CAN接口B。在测控领域,通常传输的数据量不大,对数据传输速率要求也不高,于是,在此模块中微处理器可选用通常的单片机如8031等。

(3)CAN接口B

CAN接口B采用了飞利浦的CAN物理层和链路层接口芯片SJA1000和PCA82C250。微处理器直接控制SJA1000的AD0~AD7、ALE、RST和脚。SJA1000的MODEL脚接高电平,工作在Intel模式下;片选脚接地,始终处于选通状态,如图(3)所示。微处理器对SJA1000的操作主要是对寄存器的操作:一方面对SJA1000的模式寄存器(MOD)、命令寄存器(CMR)、状态寄存器(SR)、中断寄存器(IR)、中断允许寄存器(IEP)、总线定时寄存器(BTR0、BTR1)、输出控制寄存器(OCR)、时钟分频计数器(CDR)进行设置和检测;另一方面对收发缓冲区进行读写,从而和CAN设备交换数据。电路原理图如下:

程序流程图:

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